Sisältö
Monet yhdisteet absorboivat valoa sähkömagneettisen spektrin näkyvässä tai ultraviolettiosassa. Olutlakia käyttämällä voit laskea liuoksen pitoisuuden sen perusteella, kuinka paljon valoa se imee.
Olutlakien käyttäminen
Olutlaki säätelee absorboituneen säteilyn määrää ja osoittaa, että absorbanssi on suoraan verrannollinen pitoisuuteen. Siten, kun tietyssä liuottimessa liuenneen yhdisteen konsentraatio kasvaa, liuoksen absorbanssin tulisi myös kasvaa suhteellisesti. Kemistit hyödyntävät tätä suhdetta määrittäessään tuntemattomien liuosten pitoisuuksia. Tämä vaatii ensin absorbanssitiedot sarjassa tunnettuja konsentraatioita, nimeltään standardiliuokset, olevaa liuosta. Sitten absorbanssi- ja konsentraatiotiedot piirretään kalibrointikäyrään niiden matemaattisen suhteen määrittämiseksi. Tuntemattoman näytteen konsentraatio voidaan määrittää mittaamalla sen absorbanssi.
Liuoksen pitoisuuden laskeminen
Vaihe 1. Suoritetaan standardiliuoksille kalibrointikaavio y-akselille ja pitoisuus x-akselille. Tietopisteiden tulisi laskea kohtuullisen suoraa viivaa pitkin. Kaksi datapistettä edustavat absoluuttista minimiä, ja enemmän on parempi.
Vaihe 2. Piirrä ”parhaiten sopiva” suora viiva tietopisteiden läpi ja jatka viivaa leikkaamaan y-akselia. Valitse linjalta kaksi satunnaispistettä, ei datapisteitä, ja määritä niiden x- ja y-koordinaatit. Merkitse nämä koordinaatit (x1, y1) ja (x2, y2).
Vaihe 3. Laske viivan kaltevuus m kaavan m = (y1 - y2) / (x1 - x2) mukaan. Määritä y-leikkaus, lyhennettynä b, merkitsemällä y-arvo, jossa viiva ylittää y-akselin. Esimerkiksi kahdelle satunnaispisteelle linjalla koordinaateilla (0,050, 0,105) ja (0,525, 0,315), kaltevuus annetaan:
m = (0,105 - 0,315) / (0,050 - 0,525) = 0,440.
Jos viiva ylittää y-akselin pisteessä 0,08, tämä arvo edustaa y-leikkausta.
Vaihe 4. Kirjoita kalibrointikaavion viivan kaava muodossa y = mx + b. Jatkamalla vaiheen 3 esimerkkiä, yhtälö olisi y = 0,440x + 0,080. Tämä edustaa kalibrointikäyrän yhtälöä.
Vaihe 5. Korvaa tuntemattoman pitoisuuden liuoksen absorbanssi yhtälöllä, joka määritetään y: nä, ja ratkaise x: lle, missä x edustaa pitoisuutta. Jos esimerkiksi tuntemattoman ratkaisun absorbanssi olisi 0,330, yhtälö antaisi:
x = (y - 0,080) / 0,440 = (0,330 - 0,080) / 0,440 = 0,568 moolia litrassa.
Teoria Vs. Harjoitella
Vaikka Beerin lain mukaan absorbanssi ja pitoisuus ovat suoraan verrannollisia, kokeellisesti tämä pätee vain kapeilla pitoisuusalueilla ja laimeissa liuoksissa. Siten standardiliuoksilla, joiden konsentraatio vaihtelee esimerkiksi välillä 0,010 - 0,100 moolia litrassa, on lineaarisuutta. Pitoisuusalue 0,010 - 1,00 moolia litrassa ei kuitenkaan todennäköisesti ole.