Калькулятор закона Бера-Ламберта

Закон Бера-Ламберта — это основополагающий принцип в спектроскопии и аналитической химии, устанавливающий взаимосвязь между поглощением света и свойствами материала, через который проходит свет. Он позволяет определить концентрацию растворённого вещества в растворе на основании количества поглощённого этим раствором света.

Историческая справка

Был первоначально открыт независимо друг от друга Пьером Бугером, Иоганном Генрихом Ламбертом и Августом Бером. Закон Бера-Ламберта предоставляет количественную базу для понимания того, как свет взаимодействует с поглощающими материалами. Имеет большое значение для методов в химическом анализе и физике, таких как определение концентрации веществ в растворе.

Расчётная формула

Математическое выражение закона Бера-Ламберта:

\[ A = \varepsilon \cdot c \cdot l \]

где:

• \(A\) — коэффициент светопоглощения (без единиц, поскольку коэффициент светопоглощения — это логарифмическая мера),
• \(\varepsilon\) — молярный коэффициент поглощения (в м²/моль),
• \(c\) — концентрация вещества в растворе (в моль/л),
• \(l\) — длина кюветы, содержащей раствор (в метрах).

Пример расчёта

Для раствора с молярным коэффициентом поглощения \(2,5 \times 10^{-3}\) м²/моль, концентрацией \(0,1\) моль/л и длиной пути \(0,01\) метра коэффициент светопоглощения будет рассчитан следующим образом:

\[ A = 2,5 \times 10^{-3} \cdot 0,1 \cdot 0,01 = 2,5 \times 10^{-6} \]

Значение и примеры использования

Закон Бера-Ламберта имеет основополагающее значение в различных научных областях, включая химию, физику и биологию. Используется в следующих целях:

• определение концентраций растворов в химических и биохимических лабораториях,
• наблюдение за атмосферными загрязнителями,
• измерение скорости реакции в кинетических исследованиях,
• анализ образцов крови в медицинской диагностике.

Часто задаваемые вопросы

1. Что влияет на точность закона Бера-Ламберта?

   • Закон предполагает идеальное поведение системы. Отклонения могут возникать вследствие химических и инструментальных факторов, таких как высокая концентрация, приводящая к молекулярным взаимодействиям; также важна длина волны используемого света.

2. Есть ли предел диапазона концентраций, к которым применим закон Бера-Ламберта?

   • Да, при очень высоких концентрациях возможны отклонения от линейности из-за электростатических взаимодействий между молекулами в растворе и по другим причинам.

3. Можно ли использовать закон Бера-Ламберта для смесей?

   • Да, его можно использовать для смесей, но общее поглощение представляет собой сумму поглощений отдельных компонентов, при условии, что никакие химические взаимодействия не влияют на их поглощение.

Этот калькулятор упрощает применение закона Бера-Ламберта, делая его более доступным для образовательных, исследовательских и профессиональных целей.