เนื้อหา
สารประกอบหลายชนิดดูดซับแสงในส่วนที่มองเห็นหรือรังสีอัลตราไวโอเลตของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า การใช้กฎหมายเบียร์คุณสามารถคำนวณความเข้มข้นของสารละลายตามปริมาณแสงที่ดูดซับได้
ใช้กฎหมายเบียร์
กฎหมายของเบียร์ควบคุมปริมาณของรังสีที่ดูดซับและระบุว่าการดูดซับนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มข้น ดังนั้นเมื่อความเข้มข้นของสารประกอบที่ละลายในตัวทำละลายเพิ่มขึ้นการดูดซับของสารละลายจึงควรเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน นักเคมีใช้ประโยชน์จากความสัมพันธ์นี้เพื่อกำหนดความเข้มข้นของการแก้ปัญหาที่ไม่รู้จัก ครั้งแรกนี้ต้องการข้อมูลการดูดซับในชุดโซลูชั่นที่ทราบความเข้มข้นที่เรียกว่าโซลูชันมาตรฐาน ข้อมูลการดูดซับและความเข้มข้นจะถูกพล็อตในกราฟการปรับเทียบเพื่อสร้างความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ ความเข้มข้นของตัวอย่างที่ไม่ทราบค่าสามารถกำหนดได้โดยการวัดค่าการดูดกลืนแสง
การคำนวณความเข้มข้นของโซลูชัน
ขั้นตอนที่ 1. สร้างพล็อตการสอบเทียบค่าการดูดกลืนแสงบนแกน y และความเข้มข้นบนแกน x สำหรับโซลูชันมาตรฐาน จุดข้อมูลควรอยู่ในแนวเส้นตรงอย่างสมเหตุสมผล จุดข้อมูลสองจุดแสดงถึงค่าต่ำสุดที่แน่นอนและอื่น ๆ จะดีกว่า
ขั้นตอนที่ 2. วาดเส้นตรง "ที่ดีที่สุด" ผ่านจุดข้อมูลและขยายบรรทัดเพื่อตัดแกน y เลือกจุดสุ่มสองจุดไม่ใช่จุดข้อมูลบนบรรทัดและกำหนดพิกัด x และ y ติดป้ายพิกัดเหล่านี้เป็น (x1, y1) และ (x2, y2)
ขั้นตอนที่ 3 คำนวณความชัน m ของเส้นตามสูตร m = (y1 - y2) / (x1 - x2) หาค่าตัดแกน y, ตัวย่อขโดยสังเกตค่า y ที่เส้นตัดผ่านแกน y ตัวอย่างเช่นสำหรับจุดสุ่มสองจุดบนเส้นที่พิกัด (0.050, 0.105) และ (0.525, 0.315) ความชันจะได้รับโดย:
m = (0.105 - 0.315) / (0.050 - 0.525) = 0.440
หากเส้นตัดผ่านแกน y ที่ 0.08 ค่านี้จะแทนค่าตัดแกน y
ขั้นตอนที่ 4 เขียนสูตรของบรรทัดของพล็อตการสอบเทียบในรูปแบบ y = mx + b ดำเนินการต่อจากตัวอย่างจากขั้นตอนที่ 3 สมการจะเป็น y = 0.440x + 0.080 นี่แสดงถึงสมการของกราฟการปรับเทียบ
ขั้นตอนที่ 5 แทนค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายของความเข้มข้นที่ไม่รู้จักในสมการที่กำหนดเป็น y และแก้หา x โดยที่ x แทนความเข้มข้น ตัวอย่างเช่นถ้าวิธีแก้ปัญหาที่ไม่รู้จักมีค่าการดูดกลืน 0.330 สมการจะให้:
x = (y - 0.080) / 0.440 = (0.330 - 0.080) / 0.440 = 0.568 โมลต่อลิตร
ทฤษฎีเทียบกับ การปฏิบัติ
แม้ว่ากฎหมายของเบียร์ระบุว่าการดูดซับและความเข้มข้นเป็นสัดส่วนโดยตรง แต่การทดลองนี้เป็นจริงเฉพาะในช่วงความเข้มข้นที่แคบและในสารละลายเจือจาง ดังนั้นสารละลายมาตรฐานที่มีความเข้มข้นตั้งแต่ 0.010 ถึง 0.100 โมลต่อลิตรจะแสดงเป็นเส้นตรง อย่างไรก็ตามช่วงความเข้มข้นของ 0.010-1.00 โมลต่อลิตรอย่างไรก็ตามอาจไม่ได้