חוק באר הוא משוואה המתייחסת את הנחתת האור לתכונות של חומר. החוק קובע כי ריכוזו של חומר כימי עומד ביחס ישר ל ספיגה של א פיתרון. ניתן להשתמש ביחס לקביעת הקשר ריכוז של מין כימי בתמיסה בעזרת קולורימטר או ספקטרופוטומטר. הקשר משמש לרוב בספקטרוסקופיה לקליטה של UV. שימו לב שחוק באר אינו תקף בריכוזי פתרונות גבוהים.
טעימות עיקריות: חוק באר
- החוק של באר קובע כי ריכוז הפתרון הכימי עומד ביחס ישיר לספיגת האור שלו.
- הנחת היסוד היא שקרן אור נחלשת ככל שהיא עוברת דרך תמיסה כימית. הנחתת האור מתרחשת כתוצאה ממרחק דרך תמיסה או עליית ריכוז.
- חוק בירה מכנה שמות רבים, כולל חוק באר-למברט, חוק למברט-באר וחוק באר-למברט-בול.
שמות אחרים לחוק באר
חוק באר ידוע גם בשם החוק חוק באר-למברט, ה חוק למברט-באר, וה חוק באר – למברט – בוג’ר. הסיבה לכך שיש כל כך הרבה שמות היא מכיוון שמדובר ביותר מחוק אחד. בעיקרון, פייר בוגר גילה את החוק בשנת 1729 ופרסם אותו ב- Essai D'Optique Sur La Gradation De La Lumière. יוהן למברט ציטט את תגליתו של בוגר בגילו פוטומטריה בשנת 1760 ואמר כי ספיגת הדגימה עומדת ביחס ישר לאורכו של האור.
למרות שלמברט לא טען לגילוי, לעתים קרובות נזקף לזכותו. אוגוסט באר גילה חוק קשור בשנת 1852. החוק של באר הצהיר כי הספיגה פרופורציונאלית לריכוז המדגם. מבחינה טכנית החוק של באר מתייחס רק לריכוז ואילו חוק באר-למברט מתייחס לספיגה הן לריכוז והן לעובי המדגם.
משוואה לחוק באר
החוק של באר עשוי להיכתב בפשטות:
A = εbc
כאשר A הוא ספיגה (ללא יחידות)
ε הוא הספיגה הטוחנית עם יחידות של L מול-1 ס"מ-1 (נקרא בעבר מקדם ההכחדה)
b הוא אורך הנתיב של הדגימה, בדרך כלל מבוטא בסנטימטר
c הוא ריכוז התרכובת בתמיסה, המתבטא במול L-1
חישוב הקליטה של מדגם באמצעות המשוואה תלוי בשתי הנחות:
- הספיגה עומדת ביחס ישר לאורך הנתיב של הדגימה (רוחב הקובייה).
- הספיגה עומדת ביחס ישר לריכוז המדגם.
כיצד להשתמש בחוק של באר
בעוד מכשירים מודרניים רבים מבצעים חישובי חוק באר על ידי השוואה של קובייה ריקה עם מדגם, קל להכין גרף באמצעות פתרונות סטנדרטיים לקביעת ריכוז הדגימה. שיטת הגרפים מניחה קשר ישר בין ספיגה לריכוז, וזה תקף פתרונות מדוללים.
דוגמה לחוק החוק של באר
ידוע שיש לדגימה ערך ספיגה מרבי של 275 ננומטר. ספיגתו הטוחנית היא 8400 M-1ס"מ-1. רוחב הקובט הוא 1 ס"מ. ספקטרופוטומטר מוצא את A = 0.70. מה הריכוז של המדגם?
כדי לפתור את הבעיה, השתמש בחוק של באר:
A = εbc
0.70 = (8400 מ '-1ס"מ-1) (1 ס"מ) (ג)
חלק את שני צידי המשוואה ב- [(8400 M-1 ס"מ-1) (1 ס"מ)]
c = 8.33 x 10-5 מול / ל
חשיבות חוק בירה
חוק הבירה חשוב במיוחד בתחומי הכימיה, הפיזיקה והמטאורולוגיה. החוק של Beer משמש בכימיה למדידת ריכוז הפתרונות הכימיים, לניתוח חמצון ולמדידת השפלה של פולימר. החוק מתאר גם את הנחתת הקרינה דרך האטמוספרה של כדור הארץ. בעוד שהוא מיושם בדרך כלל על אור, החוק מסייע גם למדענים להבין את הנחתת קרני החלקיקים, כמו נויטרונים. בפיזיקה התיאורטית חוק באר-למברט הוא פיתרון למפעיל Bhatnagar-Gross-Krook (BKG), המשמש במשוואת בולצמן לדינמיקת נוזלים חישוביים.
מקורות
- בירה, אוגוסט. "" Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in Farbigen Flüssigkeiten "(קביעת ספיגת האור האדום בנוזלים צבעוניים)." אנאלן דר פיסיק ואמי, כרך א ' 86, 1852, עמ '. 78–88.
- בוג'ר, פייר. Essai d'optique sur la gradation de la lumière. קלוד ג'ומברט, 1729 עמ '. 16–22.
- אינגל, ג'. ד. ג ', וס. ר. כורע. ניתוח ספקטרוכימי. אולם פרנטיס, 1988.
- למברט, ג'. ח. Photometria sive de mensura et gradibus luminis, colorum et umbrae [פוטומטריה, או, על מידה ודרגות של אור, צבעים, וצל]. אוגסבורג ("אוגוסטה וינדליקום"). אברהרדט קלט, 1760.
- מאיהרפר, תומאס גונטר ויורגן פופ. "החוק של באר - מדוע קליטה תלויה (כמעט) באופן ליניארי בריכוז." Chemphyschem, כרך א ' 20, לא. 4, דצמבר 2018. doi:10.1002 / cphc.201801073