Зміст
Багато сполук поглинають світло у видимій або ультрафіолетовій частині електромагнітного спектру. Використовуючи закон Пива, можна обчислити концентрацію розчину, виходячи з того, скільки світла він поглинає.
Використання закону про пиво
Закон пива регулює кількість поглиненої радіації і вказує, що поглинання прямо пропорційне концентрації. Таким чином, у міру збільшення концентрації розчиненої в даному розчиннику сполуки абсорбція розчину також повинна збільшуватися пропорційно. Хіміки використовують це співвідношення для визначення концентрації невідомих розчинів. Для цього спочатку потрібні дані абсорбції для серії розчинів відомої концентрації, званих стандартними розчинами. Дані абсорбції та концентрації будуються в калібрувальній кривій для встановлення їх математичної залежності. Концентрацію невідомого зразка можна визначити, вимірявши його поглинання.
Розрахунок концентрації розчину
Крок 1. Побудуйте калібрування графіку поглинання по осі y та концентрації на осі x для стандартних розчинів. Точки даних повинні падати по досить прямій лінії. Дві точки даних представляють абсолютний мінімум, а більше - краще.
Крок 2. Проведіть пряму лінію "найкраще" через точки даних та продовжте лінію, щоб перетинати вісь y. Виберіть на лінії дві випадкові точки, а не точки даних, і визначте їх координати x та y. Позначте ці координати як (x1, y1) і (x2, y2).
Крок 3. Обчисліть нахил, m, лінії за формулою m = (y1 - y2) / (x1 - x2). Визначте y-перехоплення, скорочено b, зазначивши значення y, де лінія перетинає вісь y. Наприклад, для двох випадкових точок на лінії за координатами (0,050, 0,105) та (0,525, 0,315) нахил задається:
m = (0,105 - 0,315) / (0,050 - 0,525) = 0,440.
Якщо лінія перетинає вісь y на рівні 0,08, то це значення являє собою перехоплення y.
Крок 4. Запишіть формулу лінії графіку калібрування у вигляді y = mx + b. Продовжуючи приклад з кроку 3, рівняння буде y = 0,440x + 0,080. Це являє собою рівняння калібрувальної кривої.
Крок 5. Замініть поглинання розчину невідомої концентрації в рівняння, визначене як y, і вирішіть для x, де x являє собою концентрацію. Якщо, наприклад, невідомий розчин виявив поглинання 0,330, рівняння отримало б:
х = (у - 0,080) / 0,440 = (0,330 - 0,080) / 0,440 = 0,568 молей на літр.
Теорія Vs. Практика
Хоча закон Пива стверджує, що поглинання та концентрація прямо пропорційні, експериментально це справедливо лише у вузьких діапазонах концентрацій та в розведених розчинах. Таким чином, стандартні розчини, що мають концентрацію, наприклад, від 0,010 до 0,100 моль на літр, будуть проявляти лінійність. Однак діапазон концентрацій від 0,010 до 1,00 моль на літр, мабуть, не буде.