Calcola l'assorbanza utilizzando la Legge di Beer-Lambert inserendo la lunghezza del cammino, l'assorbanza molare e la concentrazione. Essenziale per la spettroscopia, la chimica analitica e le applicazioni di laboratorio.
A = ε × c × l
Dove A è l'assorbanza, ε è l'assorbanza molare, c è la concentrazione e l è la lunghezza del cammino.
Questo mostra la percentuale di luce assorbita dalla soluzione.
Il Calcolatore della Legge di Beer-Lambert è uno strumento potente progettato per calcolare l'assorbanza di una soluzione basata sui principi fondamentali dell'assorbimento della luce nella spettroscopia. Questa legge, nota anche come Legge di Beer o Legge di Beer-Lambert-Bouguer, è un principio fondamentale nella chimica analitica, biochimica e spettroscopia che mette in relazione l'attenuazione della luce con le proprietà del materiale attraverso il quale la luce sta viaggiando. Il nostro calcolatore fornisce un modo semplice e accurato per determinare i valori di assorbanza inserendo tre parametri chiave: lunghezza del cammino, assorbanza molare e concentrazione.
Che tu sia uno studente che apprende le basi della spettroscopia, un ricercatore che analizza composti chimici, o un professionista nell'industria farmaceutica, questo calcolatore offre una soluzione diretta per i tuoi calcoli di assorbanza. Comprendendo e applicando la Legge di Beer-Lambert, puoi determinare quantitativamente la concentrazione delle specie assorbenti in una soluzione, una tecnica fondamentale nella chimica analitica moderna.
La Legge di Beer-Lambert è espressa matematicamente come:
Dove:
L'assorbanza è una grandezza senza dimensione, spesso espressa in "unità di assorbanza" (AU). Rappresenta il logaritmo del rapporto tra l'intensità della luce incidente e quella trasmessa:
Dove:
La relazione tra trasmittanza (T) e assorbanza (A) può essere espressa anche come:
La percentuale di luce assorbita dalla soluzione può essere calcolata come:
La Legge di Beer-Lambert è valida sotto certe condizioni:
A concentrazioni elevate, possono verificarsi deviazioni dalla legge a causa di:
Il nostro Calcolatore della Legge di Beer-Lambert è progettato con semplicità e accuratezza in mente. Segui questi passaggi per calcolare l'assorbanza della tua soluzione:
Inserisci la Lunghezza del Cammino (l): Inserisci la distanza che la luce percorre attraverso il materiale, tipicamente la larghezza della cuvetta o del contenitore del campione, misurata in centimetri (cm).
Inserisci l'Assorbanza Molar (ε): Inserisci il coefficiente di estinzione molare della sostanza, che è una misura di quanto fortemente la sostanza assorbe luce a una specifica lunghezza d'onda, misurata in L/(mol·cm).
Inserisci la Concentrazione (c): Inserisci la concentrazione delle specie assorbenti nella soluzione, misurata in moli per litro (mol/L).
Visualizza il Risultato: Il calcolatore calcolerà automaticamente il valore di assorbanza utilizzando l'equazione di Beer-Lambert (A = ε × c × l).
Visualizzazione: Osserva la rappresentazione visiva che mostra la percentuale di luce assorbita dalla tua soluzione.
Il calcolatore esegue le seguenti validazioni sui tuoi input:
Se inserisci dati non validi, apparirà un messaggio di errore che ti guiderà a correggere l'input prima che il calcolo possa procedere.
Il valore di assorbanza ti dice quanto luce è assorbita dalla tua soluzione:
La visualizzazione ti aiuta a comprendere intuitivamente il grado di assorbimento della luce, mostrando la percentuale di luce incidente che viene assorbita mentre passa attraverso il tuo campione.
La Legge di Beer-Lambert è applicata in numerosi campi scientifici e industriali:
Un biochimico vuole determinare la concentrazione di una soluzione proteica utilizzando uno spettrofotometro:
Utilizzando la Legge di Beer-Lambert: c = A / (ε × l) = 0.75 / (5.000 × 1) = 0.00015 mol/L = 0.15 mM
Un chimico prepara una soluzione di permanganato di potassio (KMnO₄) e vuole verificare la sua concentrazione:
Assorbanza attesa: A = ε × c × l = 2.420 × 0.002 × 2 = 9.68
Se l'assorbanza misurata differisce significativamente da questo valore, la concentrazione della soluzione potrebbe necessitare di un aggiustamento.
Sebbene la Legge di Beer-Lambert sia ampiamente utilizzata, ci sono situazioni in cui approcci alternativi possono essere più appropriati:
La Legge di Beer-Lambert combina principi scoperti da due scienziati che lavoravano indipendentemente:
L'integrazione di questi principi ha rivoluzionato la chimica analitica fornendo un metodo quantitativo per determinare le concentrazioni utilizzando l'assorbimento della luce. Oggi, la Legge di Beer-Lambert rimane un principio fondamentale nella spettroscopia e forma la base per numerose tecniche analitiche utilizzate in diverse discipline scientifiche.
Ecco alcuni esempi di codice che mostrano come implementare la Legge di Beer-Lambert in vari linguaggi di programmazione:
1' Formula di Excel per calcolare l'assorbanza
2=PathLength*MolarAbsorptivity*Concentration
3
4' Funzione VBA di Excel per la Legge di Beer-Lambert
5Function CalculateAbsorbance(PathLength As Double, MolarAbsorptivity As Double, Concentration As Double) As Double
6 CalculateAbsorbance = PathLength * MolarAbsorptivity * Concentration
7End Function
8
9' Calcolare la trasmittanza dall'assorbanza
10Function CalculateTransmittance(Absorbance As Double) As Double
11 CalculateTransmittance = 10 ^ (-Absorbance)
12End Function
13
14' Calcolare la percentuale assorbita
15Function CalculatePercentAbsorbed(Transmittance As Double) As Double
16 CalculatePercentAbsorbed = (1 - Transmittance) * 100
17End Function
181import numpy as np
2import matplotlib.pyplot as plt
3
4def calculate_absorbance(path_length, molar_absorptivity, concentration):
5 """
6 Calcola l'assorbanza utilizzando la Legge di Beer-Lambert
7
8 Parametri:
9 path_length (float): Lunghezza del cammino in cm
10 molar_absorptivity (float): Assorbanza molare in L/(mol·cm)
11 concentration (float): Concentrazione in mol/L
12
13 Ritorna:
14 float: Valore di assorbanza
15 """
16 return path_length * molar_absorptivity * concentration
17
18def calculate_transmittance(absorbance):
19 """Converti l'assorbanza in trasmittanza"""
20 return 10 ** (-absorbance)
21
22def calculate_percent_absorbed(transmittance):
23 """Calcola la percentuale di luce assorbita"""
24 return (1 - transmittance) * 100
25
26# Esempio di utilizzo
27path_length = 1.0 # cm
28molar_absorptivity = 1000 # L/(mol·cm)
29concentration = 0.001 # mol/L
30
31absorbance = calculate_absorbance(path_length, molar_absorptivity, concentration)
32transmittance = calculate_transmittance(absorbance)
33percent_absorbed = calculate_percent_absorbed(transmittance)
34
35print(f"Assorbanza: {absorbance:.4f}")
36print(f"Trasmittanza: {transmittance:.4f}")
37print(f"Percentuale Assorbita: {percent_absorbed:.2f}%")
38
39# Traccia assorbanza vs. concentrazione
40concentrations = np.linspace(0, 0.002, 100)
41absorbances = [calculate_absorbance(path_length, molar_absorptivity, c) for c in concentrations]
42
43plt.figure(figsize=(10, 6))
44plt.plot(concentrations, absorbances)
45plt.xlabel('Concentrazione (mol/L)')
46plt.ylabel('Assorbanza')
47plt.title('Legge di Beer-Lambert: Assorbanza vs. Concentrazione')
48plt.grid(True)
49plt.show()
501/**
2 * Calcola l'assorbanza utilizzando la Legge di Beer-Lambert
3 * @param {number} pathLength - Lunghezza del cammino in cm
4 * @param {number} molarAbsorptivity - Assorbanza molare in L/(mol·cm)
5 * @param {number} concentration - Concentrazione in mol/L
6 * @returns {number} Valore di assorbanza
7 */
8function calculateAbsorbance(pathLength, molarAbsorptivity, concentration) {
9 return pathLength * molarAbsorptivity * concentration;
10}
11
12/**
13 * Calcola la trasmittanza dall'assorbanza
14 * @param {number} absorbance - Valore di assorbanza
15 * @returns {number} Valore di trasmittanza (tra 0 e 1)
16 */
17function calculateTransmittance(absorbance) {
18 return Math.pow(10, -absorbance);
19}
20
21/**
22 * Calcola la percentuale di luce assorbita
23 * @param {number} transmittance - Valore di trasmittanza (tra 0 e 1)
24 * @returns {number} Percentuale di luce assorbita (0-100)
25 */
26function calculatePercentAbsorbed(transmittance) {
27 return (1 - transmittance) * 100;
28}
29
30// Esempio di utilizzo
31const pathLength = 1.0; // cm
32const molarAbsorptivity = 1000; // L/(mol·cm)
33const concentration = 0.001; // mol/L
34
35const absorbance = calculateAbsorbance(pathLength, molarAbsorptivity, concentration);
36const transmittance = calculateTransmittance(absorbance);
37const percentAbsorbed = calculatePercentAbsorbed(transmittance);
38
39console.log(`Assorbanza: ${absorbance.toFixed(4)}`);
40console.log(`Trasmittanza: ${transmittance.toFixed(4)}`);
41console.log(`Percentuale Assorbita: ${percentAbsorbed.toFixed(2)}%`);
421public class LeggeDiBeerLambert {
2 /**
3 * Calcola l'assorbanza utilizzando la Legge di Beer-Lambert
4 *
5 * @param pathLength Lunghezza del cammino in cm
6 * @param molarAbsorptivity Assorbanza molare in L/(mol·cm)
7 * @param concentration Concentrazione in mol/L
8 * @return Valore di assorbanza
9 */
10 public static double calculateAbsorbance(double pathLength, double molarAbsorptivity, double concentration) {
11 return pathLength * molarAbsorptivity * concentration;
12 }
13
14 /**
15 * Calcola la trasmittanza dall'assorbanza
16 *
17 * @param absorbance Valore di assorbanza
18 * @return Valore di trasmittanza (tra 0 e 1)
19 */
20 public static double calculateTransmittance(double absorbance) {
21 return Math.pow(10, -absorbance);
22 }
23
24 /**
25 * Calcola la percentuale di luce assorbita
26 *
27 * @param transmittance Valore di trasmittanza (tra 0 e 1)
28 * @return Percentuale di luce assorbita (0-100)
29 */
30 public static double calculatePercentAbsorbed(double transmittance) {
31 return (1 - transmittance) * 100;
32 }
33
34 public static void main(String[] args) {
35 double pathLength = 1.0; // cm
36 double molarAbsorptivity = 1000; // L/(mol·cm)
37 double concentration = 0.001; // mol/L
38
39 double absorbance = calculateAbsorbance(pathLength, molarAbsorptivity, concentration);
40 double transmittance = calculateTransmittance(absorbance);
41 double percentAbsorbed = calculatePercentAbsorbed(transmittance);
42
43 System.out.printf("Assorbanza: %.4f%n", absorbance);
44 System.out.printf("Trasmittanza: %.4f%n", transmittance);
45 System.out.printf("Percentuale Assorbita: %.2f%%%n", percentAbsorbed);
46 }
47}
48La Legge di Beer-Lambert è una relazione in ottica che mette in relazione l'attenuazione della luce con le proprietà del materiale attraverso il quale la luce sta viaggiando. Stabilisce che l'assorbanza è direttamente proporzionale alla concentrazione delle specie assorbenti e alla lunghezza del cammino del campione.
La Legge di Beer-Lambert potrebbe non valere in certe condizioni:
L'assorbanza molare viene determinata sperimentalmente misurando l'assorbanza di soluzioni con concentrazioni e lunghezze del cammino note, quindi risolvendo l'equazione di Beer-Lambert. È specifica per ciascuna sostanza e varia con la lunghezza d'onda, la temperatura e il solvente.
Sì, per miscele in cui i componenti non interagiscono, l'assorbanza totale è la somma delle assorbanze di ciascun componente. Questo è espresso come: A = (ε₁c₁ + ε₂c₂ + ... + εₙcₙ) × l dove ε₁, ε₂, ecc. sono le assorbanze molari di ciascun componente e c₁, c₂, ecc. sono le rispettive concentrazioni.
Assorbanza e densità ottica sono essenzialmente la stessa grandezza. Entrambi si riferiscono al logaritmo del rapporto tra l'intensità della luce incidente e quella trasmessa. Il termine "densità ottica" è talvolta preferito nelle applicazioni biologiche, mentre "assorbanza" è più comune in chimica.
Il calcolatore fornisce risultati con alta precisione numerica, ma l'accuratezza dei risultati dipende dall'accuratezza dei tuoi valori di input. Per i risultati più accurati, assicurati che:
Sebbene la Legge di Beer-Lambert sia stata originariamente sviluppata per soluzioni liquide, può essere applicata a gas e, con modifiche, a alcuni campioni solidi. Per solidi con una significativa dispersione della luce, modelli alternativi come la teoria di Kubelka-Munk possono essere più appropriati.
La temperatura può influenzare le misurazioni di assorbanza in diversi modi:
Dovresti tipicamente utilizzare una lunghezza d'onda in cui la specie assorbente ha un'assorbanza forte e caratteristica. Spesso, questo è al di sopra o vicino a un massimo di assorbanza (picco) nello spettro. Per lavori quantitativi, è meglio scegliere una lunghezza d'onda in cui piccoli cambiamenti nella lunghezza d'onda non causano grandi cambiamenti nell'assorbanza.
Beer, A. (1852). "Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten" [Determinazione dell'assorbimento della luce rossa in liquidi colorati]. Annalen der Physik und Chemie, 86: 78–88.
Ingle, J. D., & Crouch, S. R. (1988). Spectrochemical Analysis. Prentice Hall.
Perkampus, H. H. (1992). UV-VIS Spectroscopy and Its Applications. Springer-Verlag.
Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9a ed.). W. H. Freeman and Company.
Skoog, D. A., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2017). Principles of Instrumental Analysis (7a ed.). Cengage Learning.
Parson, W. W. (2007). Modern Optical Spectroscopy. Springer-Verlag.
Lakowicz, J. R. (2006). Principles of Fluorescence Spectroscopy (3a ed.). Springer.
Ninfa, A. J., Ballou, D. P., & Benore, M. (2010). Fundamental Laboratory Approaches for Biochemistry and Biotechnology (2a ed.). Wiley.
Swinehart, D. F. (1962). "The Beer-Lambert Law". Journal of Chemical Education, 39(7): 333-335.
Mayerhöfer, T. G., Pahlow, S., & Popp, J. (2020). "The Bouguer-Beer-Lambert Law: Shining Light on the Obscure". ChemPhysChem, 21(18): 2029-2046.
Il nostro Calcolatore della Legge di Beer-Lambert fornisce un modo semplice ma potente per calcolare l'assorbanza basata su lunghezza del cammino, assorbanza molare e concentrazione. Che tu sia uno studente, un ricercatore o un professionista del settore, questo strumento ti aiuta ad applicare i principi fondamentali della spettroscopia alle tue esigenze specifiche. Provalo ora per determinare rapidamente e accuratamente i valori di assorbanza per le tue soluzioni!
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