Vsebina
Mnoge spojine absorbirajo svetlobo v vidnem ali ultravijoličnem delu elektromagnetnega spektra. Z uporabo pivskega zakona lahko izračunate koncentracijo raztopine glede na to, koliko svetlobe absorbira.
Uporaba zakona o pivu
Pivski zakon ureja količino absorbiranega sevanja in navaja, da je absorbcija neposredno sorazmerna s koncentracijo. Ko se koncentracija spojine, raztopljene v določenem topilu, poveča, se mora sorazmerno povečati tudi absorbcija raztopine. Kemiki izkoristijo to razmerje za določitev koncentracije neznanih raztopin. Za to so najprej potrebni podatki o absorbciji za vrsto raztopin znane koncentracije, imenovane standardne raztopine. Podatki absorbcije in koncentracije se nato izrišejo v umeritveni krivulji, da se ugotovi njihovo matematično razmerje. Koncentracijo neznanega vzorca lahko določimo z merjenjem njegove absorbance.
Izračun koncentracije raztopine
Korak 1. Za standardne raztopine sestavite kalibracijsko krivuljo absorbance na osi y in koncentracije na osi x. Podatkovne točke bi morale pasti po razumni ravni. Dve podatkovni točki predstavljata absolutni minimum, več pa je bolje.
2. korak Skozi podatkovne točke narišite ravno črto, ki se najbolje “prilega”, in premico podaljšajte do osi y. V vrstici izberite dve naključni točki, ne podatkovni točki, in določite njuni x in y koordinati. Te koordinate označite kot (x1, y1) in (x2, y2).
3. korak Izračunajte naklon premice m v skladu s formulo m = (y1 - y2) / (x1 - x2). Določite y-prestrezanje, skrajšano b, tako da zabeležite vrednost y, kjer premica prečka os y. Na primer, za dve naključni točki na premici na koordinatah (0,050, 0,105) in (0,525, 0,315) je naklon izražen z:
m = (0,105 - 0,315) / (0,050 - 0,525) = 0,440.
Če črta prečka os y pri 0,08, potem ta vrednost predstavlja y-prestrezanje.
4. korak Formulo vrstice kalibracijske ploskve zapišite v obliki y = mx + b. Če nadaljujemo primer iz 3. koraka, bi bila enačba y = 0.440x + 0.080. To predstavlja enačbo kalibracijske krivulje.
5. korak Vstavimo absorbanco raztopine neznane koncentracije v enačbo, določeno kot y, in rešimo za x, kjer x predstavlja koncentracija. Če bi na primer neznana raztopina pokazala absorbanco 0,330, bi enačba dobila:
x = (y - 0,080) / 0,440 = (0,330 - 0,080) / 0,440 = 0,568 molov na liter.
Teorija Vs. Vadite
Čeprav zakon Beer pravi, da sta absorbcija in koncentracija neposredno sorazmerni, eksperimentalno to velja le v ozkem območju koncentracij in v razredčenih raztopinah. Tako bodo standardne raztopine, ki se gibljejo na primer od 0,010 do 0,100 molov na liter, linearne. Razpon koncentracije od 0,010 do 1,00 molov na liter pa verjetno ne bo.