Obsah
Mnoho zlúčenín absorbuje svetlo vo viditeľnej alebo ultrafialovej časti elektromagnetického spektra. Pomocou zákona o pive môžete vypočítať koncentráciu roztoku na základe toho, koľko svetla absorbuje.
Pomocou zákona o pive
Zákon o pive upravuje množstvo absorbovaného žiarenia a naznačuje, že absorbancia je priamo úmerná koncentrácii. Tak, ako sa zvyšuje koncentrácia zlúčeniny rozpustenej v danom rozpúšťadle, mala by sa úmerne zvyšovať aj absorbancia roztoku. Chemici využívajú tento vzťah na určenie koncentrácie neznámych roztokov. Toto najprv vyžaduje údaje o absorbancii na sérii roztokov známej koncentrácie nazývanej štandardné roztoky. Údaje o absorbancii a koncentrácii sa potom vynesú do kalibračnej krivky, aby sa stanovil ich matematický vzťah. Koncentrácia neznámej vzorky sa môže stanoviť zmeraním jej absorbancie.
Výpočet koncentrácie roztoku
Krok 1. Zostrojte kalibračný graf absorbancie na osi y a koncentrácie na osi x pre štandardné roztoky. Dátové body by mali spadať pozdĺž primerane priamky. Absolútne minimum predstavujú dva dátové body a ďalšie je lepšie.
Krok 2. Nakreslite priamku „najvhodnejšej“ cez údajové body a predĺžte čiaru tak, aby pretínala os y. Vyberte dva náhodné body, nie dátové body, na riadku a určte ich súradnice xay. Tieto súradnice označte ako (x1, y1) a (x2, y2).
Krok 3. Vypočítajte sklon, m, priamky podľa vzorca m = (y1 - y2) / (x1 - x2). Určite priesečník y, skrátene b, zaznamenaním hodnoty y, kde čiara prechádza osou y. Napríklad pre dva náhodné body na priamke na súradniciach (0,050, 0,105) a (0,525, 0,315) je sklon daný:
m = (0,105 - 0,315) / (0,050 - 0,525) = 0,440.
Ak čiara prechádza osou y pri 0,08, potom táto hodnota predstavuje priesečník y.
Krok 4. Napíšte vzorec kalibračnej krivky vo formáte y = mx + b. Pokračovaním príkladu z kroku 3 by rovnica bola y = 0,440x + 0,080. Toto predstavuje rovnicu kalibračnej krivky.
Krok 5. Do rovnice určenej ako y nahradiť absorbanciu roztoku neznámej koncentrácie a riešiť pre x, kde x predstavuje koncentráciu. Ak by napríklad neznámy roztok vykazoval absorbanciu 0,330, rovnica by poskytla:
x = (y - 0,080) / 0,440 = (0,330 - 0,080) / 0,440 = 0,568 mol na liter.
Teória Vs. praxe
Hoci Beerov zákon hovorí, že absorbancia a koncentrácia sú priamo úmerné, experimentálne to platí iba v úzkom rozmedzí koncentrácií a v zriedených roztokoch. Štandardné roztoky, ktoré sa pohybujú v rozmedzí napríklad od 0,010 do 0,100 mol na liter, tak budú vykazovať linearitu. Koncentračný rozsah od 0,010 do 1,00 mol na liter však pravdepodobne nebude.