Definizione ed equazione della legge di birra

La Legge di Birra è un'equazione che mette in relazione l'attenuazione della luce con le proprietà di un materiale. La legge afferma che la concentrazione di una sostanza chimica è direttamente proporzionale all'assorbanza di una soluzione. La relazione può essere usata per determinare la concentrazione di una specie chimica in una soluzione usando un colorimetro o uno spettrofotometro. La relazione viene spesso utilizzata nella spettroscopia di assorbimento UV-visibile. Si noti che la legge di Beer non è valida ad alte concentrazioni di soluzione.

Altri nomi per la legge di birra

La legge della birra è anche conosciuta come Beer-Lambert Law, il Legge sulla birra Lambert, e il Legge sulla birra-Lambert-Bouguer. Il motivo per cui ci sono così tanti nomi è perché è coinvolta più di una legge. Fondamentalmente, Pierre Bouger scoprì la legge nel 1729 e la pubblicò in "Essai d'optique sur la gradation de la lumière". Lambert citò la scoperta di Bouger nella sua "Fotometria" nel 1760, dicendo che l'assorbanza di un campione è direttamente proporzionale alla lunghezza del percorso della luce. Anche se Lambert non rivendicava la scoperta, ne era spesso accreditato. August Beer scoprì una legge correlata nel 1852. La legge di Beer stabiliva che l'assorbanza fosse proporzionale alla concentrazione del campione. Tecnicamente, la Legge di Birra si riferisce solo alla concentrazione, mentre la Legge Beer-Lambert si riferisce all'assorbanza sia alla concentrazione che allo spessore del campione.

Key Takeaways: la legge della birra

• La legge di Beer afferma che la concentrazione di una soluzione chimica è direttamente proporzionale al suo assorbimento di luce.
• La premessa è che un raggio di luce si indebolisce mentre passa attraverso una soluzione chimica. L'attenuazione della luce si verifica a causa della distanza attraverso la soluzione o dell'aumento della concentrazione.
• La Legge della birra ha molti nomi, tra cui la Legge Beer-Lambert, la Legge Lambert-Beer e la Legge Beer-Lambert-Bouguer.

Equazione per la legge di birra

La legge della birra può essere scritta semplicemente come:

A = εbc

dove A è assorbanza (nessuna unità)
ε è l'assorbimento molare con unità di L mol^-1 centimetro^-1 (precedentemente chiamato coefficiente di estinzione)
b è la lunghezza del percorso del campione, generalmente espressa in cm
c è la concentrazione del composto in soluzione, espressa in mol L^-1

Il calcolo dell'assorbanza di un campione usando l'equazione dipende da due ipotesi:

1. L'assorbanza è direttamente proporzionale alla lunghezza del percorso del campione (la larghezza della cuvetta).
2. L'assorbanza è direttamente proporzionale alla concentrazione del campione.

In questo esempio della legge Beer-Lambert, un laser verde viene attenuato mentre passa attraverso una soluzione di Rhodamine 6G. Amirber

Come usare la legge di birra

Mentre molti strumenti moderni eseguono i calcoli della Legge di Birra semplicemente confrontando una cuvetta vuota con un campione, è facile preparare un grafico usando soluzioni standard per determinare la concentrazione di un campione. Il metodo grafico presuppone una relazione lineare tra assorbanza e concentrazione, che è valida per soluzioni diluite. 

Calcolo di esempio della legge della birra

È noto che un campione ha un valore di assorbanza massimo di 275 nm. La sua assorbibilità molare è di 8400 M^-1centimetro^-1. La larghezza della cuvetta è di 1 cm. Uno spettrofotometro trova A = 0,70. Qual è la concentrazione del campione?

Per risolvere il problema, usa la Legge di Beer:

A = εbc

0.70 = (8400 M^-1centimetro^-1) (1 cm) (c)

Dividi entrambi i lati dell'equazione per [(8400 M^-1 centimetro^-1) (1 cm)]

c = 8,33 x 10^-5 mol / L

Importanza della legge di birra

La legge della birra è particolarmente importante nei settori della chimica, della fisica e della meteorologia. La legge della birra viene utilizzata in chimica per misurare la concentrazione di soluzioni chimiche, analizzare l'ossidazione e misurare la degradazione dei polimeri. La legge descrive anche l'attenuazione delle radiazioni attraverso l'atmosfera terrestre. Mentre normalmente viene applicata alla luce, la legge aiuta anche gli scienziati a comprendere l'attenuazione dei fasci di particelle, come i neutroni. In fisica teorica, la legge di Beer-Lambert è una soluzione per l'operatore di Bhatnagar-Gross-Krook (BKG), che viene utilizzato nell'equazione di Boltzmann per la fluidodinamica computazionale.

fonti

• Birra, agosto. "" Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten "(Determinazione dell'assorbimento della luce rossa nei liquidi colorati)." Annalen der Physik und Chemie, vol. 86, 1852, pagg. 78-88.
• Bouguer, Pierre. Essai d'optique sulla gradazione della luce. Claude Jombert, 1729 pp. 16-22.
• Ingle, J. D. J. e S. R. Crouch. Analisi Spettrochimica. Prentice Hall, 1988.
• Lambert, J. H. Photometria sive de mensura et gradibus luminis, colorum et umbrae [Fotometria, o, sulla misura e gradazioni di luce, colori e ombra]. Augusta ("Augusta Vindelicorum"). Eberhardt Klett, 1760.
• Mayerhöfer, Thomas Günter e Jürgen Popp. "Legge della birra - perché l'assorbanza dipende (quasi) linearmente dalla concentrazione." chemphyschem, vol. 20, n. 4, dicembre 2018. doi: 10.1002 / cphc.201801073