Beregn kemiske koncentrationer ud fra absorption med Beer-Lambert Law

Af Riti Gupta — Opdateret 24. marts 2022

Nøjagtig bestemmelse af koncentrationen af reagenser og produkter er afgørende i ethvert laboratorieeksperiment. Ved at måle, hvor meget lys en opløsning absorberer, kan videnskabsmænd udlede koncentrationen af den absorberende art ved hjælp af den veletablerede Beer-Lambert-lov.

Hvad er Beer-Lambert-loven?

Beer-Lambert-loven beskriver, hvordan lysets intensitet aftager, når det passerer gennem et materiale. Ved ultraviolet-synlig (UV-Vis) spektroskopi skinner en lysstråle gennem en prøve; den del, der ikke transmitteres, absorberes af molekylerne i opløsningen.

Det absorberede lys er proportional med to faktorer:lysets vejlængde gennem prøven (l) og koncentrationen af den absorberende art (c). Loven er udtrykt som:

A =log (I₀ / I) =εlc

Her A er absorbansen (en enhedsløs mængde), I₀ er den indfaldende lysintensitet, I er den transmitterede lysintensitet, ε er den molære absorptionsevne (eller molær ekstinktionskoefficient), og l er stiens længde.

Enheder og øllov

For at anvende ligningen korrekt skal hver variabel udtrykkes i dens standardenheder:

• Koncentration (c):mol pr. liter (molL ^–1 eller M)
• Stierængde (l):centimeter (cm)
• Molar absorptionsevne (ε):liter pr. mol-centimeter (Lmol ^–1  cm ^–1 )

Når disse enheder kombineres, er resultatet en dimensionsløs absorbans, som forventet.

Brug af Beers lov til at beregne koncentration

Antag, at du ønsker at bestemme koncentrationen af fødevarefarvestoffet Red#40 i en opløsning. Farvestoffet har en molær absorptionsevne på 25.900 Lmol ^–1  cm ^–1 ved 501nm. Du placerer 1mL af opløsningen i en kuvette med en banelængde på 1 cm og måler en absorbans på 0,17.

Tilføjelse af de kendte værdier i Beer-Lambert-ligningen giver:

0,17 =(25.900 Lmol ^–1  cm ^–1 )×(1cm)×c

Løsning for koncentration:

c =6,56×10 ^–6  M

For lettere fortolkning er dette ofte udtrykt i mikromolar:

c =6,56 µM

Red#40-opløsningen har således en koncentration på 6,56 µM.

Ved at mestre Beer-Lambert-loven kan forskere pålideligt kvantificere analytter i opløsning, spore reaktionsforløb og sikre nøjagtige eksperimentelle forhold.