تعريف قانون بير ومعادلاته

قانون بير هو معادلة تربط بين توهين الضوء وخصائص المادة. ينص القانون على أن تركيز مادة كيميائية يتناسب طرديا مع الامتصاصية من أ المحلول. يمكن استخدام العلاقة لتحديد تركيز من الأنواع الكيميائية في محلول باستخدام مقياس الألوان أو الطيفي. وغالبا ما تستخدم العلاقة في التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية. لاحظ أن قانون البيرة غير صالح في تركيزات المحاليل العالية.

الوجبات السريعة الرئيسية: قانون البيرة

قانون بير هو المعروف أيضا باسم قانون بير لامبرت، ال قانون لامبرت بير، و ال قانون بير لامبرت - بوغير. السبب في وجود الكثير من الأسماء هو أن أكثر من قانون واحد متورط. في الأساس ، اكتشف بيير بوغر القانون عام 1729 ونشره فيه Essai D'Optique Sur La Gradation De La Lumière. نقل يوهان لامبرت عن اكتشاف بوغر في كتابه

على الرغم من أن لامبرت لم يدعي الاكتشاف ، إلا أنه كان يُنسب إليه في كثير من الأحيان. اكتشف August Beer قانونًا ذا صلة في عام 1852. نص قانون بير على أن الامتصاص يتناسب مع تركيز العينة. من الناحية الفنية ، يرتبط قانون بير بالتركيز فقط ، في حين أن قانون بير لامبرت يتعلق بالامتصاص لكل من التركيز وسمك العينة.

يمكن كتابة قانون البيرة ببساطة:

A = cbc

حيث A الامتصاصية (بدون وحدات)
ε هو الامتصاص المولي بوحدات L mol^-1 سم^-1 (كانت تسمى سابقًا معامل الانقراض)
b هو طول مسار العينة ، وعادة ما يتم التعبير عنها بالطول
c هو تركيز المركب في المحلول ، معبراً عنه في مول L^-1

يعتمد حساب امتصاص عينة باستخدام المعادلة على افتراضين:

1. الامتصاصية يتناسب طرديا مع طول مسار العينة (عرض كفيت).
2. الامتصاصية تتناسب مباشرة مع تركيز العينة.

في حين أن العديد من الأدوات الحديثة تؤدي عمليات حساب قانون بير من خلال مقارنة كفوف فارغ مع عينة ، إلا أنه من السهل إعداد رسم بياني باستخدام الحلول القياسية لتحديد تركيز العينة. تفترض طريقة الرسوم البيانية علاقة خط مستقيم بين الامتصاص والتركيز ، وهي صالحة لـ حلول مخففة.

من المعروف أن العينة لها قيمة امتصاص قصوى تبلغ 275 نانومتر. الامتصاص المولي هو 8400 م^-1سم^-1. عرض كوفيت هو 1 سم. يجد مقياس الطيف الضوئي A = 0.70. ما هو تركيز العينة؟

لحل المشكلة ، استخدم قانون بير:

A = cbc

0.70 = (8400 م^-1سم^-1) (1 سم) (ج)

اقسم طرفي المعادلة على [(8400 M^-1 سم^-1) (1 سم)]

ج = 8.33 × 10^-5 مول / لتر

قانون بير مهم بشكل خاص في مجالات الكيمياء والفيزياء والأرصاد الجوية. يستخدم قانون بير في الكيمياء لقياس تركيز المحاليل الكيميائية ، وتحليل الأكسدة ، وقياس تدهور البوليمر. يصف القانون أيضًا توهين الإشعاع من خلال الغلاف الجوي للأرض. بينما يطبق القانون عادة على الضوء ، فإن القانون يساعد العلماء أيضًا على فهم التوهين الحزم الجسيمية ، مثل النيوترونات. في الفيزياء النظرية ، يعد قانون Beer-Lambert حلاً لمشغل Bhatnagar-Gross-Krook (BKG) ، والذي يستخدم في معادلة بولتزمان لديناميات الموائع الحسابية.

• البيرة ، أغسطس. "" Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten "(تحديد امتصاص الضوء الأحمر في السوائل الملونة)." Annalen der Physik und Chemie ، المجلد 86 ، 1852 ، ص. 78–88.
• Bouguer ، بيير. Essai d'optique sur la gradation de la lumière. كلود جومبرت ، 1729 ص. 16–22.
• إنجل ، ج. د. جي ، وس. ر. انحنى. التحليل الطيفي الكيميائي. برنتيس هول ، 1988.
• لامبرت ، ج. ح. Photometria sive de mensura et gradibus luminis، colorum et umbrae [Photometry، or، on the measure and تدرجات الضوء ، الألوان ، والظل]. أوغسبورغ ("أوغوستا فينديليكوروم"). Eberhardt Klett ، 1760.
• مايرهوفر ، توماس غونتر ، ويورن بوب. "قانون بير - لماذا يعتمد الامتصاص (تقريبًا) خطيًا على التركيز." كيميفيسيم ، المجلد 20 ، لا. 4 ديسمبر 2018. دوي:10.1002 / cphc.201801073