Что такое закон Бера?
Проходя через окрашенный раствор, свет частично поглощается. Это поглощение рассчитывают по закону Бера (полное название — закон Бугера — Ламберта — Бера):
A = ε · l · c
- A — поглощение (оптическая плотность), безразмерное число
- ε — постоянная, показывающая способность вещества поглощать свет, зависит от вещества и длины волны
- l — путь света в растворе, то есть толщина кюветы
- c — концентрация раствора
Пропускание показывает, какая доля света прошла через раствор. При росте поглощения пропускание падает, но не линейно:
| Поглощение | Пропускание |
|---|---|
| 0 | 100% |
| 0.3 | около 50% |
| 1 | 10% |
| 2 | 1% |
Каждый раз, когда поглощение вырастает на 1, прошедшего света становится в 10 раз меньше. Прямо пропорционально концентрации именно поглощение, а не пропускание.
Почему раствор выглядит окрашенным?
Раствор поглощает свет определённой длины волны, а остальной пропускает. Цвет, который мы видим, — это цвет прошедшего света.
| Раствор | Видимый цвет | Поглощаемый свет | Длина волны в симуляторе |
|---|---|---|---|
| Перманганат калия | фиолетовый | зелёный | 540 нм |
| Дихромат калия | оранжевый | синий | 450 нм |
| Хромат калия | жёлтый | фиолетовый | 430 нм |
Раствор хлорида натрия бесцветен, потому что не поглощает видимый свет.
Где применяют закон?
В лаборатории колориметром измеряют поглощение нескольких растворов с известной концентрацией и строят график. Затем измеряют поглощение неизвестного раствора и находят его концентрацию по графику. Закон хорошо выполняется для разбавленных растворов, а в слишком концентрированных прямая зависимость может нарушаться.
Измерь поглощение света в приложении Nalukh chem
Меняй концентрацию, толщину и длину волны и измеряй поглощение. Этот симулятор входит в полный доступ. Скачивание бесплатно, без регистрации открыты 2 раздела и 5 симуляторов.
Как пользоваться симулятором?
- В ряду на нижней панели выбери вещество. Прокрути ряд, чтобы увидеть все 8 веществ.
- Ползунком Концентрация задай концентрацию. Верхний предел зависит от вещества: 100–400 mM. 1 mM — это 0.001 моль/л.
- Ползунком Толщина меняй толщину кюветы от 0.50 до 2.00 см.
- Выбери длину волны. В режиме Подобрано лазер настроен на волну, которую это вещество поглощает лучше всего. В режиме Свободно меняй её ползунком в пределах 380–700 нм.
- Прочитай результат на панели вверху справа: Пропускание в процентах, Поглощение числом.
Задания для симулятора
- При начальных настройках прочитай значение Поглощение. Задай концентрацию 200 mM и прочитай снова. Затем верни 100 mM и задай толщину 2.00 см. Ответ: 0.325, 0.650 и снова 0.650.
- Повтори те же шаги для Пропускание. Ответ: с 47.3% до 22.4%. Поглощение выросло в 2 раза, а пропускание упало не ровно в 2 раза.
- Выбери перманганат калия, 100 mM. Прочитай пропускание в режиме Подобрано. Затем выбери Свободно и задай 650 нм. Ответ: с 5.0% примерно до 98%, потому что красный свет проходит через этот раствор почти без поглощения.
- Меняй концентрацию хлорида натрия. Ответ: при любой концентрации пропускание 100.0%.
