Aprēķiniet absorbanci, izmantojot Bira-Lamberta likumu, ievadot ceļa garumu, molāro absorbciju un koncentrāciju. Nepieciešams spektroskopijā, analītiskajā ķīmijā un laboratorijas pielietojumos.
A = ε × c × l
Kur A ir absorbance, ε ir molārā absorbcija, c ir koncentrācija, un l ir ceļa garums.
Tas parāda gaismas procentu, ko absorbē šķīdums.
Alus-Lamberta likums Kalkulators ir jaudīgs rīks, kas izstrādāts, lai aprēķinātu šķīduma absorbanci, pamatojoties uz gaismas absorbcijas pamatprincipiem spektroskopijā. Šis likums, kas pazīstams arī kā Beera likums vai Alus-Lamberta-Bouguer likums, ir pamata princips analītiskajā ķīmijā, bioķīmijā un spektroskopijā, kas saista gaismas vājināšanos ar materiāla īpašībām, caur kurām gaisma ceļo. Mūsu kalkulators nodrošina vienkāršu, precīzu veidu, kā noteikt absorbances vērtības, ievadot trīs galvenos parametrus: ceļa garumu, molāro absorbciju un koncentrāciju.
Neatkarīgi no tā, vai esat students, kurš apgūst spektroskopijas pamatus, pētnieks, kurš analizē ķīmiskos savienojumus, vai profesionālis farmācijas nozarē, šis kalkulators piedāvā vienkāršu risinājumu jūsu absorbances aprēķiniem. Izprotot un piemērojot Alus-Lamberta likumu, jūs varat kvantitatīvi noteikt absorbējošo sugu koncentrāciju šķīdumā, kas ir pamattehnika mūsdienu analītiskajā ķīmijā.
Alus-Lamberta likums matemātiski izsaka šādi:
Kur:
Absorbance ir bezdimensiju lielums, ko bieži izsaka "absorbances vienībās" (AU). Tā attēlo incidentās un pārvietotās gaismas intensitātes attiecības logaritmu:
Kur:
Attiecību starp pārvietošanās koeficientu (T) un absorbanci (A) var izteikt arī šādi:
Gaismas procentuālo daļu, ko absorbē šķīdums, var aprēķināt šādi:
Alus-Lamberta likums ir spēkā noteiktos apstākļos:
Augstās koncentrācijās var rasties novirzes no likuma dēļ:
Mūsu Alus-Lamberta likuma kalkulators ir izstrādāts ar vienkāršību un precizitāti prātā. Izpildiet šos soļus, lai aprēķinātu jūsu šķīduma absorbanci:
Ievadiet ceļa garumu (l): Ievadiet attālumu, ko gaisma pārvietojas caur materiālu, parasti cuvettes vai parauga trauka platumu, mērīts centimetros (cm).
Ievadiet molāro absorbciju (ε): Ievadiet vielas molāro iznīcināšanas koeficientu, kas ir mērījums, cik stipri viela absorbē gaismu noteiktā viļņa garumā, mērīts L/(mol·cm).
Ievadiet koncentrāciju (c): Ievadiet absorbējošo sugu koncentrāciju šķīdumā, mērītu molos uz litru (mol/L).
Skatiet rezultātu: Kalkulators automātiski aprēķinās absorbances vērtību, izmantojot Alus-Lamberta vienādojumu (A = ε × c × l).
Vizualizācija: Novērojiet vizuālo attēlojumu, kas parāda gaismas procentuālo daļu, ko absorbē jūsu šķīdums.
Kalkulators veic šādas validācijas jūsu ievadēm:
Ja ievadāt nederīgus datus, parādīsies kļūdas ziņojums, kas norādīs uz nepieciešamību labot ievadi, pirms aprēķins var turpināties.
Absorbances vērtība norāda, cik daudz gaismas absorbē jūsu šķīdums:
Vizualizācija palīdz jums intuitīvi saprast gaismas absorbcijas pakāpi, parādot incidentās gaismas procentuālo daļu, kas tiek absorbēta, kad tā iziet caur jūsu paraugu.
Alus-Lamberta likums tiek pielietots daudzās zinātnes un rūpniecības jomās:
Bioķīmiķis vēlas noteikt proteīnu šķīduma koncentrāciju, izmantojot spektrofotometru:
Izmantojot Alus-Lamberta likumu: c = A / (ε × l) = 0.75 / (5000 × 1) = 0.00015 mol/L = 0.15 mM
Ķīmiķis sagatavo kālija permanganāta (KMnO₄) šķīdumu un vēlas pārbaudīt tā koncentrāciju:
Sagaidāmā absorbance: A = ε × c × l = 2420 × 0.002 × 2 = 9.68
Ja mērītā absorbance būtiski atšķiras no šīs vērtības, šķīduma koncentrācija var būt jākoriģē.
Lai gan Alus-Lamberta likums ir plaši izmantots, ir situācijas, kad alternatīvas pieejas var būt piemērotākas:
Alus-Lamberta likums apvieno principus, ko atklājuši divi zinātnieki, strādājot neatkarīgi:
Šo principu integrācija revolucionizēja analītisko ķīmiju, nodrošinot kvantitatīvu metodi, lai noteiktu koncentrācijas, izmantojot gaismas absorbciju. Mūsdienās Alus-Lamberta likums joprojām ir pamata princips spektroskopijā un veido pamatu daudziem analītiskiem paņēmieniem, ko izmanto visās zinātnes disciplīnās.
Šeit ir daži koda piemēri, kas parāda, kā īstenot Alus-Lamberta likumu dažādās programmēšanas valodās:
1' Excel formula absorbances aprēķināšanai
2=CeļaGarums*MolarāAbsorbcija*Koncentrācija
3
4' Excel VBA funkcija Alus-Lamberta likumam
5Function CalculateAbsorbance(CeļaGarums As Double, MolarāAbsorbcija As Double, Koncentrācija As Double) As Double
6 CalculateAbsorbance = CeļaGarums * MolarāAbsorbcija * Koncentrācija
7End Function
8
9' Aprēķināt pārvietošanās koeficientu no absorbances
10Function CalculateTransmittance(Absorbance As Double) As Double
11 CalculateTransmittance = 10 ^ (-Absorbance)
12End Function
13
14' Aprēķināt absorbēto procentu
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 Aprēķināt absorbanci, izmantojot Alus-Lamberta likumu
7
8 Parametri:
9 ceļa garums (float): Ceļa garums cm
10 molārā absorbcija (float): Molārā absorbcija L/(mol·cm)
11 koncentrācija (float): Koncentrācija mol/L
12
13 Atgriež:
14 float: Absorbances vērtība
15 """
16 return path_length * molar_absorptivity * concentration
17
18def calculate_transmittance(absorbance):
19 """Pārvērst absorbanci par pārvietošanās koeficientu"""
20 return 10 ** (-absorbance)
21
22def calculate_percent_absorbed(transmittance):
23 """Aprēķināt gaismas absorbēto procentu"""
24 return (1 - transmittance) * 100
25
26# Piemēra izmantošana
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"Absorbance: {absorbance:.4f}")
36print(f"Transmittance: {transmittance:.4f}")
37print(f"Percent Absorbed: {percent_absorbed:.2f}%")
38
39# Zīmējiet absorbanci pret koncentrāciju
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('Koncentrācija (mol/L)')
46plt.ylabel('Absorbance')
47plt.title('Alus-Lamberta likums: Absorbance pret koncentrāciju')
48plt.grid(True)
49plt.show()
50
1/**
2 * Aprēķināt absorbanci, izmantojot Alus-Lamberta likumu
3 * @param {number} ceļaGarums - Ceļa garums cm
4 * @param {number} molārāAbsorbcija - Molārā absorbcija L/(mol·cm)
5 * @param {number} koncentrācija - Koncentrācija mol/L
6 * @returns {number} Absorbances vērtība
7 */
8function calculateAbsorbance(ceļaGarums, molārāAbsorbcija, koncentrācija) {
9 return ceļaGarums * molārāAbsorbcija * koncentrācija;
10}
11
12/**
13 * Aprēķināt pārvietošanās koeficientu no absorbances
14 * @param {number} absorbance - Absorbances vērtība
15 * @returns {number} Pārvietošanās koeficients (starptautiskais)
16 */
17function calculateTransmittance(absorbance) {
18 return Math.pow(10, -absorbance);
19}
20
21/**
22 * Aprēķināt gaismas absorbēto procentu
23 * @param {number} transmittance - Pārvietošanās koeficients (starptautiskais)
24 * @returns {number} Gaismas absorbētais procents (0-100)
25 */
26function calculatePercentAbsorbed(transmittance) {
27 return (1 - transmittance) * 100;
28}
29
30// Piemēra izmantošana
31const ceļaGarums = 1.0; // cm
32const molārāAbsorbcija = 1000; // L/(mol·cm)
33const koncentrācija = 0.001; // mol/L
34
35const absorbance = calculateAbsorbance(ceļaGarums, molārāAbsorbcija, koncentrācija);
36const transmittance = calculateTransmittance(absorbance);
37const percentAbsorbed = calculatePercentAbsorbed(transmittance);
38
39console.log(`Absorbance: ${absorbance.toFixed(4)}`);
40console.log(`Transmittance: ${transmittance.toFixed(4)}`);
41console.log(`Percent Absorbed: ${percentAbsorbed.toFixed(2)}%`);
42
1public class AlusLambertaLikums {
2 /**
3 * Aprēķināt absorbanci, izmantojot Alus-Lamberta likumu
4 *
5 * @param ceļaGarums Ceļa garums cm
6 * @param molārāAbsorbcija Molārā absorbcija L/(mol·cm)
7 * @param koncentrācija Koncentrācija mol/L
8 * @return Absorbances vērtība
9 */
10 public static double calculateAbsorbance(double ceļaGarums, double molārāAbsorbcija, double koncentrācija) {
11 return ceļaGarums * molārāAbsorbcija * koncentrācija;
12 }
13
14 /**
15 * Aprēķināt pārvietošanās koeficientu no absorbances
16 *
17 * @param absorbance Absorbances vērtība
18 * @return Pārvietošanās koeficients (starptautiskais)
19 */
20 public static double calculateTransmittance(double absorbance) {
21 return Math.pow(10, -absorbance);
22 }
23
24 /**
25 * Aprēķināt gaismas absorbēto procentu
26 *
27 * @param transmittance Pārvietošanās koeficients (starptautiskais)
28 * @return Gaismas absorbētais procents (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 ceļaGarums = 1.0; // cm
36 double molārāAbsorbcija = 1000; // L/(mol·cm)
37 double koncentrācija = 0.001; // mol/L
38
39 double absorbance = calculateAbsorbance(ceļaGarums, molārāAbsorbcija, koncentrācija);
40 double transmittance = calculateTransmittance(absorbance);
41 double percentAbsorbed = calculatePercentAbsorbed(transmittance);
42
43 System.out.printf("Absorbance: %.4f%n", absorbance);
44 System.out.printf("Transmittance: %.4f%n", transmittance);
45 System.out.printf("Percent Absorbed: %.2f%%%n", percentAbsorbed);
46 }
47}
48
Alus-Lamberta likums ir attiecība optikā, kas saista gaismas vājināšanos ar materiāla īpašībām, caur kurām gaisma ceļo. Tas nosaka, ka absorbance ir tieši proporcionāla absorbējošo sugu koncentrācijai un parauga ceļa garumam.
Alus-Lamberta likums var nedarboties noteiktos apstākļos:
Molārā absorbcija tiek noteikta eksperimentāli, mērot absorbanci šķīdumiem ar zināmām koncentrācijām un ceļa garumiem, pēc tam risinot Alus-Lamberta vienādojumu. Tā ir specifiska katrai vielai un mainās atkarībā no viļņa garuma, temperatūras un šķīdinātāja.
Jā, maisījumiem, kuros komponenti nesadarbojas, kopējā absorbance ir katra komponenta absorbances summa. To izsaka šādi: A = (ε₁c₁ + ε₂c₂ + ... + εₙcₙ) × l kur ε₁, ε₂ utt. ir katra komponenta molārās absorbcijas, un c₁, c₂ utt. ir to attiecīgās koncentrācijas.
Absorbance un optiskais blīvums ir būtībā tas pats lielums. Abi attiecas uz incidentās un pārvietotās gaismas intensitātes attiecības logaritmu. Termins "optiskais blīvums" dažreiz tiek izvēlēts bioloģiskajās lietojumprogrammās, savukārt "absorbance" ir biežāk sastopama ķīmijā.
Kalkulators nodrošina rezultātus ar augstu skaitlisko precizitāti, taču rezultātu precizitāte ir atkarīga no jūsu ievades vērtībām precizitātes. Lai iegūtu visprecīzākos rezultātus, pārliecinieties, ka:
Lai gan Alus-Lamberta likums sākotnēji tika izstrādāts šķidriem šķīdumiem, to var pielietot gāzēm un, ar modifikācijām, dažiem cietiem paraugiem. Cietiem paraugiem ar nozīmīgu gaismas izkliedēšanu var būt piemērotāki alternatīvi modeļi, piemēram, Kubelka-Munk teorija.
Temperatūra var ietekmēt absorbances mērījumus vairākos veidos:
Jums parasti jāizmanto viļņa garums, kur absorbējošajai sugai ir spēcīga un raksturīga absorbcija. Bieži tas ir pie vai tuvu absorbcijas maksimumam (virsotnei) spektrā. Kvantitatīvai darbībai vislabāk ir izvēlēties viļņa garumu, kurā nelielas viļņa garuma izmaiņas nerada lielas absorbances izmaiņas.
Beer, A. (1852). "Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten" [Sarkanā gaismas absorbcijas noteikšana krāsainos šķidrumos]. 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 (9. izdevums). W. H. Freeman and Company.
Skoog, D. A., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2017). Principles of Instrumental Analysis (7. izdevums). Cengage Learning.
Parson, W. W. (2007). Modern Optical Spectroscopy. Springer-Verlag.
Lakowicz, J. R. (2006). Principles of Fluorescence Spectroscopy (3. izdevums). Springer.
Ninfa, A. J., Ballou, D. P., & Benore, M. (2010). Fundamental Laboratory Approaches for Biochemistry and Biotechnology (2. izdevums). 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.
Mūsu Alus-Lamberta likuma kalkulators nodrošina vienkāršu, taču jaudīgu veidu, kā aprēķināt absorbanci, pamatojoties uz ceļa garumu, molāro absorbciju un koncentrāciju. Neatkarīgi no tā, vai esat students, pētnieks vai nozares profesionālis, šis rīks palīdz jums piemērot spektroskopijas pamatprincipus jūsu konkrētajām vajadzībām. Izmēģiniet to tagad, lai ātri un precīzi noteiktu absorbances vērtības jūsu šķīdumiem!
Atklājiet vairāk rīku, kas varētu būt noderīgi jūsu darbplūsmai