Yol uzunluğunu, molar absorptiviteyi ve konsantrasyonu girerek Beer-Lambert Yasası kullanarak absorbansı hesaplayın. Spektroskopi, analitik kimya ve laboratuvar uygulamaları için gereklidir.
A = ε × c × l
Burada A, absorbans; ε, molar absorptivite; c, konsantrasyon; l, yol uzunluğudur.
Bu, çözeltinin emdiği ışık yüzdesini gösterir.
Beer-Lambert Yasası Hesaplayıcı, spektroskopide ışık emilimi temel ilkelerine dayanarak bir çözümün absorbansını hesaplamak için tasarlanmış güçlü bir araçtır. Bu yasa, Beer's Yasası veya Beer-Lambert-Bouguer Yasası olarak da bilinir ve ışığın geçişi sırasında ışığın zayıflamasını, ışığın geçtiği malzemenin özellikleriyle ilişkilendiren analitik kimya, biyokimya ve spektroskopideki temel prensiplerden biridir. Hesaplayıcımız, üç ana parametreyi girerek absorbans değerlerini belirlemek için basit ve doğru bir yol sunar: yol uzunluğu, molar absorptivite ve konsantrasyon.
İster spektroskopinin temellerini öğrenen bir öğrenci, ister kimyasal bileşenleri analiz eden bir araştırmacı, isterse ilaç endüstrisinde çalışan bir profesyonel olun, bu hesaplayıcı absorbans hesaplamalarınız için basit bir çözüm sunar. Beer-Lambert Yasası'nı anlayarak ve uygulayarak, bir çözümde emilen türlerin konsantrasyonunu nicel olarak belirleyebilirsiniz; bu, modern analitik kimyada temel bir tekniktir.
Beer-Lambert Yasası matematiksel olarak şu şekilde ifade edilir:
Burada:
Absorbans, boyutsuz bir niceliktir ve genellikle "absorbans birimleri" (AU) cinsinden ifade edilir. Gelen ışık yoğunluğunun oranının logaritmasını temsil eder:
Burada:
Geçiş (T) ile absorbans (A) arasındaki ilişki de şu şekilde ifade edilebilir:
Çözüm tarafından emilen ışık yüzdesi şu şekilde hesaplanabilir:
Beer-Lambert Yasası belirli koşullar altında geçerlidir:
Yüksek konsantrasyonlarda, yasadan sapmalar meydana gelebilir:
Beer-Lambert Yasası Hesaplayıcımız, basitlik ve doğruluk göz önünde bulundurularak tasarlanmıştır. Çözümünüzün absorbansını hesaplamak için şu adımları izleyin:
Yol Uzunluğunu Girin (l): Işığın malzeme içindeki yolculuk mesafesini girin; bu genellikle küvetin veya örnek kabının genişliği olup, santimetre (cm) cinsinden ölçülür.
Molar Absorptiviteyi Girin (ε): Belirli bir dalga boyunda maddenin ne kadar ışık emdiğini ölçen molar soğurma katsayısını girin; bu L/(mol·cm) cinsinden ölçülür.
Konsantrasyonu Girin (c): Çözümdeki emilen türün konsantrasyonunu girin; bu mol/L cinsinden ölçülür.
Sonucu Görüntüleyin: Hesaplayıcı, Beer-Lambert denklemini (A = ε × c × l) kullanarak otomatik olarak absorbans değerini hesaplayacaktır.
Görselleştirme: Çözümünüz tarafından emilen ışık yüzdesini gösteren görsel temsili gözlemleyin.
Hesaplayıcı, girdileriniz üzerinde şu doğrulamaları yapar:
Geçersiz veri girerseniz, hesaplamanın devam edebilmesi için girdiyi düzeltmenizi yönlendiren bir hata mesajı görüntülenecektir.
Absorbans değeri, çözümünüzün ne kadar ışık emdiğini gösterir:
Görselleştirme, örneğinizden geçen ışığın ne kadarının emildiğini anlamanızı kolaylaştırarak, emilen ışığın yüzdesini gösterir.
Beer-Lambert Yasası, birçok bilimsel ve endüstriyel alanda uygulanmaktadır:
Bir biyokimyacı, bir protein çözümünün konsantrasyonunu bir spektrofotometre kullanarak belirlemek istiyor:
Beer-Lambert Yasasını kullanarak: c = A / (ε × l) = 0.75 / (5,000 × 1) = 0.00015 mol/L = 0.15 mM
Bir kimyager, potasyum permanganat (KMnO₄) çözeltisi hazırladı ve konsantrasyonunu doğrulamak istiyor:
Beklenen absorbans: A = ε × c × l = 2,420 × 0.002 × 2 = 9.68
Eğer ölçülen absorbans bu değerden önemli ölçüde farklıysa, çözüm konsantrasyonu ayarlanmalıdır.
Beer-Lambert Yasası yaygın olarak kullanılsa da, bazı durumlarda alternatif yaklaşımlar daha uygun olabilir:
Beer-Lambert Yasası, bağımsız olarak çalışan iki bilim insanı tarafından keşfedilen prensipleri birleştirir:
Bu prensiplerin entegrasyonu, ışık emilimi kullanarak konsantrasyonları belirlemek için nicel bir yöntem sağlayarak analitik kimyayı devrim niteliğinde değiştirdi. Bugün Beer-Lambert Yasası, spektroskopide temel bir ilke olmaya devam etmekte ve birçok bilimsel disiplinde kullanılan sayısız analitik tekniğin temelini oluşturmaktadır.
Beer-Lambert Yasası'nı çeşitli programlama dillerinde nasıl uygulayacağınıza dair bazı kod örnekleri:
1' Excel formülü ile absorbansı hesaplama
2=YolUzunluğu*MolarAbsorptivite*Konsantrasyon
3
4' Excel VBA fonksiyonu için Beer-Lambert Yasası
5Function CalculateAbsorbance(YolUzunluğu As Double, MolarAbsorptivite As Double, Konsantrasyon As Double) As Double
6 CalculateAbsorbance = YolUzunluğu * MolarAbsorptivite * Konsantrasyon
7End Function
8
9' Absorbansdan geçişi hesaplama
10Function CalculateTransmittance(Absorbans As Double) As Double
11 CalculateTransmittance = 10 ^ (-Absorbans)
12End Function
13
14' Emilen yüzdeleri hesaplama
15Function CalculatePercentAbsorbed(Geçiş As Double) As Double
16 CalculatePercentAbsorbed = (1 - Geçiş) * 100
17End Function
18
1import numpy as np
2import matplotlib.pyplot as plt
3
4def calculate_absorbance(yol_uzunlugu, molar_absorptivite, konsantrasyon):
5 """
6 Beer-Lambert Yasası kullanarak absorbansı hesapla
7
8 Parametreler:
9 yol_uzunlugu (float): cm cinsinden yol uzunluğu
10 molar_absorptivite (float): L/(mol·cm) cinsinden molar absorptivite
11 konsantrasyon (float): mol/L cinsinden konsantrasyon
12
13 Dönüş:
14 float: Absorbans değeri
15 """
16 return yol_uzunlugu * molar_absorptivite * konsantrasyon
17
18def calculate_transmittance(absorbans):
19 """Absorbansı geçişe dönüştür"""
20 return 10 ** (-absorbans)
21
22def calculate_percent_absorbed(geçiş):
23 """Işığın emilen yüzdesini hesapla"""
24 return (1 - geçiş) * 100
25
26# Örnek kullanım
27yol_uzunlugu = 1.0 # cm
28molar_absorptivite = 1000 # L/(mol·cm)
29konsantrasyon = 0.001 # mol/L
30
31absorbans = calculate_absorbance(yol_uzunlugu, molar_absorptivite, konsantrasyon)
32geçiş = calculate_transmittance(absorbans)
33emilen_yüzde = calculate_percent_absorbed(geçiş)
34
35print(f"Absorbans: {absorbans:.4f}")
36print(f"Geçiş: {geçiş:.4f}")
37print(f"Emilen Yüzde: {emilen_yüzde:.2f}%")
38
39# Absorbansın konsantrasyon ile grafiğini çiz
40konsantrasyonlar = np.linspace(0, 0.002, 100)
41absorbanslar = [calculate_absorbance(yol_uzunlugu, molar_absorptivite, c) for c in konsantrasyonlar]
42
43plt.figure(figsize=(10, 6))
44plt.plot(konsantrasyonlar, absorbanslar)
45plt.xlabel('Konsantrasyon (mol/L)')
46plt.ylabel('Absorbans')
47plt.title('Beer-Lambert Yasası: Absorbans vs. Konsantrasyon')
48plt.grid(True)
49plt.show()
50
1/**
2 * Beer-Lambert Yasası kullanarak absorbansı hesapla
3 * @param {number} yolUzunlugu - cm cinsinden yol uzunluğu
4 * @param {number} molarAbsorptivite - L/(mol·cm) cinsinden molar absorptivite
5 * @param {number} konsantrasyon - mol/L cinsinden konsantrasyon
6 * @returns {number} Absorbans değeri
7 */
8function calculateAbsorbance(yolUzunlugu, molarAbsorptivite, konsantrasyon) {
9 return yolUzunlugu * molarAbsorptivite * konsantrasyon;
10}
11
12/**
13 * Absorbansdan geçişi hesapla
14 * @param {number} absorbans - Absorbans değeri
15 * @returns {number} Geçiş değeri (0 ile 1 arasında)
16 */
17function calculateTransmittance(absorbans) {
18 return Math.pow(10, -absorbans);
19}
20
21/**
22 * Emilen ışık yüzdesini hesapla
23 * @param {number} geçiş - Geçiş değeri (0 ile 1 arasında)
24 * @returns {number} Emilen ışık yüzdesi (0-100)
25 */
26function calculatePercentAbsorbed(geçiş) {
27 return (1 - geçiş) * 100;
28}
29
30// Örnek kullanım
31const yolUzunlugu = 1.0; // cm
32const molarAbsorptivite = 1000; // L/(mol·cm)
33const konsantrasyon = 0.001; // mol/L
34
35const absorbans = calculateAbsorbance(yolUzunlugu, molarAbsorptivite, konsantrasyon);
36const geçiş = calculateTransmittance(absorbans);
37const emilenYüzde = calculatePercentAbsorbed(geçiş);
38
39console.log(`Absorbans: ${absorbans.toFixed(4)}`);
40console.log(`Geçiş: ${geçiş.toFixed(4)}`);
41console.log(`Emilen Yüzde: ${emilenYüzde.toFixed(2)}%`);
42
1public class BeerLambertYasası {
2 /**
3 * Beer-Lambert Yasası kullanarak absorbansı hesapla
4 *
5 * @param yolUzunlugu Yol uzunluğu cm cinsinden
6 * @param molarAbsorptivite Molar absorptivite L/(mol·cm) cinsinden
7 * @param konsantrasyon Konsantrasyon mol/L cinsinden
8 * @return Absorbans değeri
9 */
10 public static double calculateAbsorbance(double yolUzunlugu, double molarAbsorptivite, double konsantrasyon) {
11 return yolUzunlugu * molarAbsorptivite * konsantrasyon;
12 }
13
14 /**
15 * Absorbansdan geçişi hesapla
16 *
17 * @param absorbans Absorbans değeri
18 * @return Geçiş değeri (0 ile 1 arasında)
19 */
20 public static double calculateTransmittance(double absorbans) {
21 return Math.pow(10, -absorbans);
22 }
23
24 /**
25 * Emilen ışık yüzdesini hesapla
26 *
27 * @param geçiş Geçiş değeri (0 ile 1 arasında)
28 * @return Emilen ışık yüzdesi (0-100)
29 */
30 public static double calculatePercentAbsorbed(double geçiş) {
31 return (1 - geçiş) * 100;
32 }
33
34 public static void main(String[] args) {
35 double yolUzunlugu = 1.0; // cm
36 double molarAbsorptivite = 1000; // L/(mol·cm)
37 double konsantrasyon = 0.001; // mol/L
38
39 double absorbans = calculateAbsorbance(yolUzunlugu, molarAbsorptivite, konsantrasyon);
40 double geçiş = calculateTransmittance(absorbans);
41 double emilenYüzde = calculatePercentAbsorbed(geçiş);
42
43 System.out.printf("Absorbans: %.4f%n", absorbans);
44 System.out.printf("Geçiş: %.4f%n", geçiş);
45 System.out.printf("Emilen Yüzde: %.2f%%%n", emilenYüzde);
46 }
47}
48
Beer-Lambert Yasası, ışığın geçişi sırasında ışığın zayıflamasını malzemenin özellikleriyle ilişkilendiren bir optik ilişkidir. Absorbansın emilen türün konsantrasyonu ve örneğin yol uzunluğu ile doğru orantılı olduğunu belirtir.
Beer-Lambert Yasası, belirli koşullar altında geçerli olmayabilir:
Molar absorptivite, bilinen konsantrasyon ve yol uzunluğuna sahip çözeltilerin absorbansını ölçerek deneysel olarak belirlenir ve Beer-Lambert denklemi çözülerek hesaplanır. Her maddeye özgüdür ve dalga boyuna, sıcaklığa ve çözücüye bağlı olarak değişir.
Evet, bileşenlerin etkileşmediği karışımlar için kullanılabilir; toplam absorbans, her bir bileşenin absorbanslarının toplamı olarak ifade edilir. Bu şu şekilde ifade edilir: A = (ε₁c₁ + ε₂c₂ + ... + εₙcₙ) × l burada ε₁, ε₂, vb. her bileşenin molar absorptiviteleri, c₁, c₂, vb. ise ilgili konsantrasyonlarıdır.
Absorbans ve optik yoğunluk esasen aynı niceliği ifade eder. İkisi de gelen ışık yoğunluğunun iletilen ışık yoğunluğuna oranının logaritmasını ifade eder. "Optik yoğunluk" terimi biyolojik uygulamalarda daha sık kullanılırken, "absorbans" terimi kimyada daha yaygındır.
Hesaplayıcı, yüksek sayısal hassasiyetle sonuçlar sağlar, ancak sonuçların doğruluğu girdi değerlerinizin doğruluğuna bağlıdır. En doğru sonuçlar için:
Beer-Lambert Yasası başlangıçta sıvı çözeltiler için geliştirilmiş olsa da, gazlar için ve bazı katı örnekler için modifikasyonlarla uygulanabilir. Önemli ölçüde ışık saçan katı örnekler için Kubelka-Munk teorisi gibi alternatif modeller daha uygun olabilir.
Sıcaklık, absorbans ölçümlerini birkaç şekilde etkileyebilir:
Genellikle, emilen türün güçlü ve karakteristik bir emilime sahip olduğu bir dalga boyu kullanmalısınız. Genellikle bu, spektrumda bir emilim maksimumu (zirve) etrafında veya o noktada olur. Nicel çalışma için, dalga boyundaki küçük değişikliklerin absorbans üzerinde büyük değişiklikler yaratmadığı bir dalga boyu seçmek en iyisidir.
Beer, A. (1852). "Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten" [Renkli sıvılarda kırmızı ışığın emiliminin belirlenmesi]. 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 Spektroskopisi ve Uygulamaları. Springer-Verlag.
Harris, D. C. (2015). Nicel Kimyasal Analiz (9. baskı). W. H. Freeman ve Şirket.
Skoog, D. A., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2017). Enstrümantasyon Analizinin Prensipleri (7. baskı). Cengage Learning.
Parson, W. W. (2007). Modern Optik Spektroskopisi. Springer-Verlag.
Lakowicz, J. R. (2006). Flüoresan Spektroskopisinin Prensipleri (3. baskı). Springer.
Ninfa, A. J., Ballou, D. P., & Benore, M. (2010). Biyokimya ve Biyoteknoloji için Temel Laboratuvar Yaklaşımları (2. baskı). Wiley.
Swinehart, D. F. (1962). "Beer-Lambert Yasası". Kimya Eğitimi Dergisi, 39(7): 333-335.
Mayerhöfer, T. G., Pahlow, S., & Popp, J. (2020). "Bouguer-Beer-Lambert Yasası: Belirsiz Olanı Aydınlatmak". ChemPhysChem, 21(18): 2029-2046.
Beer-Lambert Yasası Hesaplayıcımız, yol uzunluğu, molar absorptivite ve konsantrasyon temelinde absorbansı hızlı ve kolay bir şekilde hesaplamanın basit ama güçlü bir yolunu sunar. İster öğrenci, ister araştırmacı, isterse endüstri profesyoneli olun, bu araç, temel spektroskopi prensiplerini özel ihtiyaçlarınıza uygulamanıza yardımcı olur. Hemen deneyin ve çözümleriniz için absorbans değerlerini hızlı ve doğru bir şekilde belirleyin!
İş akışınız için faydalı olabilecek daha fazla aracı keşfedin