Veel verbindingen absorberen licht in het zichtbare of ultraviolette gedeelte van het elektromagnetische spectrum. Met de wet van Beer kunt u de concentratie van een oplossing berekenen op basis van de hoeveelheid licht die het absorbeert.
De wet van Beer

De wet van Beer bepaalt de hoeveelheid geabsorbeerde straling en geeft aan dat de absorptie recht evenredig is met de concentratie. Dus als de concentratie van een verbinding opgelost in een bepaald oplosmiddel toeneemt, zou de absorptie van de oplossing ook evenredig moeten toenemen. Chemici profiteren van deze relatie om de concentratie van onbekende oplossingen te bepalen. Dit vereist eerst absorptiegegevens over een reeks oplossingen met een bekende concentratie die standaardoplossingen worden genoemd. De absorptie- en concentratiegegevens worden vervolgens uitgezet in een kalibratiecurve om hun wiskundige relatie vast te stellen. De concentratie van het onbekende monster kan worden bepaald door de absorptie te meten.
Concentratie van de oplossing berekenen

Stap 1. Construeer een kalibratieplot van de absorptie op de y-as en de concentratie op de x-as voor de standaard oplossingen. De gegevenspunten moeten langs een redelijk rechte lijn vallen. Twee gegevenspunten vertegenwoordigen het absolute minimum, en meer is beter.

Stap 2. Trek een "best passende" rechte lijn door de gegevenspunten en verleng de lijn om de y-as te snijden. Kies twee willekeurige punten, geen gegevenspunten, op de lijn en bepaal hun x- en y-coördinaten. Label deze coördinaten als (x1, y1) en (x2, y2).

Stap 3. Bereken de helling, m, van de lijn volgens de formule m \u003d (y1 - y2) /(x1 - x2 ). Bepaal het y-snijpunt, afgekort b, door de y-waarde te noteren waar de lijn de y-as kruist. Voor twee willekeurige punten op de lijn op coördinaten (0.050, 0.105) en (0.525, 0.315), wordt de helling bijvoorbeeld gegeven door:

m \u003d (0.105 - 0.315) /(0.050 - 0.525) \u003d 0.440.

Als de lijn de y-as kruist op 0,08, vertegenwoordigt deze waarde het y-onderscheppen.

Stap 4. Schrijf de formule van de lijn van de kalibratieplot in het formulier y \u003d mx + b. Als we het voorbeeld van stap 3 voortzetten, zou de vergelijking y \u003d 0.440x + 0.080 zijn. Dit vertegenwoordigt de vergelijking van de kalibratiecurve.

Stap 5. Vervang de absorptie van de oplossing met onbekende concentratie in de vergelijking bepaald als y en los op voor x, waarbij x de concentratie voorstelt. Als een onbekende oplossing bijvoorbeeld een absorptie van 0,330 zou vertonen, zou de vergelijking opleveren:

x \u003d (y - 0,080) /0,440 \u003d (0,330 - 0,080) /0,440 \u003d 0,568 mol per liter. > Theorie versus Praktijk

Hoewel de wet van Beer stelt dat absorptie en concentratie rechtstreeks evenredig zijn, is dit experimenteel alleen waar over nauwe concentratiebereiken en in verdunde oplossingen. Aldus zullen standaardoplossingen die variëren in concentratie van bijvoorbeeld 0,010 tot 0,100 mol per liter lineariteit vertonen. Een concentratiebereik van 0,010 tot 1,00 mol per liter zal dit waarschijnlijk echter niet.