Apskaičiuokite absorbanciją naudodami Alkoholio-Lamberto dėsnį, įvesdami kelio ilgį, molinį absorbcijos koeficientą ir koncentraciją. Būtina spektroskopijai, analitinei chemijai ir laboratorinėms aplikacijoms.
A = ε × c × l
Kur A yra absorbcija, ε yra molinė absorbcija, c yra koncentracija, o l yra kelio ilgis.
Tai rodo, kokia procentinė dalis šviesos yra sugerta tirpale.
Alaus-Lamberto Įstatymo Skaičiuoklė yra galingas įrankis, sukurtas apskaičiuoti tirpalo absorbciją, remiantis pagrindiniais šviesos absorbcijos principais spektroskopijoje. Šis įstatymas, dar žinomas kaip Beerio Įstatymas arba Alaus-Lamberto-Bouguer Įstatymas, yra kertinis principas analitinėje chemijoje, biochemijoje ir spektroskopijoje, kuris susieja šviesos slopinimą su medžiagos savybėmis, per kurias šviesa keliauja. Mūsų skaičiuoklė suteikia paprastą, tikslią būdą nustatyti absorbcijos vertes įvedant tris pagrindinius parametrus: kelio ilgį, molinę absorbciją ir koncentraciją.
Ar esate studentas, besimokantis spektroskopijos pagrindų, tyrėjas, analizuojantis chemines junginius, ar profesionalas farmacijos pramonėje, ši skaičiuoklė siūlo tiesioginį sprendimą jūsų absorbcijos skaičiavimams. Suprasdami ir taikydami Alaus-Lamberto Įstatymą, galite kiekybiškai nustatyti absorbuojančių rūšių koncentraciją tirpale, kas yra pagrindinė technika šiuolaikinėje analitinėje chemijoje.
Alaus-Lamberto Įstatymas matematiškai išreiškiamas taip:
Kur:
Absorbcija yra be matmenų kiekis, dažnai išreiškiamas "absorbcijos vienetais" (AU). Ji atspindi incidentinės ir perduotos šviesos intensyvumo santykio logaritmą:
Kur:
Santykis tarp perduotumo (T) ir absorbcijos (A) taip pat gali būti išreikštas kaip:
Šviesos, absorbuojamos tirpale, procentą galima apskaičiuoti taip:
Alaus-Lamberto Įstatymas galioja tam tikromis sąlygomis:
Didelėse koncentracijose gali pasireikšti nuokrypiai nuo įstatymo dėl:
Mūsų Alaus-Lamberto Įstatymo Skaičiuoklė sukurta su paprastumu ir tikslumu mintyje. Sekite šiuos žingsnius, kad apskaičiuotumėte savo tirpalo absorbciją:
Įveskite Kelio Ilgį (l): Įveskite atstumą, kurį šviesa keliauja per medžiagą, paprastai tai yra cuvetės arba mėginio konteinerio plotis, matuojamas centimetrais (cm).
Įveskite Molinę Absorbciją (ε): Įveskite medžiagos molinį išnykimo koeficientą, kuris yra matas, kiek stipriai medžiaga sugeria šviesą tam tikru bangos ilgiu, matuojamas L/(mol·cm).
Įveskite Koncentraciją (c): Įveskite absorbuojančios rūšies koncentraciją tirpale, matuojamą moliais per litrą (mol/L).
Peržiūrėkite Rezultatą: Skaičiuoklė automatiškai apskaičiuos absorbcijos vertę, naudodama Alaus-Lamberto formulę (A = ε × c × l).
Vizualizacija: Stebėkite vizualinę reprezentaciją, rodančią, kiek procentų šviesos buvo absorbuota jūsų tirpale.
Skaičiuoklė atlieka šiuos validacijos veiksmus jūsų įvestims:
Jei įvesite neteisingus duomenis, pasirodys klaidos pranešimas, kuris padės jums ištaisyti įvestį prieš tęsiant skaičiavimą.
Absorbcijos vertė pasako, kiek šviesos buvo sugerta jūsų tirpale:
Vizualizacija padeda jums intuityviai suprasti šviesos absorbcijos laipsnį, rodydama procentą incidentinės šviesos, kuri yra sugerta, kai ji praeina per jūsų mėginį.
Alaus-Lamberto Įstatymas taikomas daugelyje mokslinių ir pramoninių sričių:
Biochemikas nori nustatyti baltymų tirpalo koncentraciją naudodamas spektrofotometrą:
Naudojant Alaus-Lamberto Įstatymą: c = A / (ε × l) = 0.75 / (5,000 × 1) = 0.00015 mol/L = 0.15 mM
Chemikas paruošia kalio permanganato (KMnO₄) tirpalą ir nori patikrinti jo koncentraciją:
Tikėtina absorbcija: A = ε × c × l = 2,420 × 0.002 × 2 = 9.68
Jei išmatuota absorbcija reikšmingai skiriasi nuo šios vertės, tirpalo koncentracija gali prireikti koreguoti.
Nors Alaus-Lamberto Įstatymas plačiai naudojamas, yra situacijų, kai alternatyvūs metodai gali būti tinkamesni:
Alaus-Lamberto Įstatymas sujungia principus, kuriuos atrado du mokslininkai, dirbantys nepriklausomai:
Šių principų integracija revoliucionavo analitinę chemiją, suteikdama kiekybinį metodą nustatyti koncentracijas naudojant šviesos absorbciją. Šiandien Alaus-Lamberto Įstatymas išlieka pagrindiniu principu spektroskopijoje ir sudaro pagrindą daugybei analitinių technikų, naudojamų įvairiose mokslinėse disciplinose.
Štai keletas kodo pavyzdžių, kaip įgyvendinti Alaus-Lamberto Įstatymą įvairiose programavimo kalbose:
1' Excel formulė absorbcijai apskaičiuoti
2=KelioIlgis*MolinėAbsorbcija*Koncentracija
3
4' Excel VBA funkcija Alaus-Lamberto Įstatymui
5Function CalculateAbsorbance(KelioIlgis As Double, MolinėAbsorbcija As Double, Koncentracija As Double) As Double
6 CalculateAbsorbance = KelioIlgis * MolinėAbsorbcija * Koncentracija
7End Function
8
9' Apskaičiuoti perduotumą iš absorbcijos
10Function CalculateTransmittance(Absorbance As Double) As Double
11 CalculateTransmittance = 10 ^ (-Absorbance)
12End Function
13
14' Apskaičiuoti absorbuotą procentą
15Function CalculatePercentAbsorbed(Transmittance As Double) As Double
16 CalculatePercentAbsorbed = (1 - Transmittance) * 100
17End Function
18
1import numpy as np
2import matplotlib.pyplot as plt
3
4def calculate_absorbance(path_length, molar_absorptivity, concentration):
5 """
6 Apskaičiuoti absorbciją naudojant Alaus-Lamberto Įstatymą
7
8 Parametrai:
9 path_length (float): Kelio ilgis cm
10 molar_absorptivity (float): Molinė absorbcija L/(mol·cm)
11 concentration (float): Koncentracija mol/L
12
13 Grąžina:
14 float: Absorbcijos vertė
15 """
16 return path_length * molar_absorptivity * concentration
17
18def calculate_transmittance(absorbance):
19 """Konvertuoti absorbciją į perduotumą"""
20 return 10 ** (-absorbance)
21
22def calculate_percent_absorbed(transmittance):
23 """Apskaičiuoti šviesos absorbcijos procentą"""
24 return (1 - transmittance) * 100
25
26# Pavyzdžio naudojimas
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"Absorbcija: {absorbance:.4f}")
36print(f"Perduotumas: {transmittance:.4f}")
37print(f"Absorbuota Procentinė Dalį: {percent_absorbed:.2f}%")
38
39# Pavaizduoti absorbciją ir koncentraciją
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('Koncentracija (mol/L)')
46plt.ylabel('Absorbcija')
47plt.title('Alaus-Lamberto Įstatymas: Absorbcija ir Koncentracija')
48plt.grid(True)
49plt.show()
50
1/**
2 * Apskaičiuoti absorbciją naudojant Alaus-Lamberto Įstatymą
3 * @param {number} kelioIlgis - Kelio ilgis cm
4 * @param {number} molinėAbsorbcija - Molinė absorbcija L/(mol·cm)
5 * @param {number} koncentracija - Koncentracija mol/L
6 * @returns {number} Absorbcijos vertė
7 */
8function calculateAbsorbance(kelioIlgis, molinėAbsorbcija, koncentracija) {
9 return kelioIlgis * molinėAbsorbcija * koncentracija;
10}
11
12/**
13 * Apskaičiuoti perduotumą iš absorbcijos
14 * @param {number} absorbcija - Absorbcijos vertė
15 * @returns {number} Perduotumo vertė (tarp 0 ir 1)
16 */
17function calculateTransmittance(absorbcija) {
18 return Math.pow(10, -absorbcija);
19}
20
21/**
22 * Apskaičiuoti šviesos absorbcijos procentą
23 * @param {number} perduotumas - Perduotumo vertė (tarp 0 ir 1)
24 * @returns {number} Absorbuota procentinė dalis (0-100)
25 */
26function calculatePercentAbsorbed(perduotumas) {
27 return (1 - perduotumas) * 100;
28}
29
30// Pavyzdžio naudojimas
31const kelioIlgis = 1.0; // cm
32const molinėAbsorbcija = 1000; // L/(mol·cm)
33const koncentracija = 0.001; // mol/L
34
35const absorbcija = calculateAbsorbance(kelioIlgis, molinėAbsorbcija, koncentracija);
36const perduotumas = calculateTransmittance(absorbcija);
37const absorbuotaProcentinėDalį = calculatePercentAbsorbed(perduotumas);
38
39console.log(`Absorbcija: ${absorbcija.toFixed(4)}`);
40console.log(`Perduotumas: ${perduotumas.toFixed(4)}`);
41console.log(`Absorbuota Procentinė Dalį: ${absorbuotaProcentinėDalį.toFixed(2)}%`);
42
1public class AlausLambertoIstatymas {
2 /**
3 * Apskaičiuoti absorbciją naudojant Alaus-Lamberto Įstatymą
4 *
5 * @param kelioIlgis Kelio ilgis cm
6 * @param molinėAbsorbcija Molinė absorbcija L/(mol·cm)
7 * @param koncentracija Koncentracija mol/L
8 * @return Absorbcijos vertė
9 */
10 public static double calculateAbsorbance(double kelioIlgis, double molinėAbsorbcija, double koncentracija) {
11 return kelioIlgis * molinėAbsorbcija * koncentracija;
12 }
13
14 /**
15 * Apskaičiuoti perduotumą iš absorbcijos
16 *
17 * @param absorbcija Absorbcijos vertė
18 * @return Perduotumo vertė (tarp 0 ir 1)
19 */
20 public static double calculateTransmittance(double absorbcija) {
21 return Math.pow(10, -absorbcija);
22 }
23
24 /**
25 * Apskaičiuoti šviesos absorbcijos procentą
26 *
27 * @param perduotumas Perduotumo vertė (tarp 0 ir 1)
28 * @return Absorbuota procentinė dalis (0-100)
29 */
30 public static double calculatePercentAbsorbed(double perduotumas) {
31 return (1 - perduotumas) * 100;
32 }
33
34 public static void main(String[] args) {
35 double kelioIlgis = 1.0; // cm
36 double molinėAbsorbcija = 1000; // L/(mol·cm)
37 double koncentracija = 0.001; // mol/L
38
39 double absorbcija = calculateAbsorbance(kelioIlgis, molinėAbsorbcija, koncentracija);
40 double perduotumas = calculateTransmittance(absorbcija);
41 double absorbuotaProcentinėDalį = calculatePercentAbsorbed(perduotumas);
42
43 System.out.printf("Absorbcija: %.4f%n", absorbcija);
44 System.out.printf("Perduotumas: %.4f%n", perduotumas);
45 System.out.printf("Absorbuota Procentinė Dalį: %.2f%%%n", absorbuotaProcentinėDalį);
46 }
47}
48
Alaus-Lamberto Įstatymas yra optikos ryšys, kuris susieja šviesos slopinimą su medžiagos savybėmis, per kurias šviesa keliauja. Jis teigia, kad absorbcija yra tiesiogiai proporcinga absorbuojančios rūšies koncentracijai ir mėginio kelio ilgiui.
Alaus-Lamberto Įstatymas gali nesilaikyti tam tikromis sąlygomis:
Molinė absorbcija nustatoma eksperimentiniu būdu, matuojant tirpalų, turinčių žinomas koncentracijas ir kelio ilgius, absorbciją, tada sprendžiant Alaus-Lamberto lygtį. Ji yra specifinė kiekvienai medžiagai ir skiriasi priklausomai nuo bangos ilgio, temperatūros ir tirpiklio.
Taip, mišiniams, kur komponentai nesąveikauja, bendroji absorbcija yra kiekvieno komponento absorbcijų suma. Tai išreiškiama taip: A = (ε₁c₁ + ε₂c₂ + ... + εₙcₙ) × l kur ε₁, ε₂ ir kt. yra kiekvieno komponento molinės absorbcijos, o c₁, c₂ ir kt. yra jų atitinkamos koncentracijos.
Absorbcija ir optinis tankis iš esmės yra tas pats kiekis. Abu nurodo incidentinės ir perduotos šviesos intensyvumo santykio logaritmą. Terminas "optinis tankis" kartais yra labiau pageidaujamas biologinėse taikymo srityse, o "absorbcija" yra dažniau naudojama chemijoje.
Skaičiuoklė suteikia rezultatus su aukštu skaičių tikslumu, tačiau rezultatų tikslumas priklauso nuo jūsų įvestų vertių tikslumo. Norint gauti tiksliausius rezultatus, būtina užtikrinti, kad:
Nors Alaus-Lamberto Įstatymas pirmiausia buvo sukurtas skystiems tirpalams, jis gali būti taikomas dujoms ir, su modifikacijomis, kai kuriems kietiems mėginiams. Kietiems mėginiams, turintiems reikšmingą šviesos sklaidą, alternatyvūs modeliai, tokie kaip Kubelka-Munk teorija, gali būti tinkamesni.
Temperatūra gali paveikti absorbcijos matavimus keliais būdais:
Turėtumėte paprastai naudoti bangos ilgį, kuriame absorbuojanti rūšis turi stiprią ir charakteristinę absorbciją. Dažnai tai yra tiesiogiai arba netoli absorbcijos maksimumo (piko) spektre. Kiekybinio darbo atveju geriausia pasirinkti bangos ilgį, kuriame mažai pokyčių bangos ilgyje nesukelia didelių pokyčių absorbcijoje.
Beer, A. (1852). "Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten" [Raudonos šviesos absorbcijos nustatymas spalvotuose skysčiuose]. 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 (9th ed.). W. H. Freeman and Company.
Skoog, D. A., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2017). Principles of Instrumental Analysis (7th ed.). Cengage Learning.
Parson, W. W. (2007). Modern Optical Spectroscopy. Springer-Verlag.
Lakowicz, J. R. (2006). Principles of Fluorescence Spectroscopy (3rd ed.). Springer.
Ninfa, A. J., Ballou, D. P., & Benore, M. (2010). Fundamental Laboratory Approaches for Biochemistry and Biotechnology (2nd 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.
Mūsų Alaus-Lamberto Įstatymo Skaičiuoklė suteikia paprastą, tačiau galingą būdą apskaičiuoti absorbciją, remiantis kelio ilgiu, moline absorbcija ir koncentracija. Ar esate studentas, tyrėjas ar pramonės profesionalas, šis įrankis padeda jums taikyti pagrindinius spektroskopijos principus jūsų specifiniams poreikiams. Išbandykite dabar, kad greitai ir tiksliai nustatytumėte absorbcijos vertes savo tirpalams!
Raskite daugiau įrankių, kurie gali būti naudingi jūsų darbo eiga.