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Definition und Gleichung des Biergesetzes

Das Biergesetz ist eine Gleichung, die die Dämpfung von Licht mit den Eigenschaften eines Materials in Beziehung setzt. Das Gesetz besagt, dass die Konzentration einer Chemikalie direkt proportional zur Absorption einer Lösung ist. Die Beziehung kann verwendet werden, um die Konzentration einer chemischen Spezies in einer Lösung unter Verwendung eines Kolorimeters oder Spektrophotometers zu bestimmen . Die Beziehung wird am häufigsten in der UV-sichtbaren Absorptionsspektroskopie verwendet. Beachten Sie, dass das Biergesetz bei hohen Lösungskonzentrationen nicht gilt.

Wichtige Imbissbuden: Biergesetz

  • Das Beer’sche Gesetz besagt, dass die Konzentration einer chemischen Lösung direkt proportional zu ihrer Absorption von Licht ist.
  • Die Voraussetzung ist, dass ein Lichtstrahl schwächer wird, wenn er durch eine chemische Lösung geht. Die Abschwächung des Lichts erfolgt entweder durch Abstand durch die Lösung oder durch zunehmende Konzentration.
  • Das Biergesetz hat viele Namen, darunter das Beer-Lambert-Gesetz, das Lambert-Beer-Gesetz und das Beer-Lambert-Bouguer-Gesetz.

Andere Namen für das Biergesetz

Das Biergesetz ist auch bekannt als das Bier-Lambert-Gesetz , das Lambert-Bier-Gesetz und das  Bier-Lambert-Bouguer-Gesetz . Der Grund, warum es so viele Namen gibt, ist, dass mehr als ein Gesetz beteiligt ist. Grundsätzlich entdeckte Pierre Bouger das Gesetz 1729 und veröffentlichte es in Essai D’Optique Sur La Gradation De La Lumière . Johann Lambert zitierte Bougers Entdeckung in seiner Photometria im Jahr 1760 und sagte, die Absorption einer Probe sei direkt proportional zur Weglänge des Lichts.

Obwohl Lambert keine Entdeckung behauptete, wurde ihm dies oft zugeschrieben. August Beer entdeckte 1852 ein verwandtes Gesetz. Das Beer’sche Gesetz besagt, dass die Extinktion proportional zur Konzentration der Probe ist. Technisch gesehen bezieht sich das Beer’sche Gesetz nur auf die Konzentration, während das Beer-Lambert-Gesetz die Absorption sowohl auf die Konzentration als auch auf die Probendicke bezieht.

Gleichung für das Biergesetz

Das Biergesetz kann einfach geschrieben werden als:

A=εbc

wobei A die Absorption ist (keine Einheiten)
ε das molare Absorptionsvermögen mit Einheiten von L mol -1  cm -1 (früher als Extinktionskoeffizient bezeichnet)
b die Weglänge der Probe ist, üblicherweise ausgedrückt in cm
c die Konzentration der Verbindung in Lösung, ausgedrückt in mol L -1

Die Berechnung der Extinktion einer Probe unter Verwendung der Gleichung hängt von zwei Annahmen ab:

  1. Die Extinktion ist direkt proportional zur Weglänge der Probe (der Breite der Küvette).
  2. Die Extinktion ist direkt proportional zur Konzentration der Probe.
In diesem Beispiel des Beer-Lambert-Gesetzes wird ein grüner Laser abgeschwächt, wenn er durch eine Lösung von Rhodamin 6G läuft.
In diesem Beispiel des Beer-Lambert-Gesetzes wird ein grüner Laser abgeschwächt, wenn er durch eine Lösung von Rhodamin 6G läuft. Amirber

Wie man das Biergesetz anwendet

Während viele moderne Instrumente Beer’s Law-Berechnungen durchführen, indem sie einfach eine leere Küvette mit einer Probe vergleichen, ist es einfach, ein Diagramm mit Standardlösungen zu erstellen , um die Konzentration einer Probe zu bestimmen. Die grafische Methode geht von einer geradlinigen Beziehung zwischen Extinktion und Konzentration aus, die für verdünnte Lösungen gilt

Beispielberechnung des Biergesetzes

Es ist bekannt, dass eine Probe einen maximalen Absorptionswert von 275 nm aufweist. Sein molares Absorptionsvermögen beträgt 8400 M & supmin; ¹ cm & supmin; ¹ . Die Breite der Küvette beträgt 1 cm. Ein Spektrophotometer findet A=0,70. Wie hoch ist die Konzentration der Probe?

Verwenden Sie das Beer’sche Gesetz, um das Problem zu lösen:

A=εbc

0.70=(8400 M -1 cm -1 ) (1 cm) (c)

Teilen Sie beide Seiten der Gleichung durch [(8400 M -1 cm -1 ) (1 cm)]

c=8,33 · 10 & supmin; & sup5; mol / l

Bedeutung des Biergesetzes

Das Biergesetz ist besonders wichtig in den Bereichen Chemie, Physik und Met
eorologie. Das Biergesetz wird in der Chemie verwendet, um die Konzentration chemischer Lösungen zu messen, die Oxidation zu analysieren und den Polymerabbau zu messen. Das Gesetz beschreibt auch die Abschwächung der Strahlung durch die Erdatmosphäre. Während das Gesetz normalerweise auf Licht angewendet wird, hilft es Wissenschaftlern auch, die Dämpfung von Teilchenstrahlen wie Neutronen zu verstehen. In der theoretischen Physik ist das Beer-Lambert-Gesetz eine Lösung für den Bhatnagar-Gross-Krook-Operator (BKG), der in der Boltzmann-Gleichung für die rechnergestützte Fluiddynamik verwendet wird.

Quellen

  • Bier, August. Bestimmung der Absorption des Lichts in farbigen Flüssigkeiten. Annalen der Physik und Chemie, vol. 86, 1852, S. 78–88.
  • Bouguer, Pierre. Essai d’optique sur la gradation de la lumière. Claude Jombert, 1729, S. 16–22.
  • Ingle, JDJ und SR Crouch. Spektrochemische Analyse . Prentice Hall, 1988.
  • Lambert, JH Photometria sive de mensura und gradibus luminis, colorum et umbrae [Photometrie oder Über das Maß und die Abstufungen von Licht, Farben und Schatten]. Augsburg („Augusta Vindelicorum“) . Eberhardt Klett, 1760.
  • May erhöhenfer, Thomas Günter und Jürgen Popp. „Biergesetz – warum die Absorption (fast) linear von der Konzentration abhängt.“ Chemphyschem, vol. 20, nein. 4, Dezember 2018. doi: 10.1002 / cphc.201801073

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