Indhold
Mange forbindelser absorberer lys i den synlige eller ultraviolette del af det elektromagnetiske spektrum. Ved hjælp af øllov kan du beregne koncentrationen af en løsning baseret på hvor meget lys den optager.
Brug af øllov
Ølens lov regulerer mængden af absorberet stråling og angiver, at absorbansen er direkte proportional med koncentrationen. Når koncentrationen af en forbindelse, der er opløst i et givet opløsningsmiddel, øges, skal opløsningen af opløsningen således også stige proportionalt. Kemikere drager fordel af dette forhold til at bestemme koncentrationen af ukendte opløsninger. Dette kræver først absorbansdata for en række opløsninger med kendt koncentration kaldet standardopløsninger. Absorbans- og koncentrationsdata er derefter afbildet i en kalibreringskurve for at etablere deres matematiske sammenhæng. Koncentrationen af den ukendte prøve kan bestemmes ved at måle dens absorbans.
Beregning af opløsningskoncentration
Trin 1. Konstruer et kalibreringsdiagram af absorbans på y-aksen og koncentration på x-aksen for standardopløsningerne. Datapunkterne skal falde langs en rimelig lige linje. To datapunkter repræsenterer det absolutte minimum, og mere er bedre.
Trin 2. Tegn en "best fit" lige linje gennem datapunkterne, og stræk linjen for at skære y-aksen. Vælg to tilfældige punkter, ikke datapunkter, på linjen og bestem deres x- og y-koordinater. Mærk disse koordinater som (x1, y1) og (x2, y2).
Trin 3. Beregn hældningen, m, for linjen ifølge formlen m = (y1 - y2) / (x1 - x2). Bestemm y-skæringen, forkortet b, ved at notere y-værdien, hvor linjen krydser y-aksen. For to tilfældige punkter på linjen ved koordinater (0,050, 0,105) og (0,525, 0,315) er hældningen fx givet ved:
m = (0,105 - 0,315) / (0,050 - 0,525) = 0,440.
Hvis linjen krydser y-aksen ved 0,08, repræsenterer denne værdi y-skæringen.
Trin 4. Skriv formlen for linjen for kalibreringsplottet i formen y = mx + b. Fortsættes eksemplet fra trin 3, ville ligningen være y = 0,440x + 0,080. Dette repræsenterer ligningen af kalibreringskurven.
Trin 5. Udskift absorbansen af opløsningen med ukendt koncentration i ligningen bestemt som y og opløs for x, hvor x repræsenterer koncentration. Hvis for eksempel en ukendt opløsning udviste en absorbans på 0,330, ville ligningen give:
x = (y - 0,080) / 0,440 = (0,330 - 0,080) / 0,440 = 0,568 mol pr. liter.
Teori Vs. Øve sig
Selvom Beer's lov angiver, at absorbans og koncentration er direkte proportional, er dette eksperimentelt kun tilfældet i snævre koncentrationsområder og i fortyndede opløsninger. Standardopløsninger, der spænder i koncentration fra for eksempel 0,010 til 0,100 mol pr. Liter, udviser således linearitet. Et koncentrationsområde på 0,010 til 1,00 mol pr. Liter vil det dog sandsynligvis ikke.