Калькулятор закона Бера — Ламберта

Рассчитайте оптическую плотность, концентрацию, длину оптического пути или молярный коэффициент поглощения для спектрофотометрического измерения.

Расчет оптической плотности по Беру — Ламберту
Выберите неизвестный параметр и введите три остальных положительных значения в согласованных единицах.

О законе Бера — Ламберта

Закон Бера — Ламберта описывает ослабление светового пучка при прохождении через поглощающий раствор. В обычной спектрофотометрической форме оптическая плотность A равна произведению молярного коэффициента поглощения ε, длины оптического пути l и концентрации c. Эта простая связь позволяет определять неизвестную концентрацию по измеренной оптической плотности, если известны коэффициент поглощения вещества и длина пути в кювете. Оптическая плотность безразмерна и определяется как десятичный логарифм отношения интенсивности падающего света к интенсивности прошедшего. В идеальной модели образец с нулевой оптической плотностью пропускает весь измеряемый свет, а при плотности, равной единице, — десять процентов. Молярный коэффициент поглощения зависит от химической частицы, растворителя, длины волны, температуры, а иногда и химического окружения. Его обычно выражают в литрах на моль на сантиметр, если концентрация дана в молях на литр, а длина пути — в сантиметрах. Уравнение можно преобразовать для любой переменной. Концентрация равна оптической плотности, деленной на произведение молярного коэффициента поглощения и длины пути. Длина пути равна оптической плотности, деленной на произведение коэффициента и концентрации. Молярный коэффициент поглощения равен оптической плотности, деленной на произведение длины пути и концентрации. Единицы должны быть согласованы: если коэффициент использует сантиметры, длина пути также должна быть в сантиметрах. Замена одной единицы без пересчета соответствующего коэффициента дает численно неверный ответ. Реальные приборы и образцы могут отклоняться от идеальной линейности. При высокой концентрации межмолекулярные взаимодействия и изменение показателя преломления способны менять коэффициент поглощения. На показания также влияют паразитный свет, ограничения детектора, полихроматическое излучение, рассеивающие частицы, отпечатки пальцев на кювете и неверный холостой образец. Многие лаборатории строят градуировочную кривую по стандартам, а не полагаются только на литературный коэффициент. Измерения часто наиболее надежны в умеренном диапазоне оптической плотности, предусмотренном характеристиками прибора. Используйте калькулятор для подготовки стандартов, проверки ручных расчетов, интерпретации УФ-видимых измерений и изучения влияния длины пути и концентрации на оптическую плотность. Он применяет идеальное уравнение для одной химической частицы, не оценивает неопределенность, не корректирует базовую линию и не разделяет перекрывающиеся спектры. Записывайте длину волны и условия эксперимента, используйте подходящий холостой образец и указывайте значащие цифры в соответствии с наименее точным измеренным входным значением.

Примеры закона Бера — Ламберта

Известные значенияРасчетное значениеИнтерпретация
ε = 15000 L mol⁻¹ cm⁻¹; l = 1 cm; c = 0.00002 mol/LA = 0.3Перемножьте три известных множителя, чтобы получить оптическую плотность.
A = 0.6; ε = 12000 L mol⁻¹ cm⁻¹; l = 1 cmc = 0.00005 mol/LРазделите оптическую плотность на коэффициент поглощения и длину пути.
A = 0.8; ε = 20000 L mol⁻¹ cm⁻¹; c = 0.00002 mol/Ll = 2 cmУвеличение длины оптического пути пропорционально повышает оптическую плотность.

Как пользоваться калькулятором Бера — Ламберта

  1. Выберите неизвестную: оптическую плотность, концентрацию, длину пути или молярный коэффициент поглощения.
  2. Введите положительные значения трех показанных известных параметров.
  3. Убедитесь, что единицы концентрации, длины и коэффициента поглощения согласованы.
  4. Нажмите «Рассчитать» и оцените, подходит ли идеальная линейная модель для эксперимента.

Вопросы о законе Бера — Ламберта

Есть ли у оптической плотности единица измерения?

Нет. Она безразмерна, поскольку основана на отношении интенсивностей света. Часто неформально используют обозначение AU, но это не физическая единица.

Какую длину волны использовать?

Для большей чувствительности часто измеряют вблизи максимума поглощения определяемого вещества. Молярный коэффициент поглощения должен соответствовать той же длине волны и условиям эксперимента.

Почему градуировочная кривая нелинейна?

Отклонения могут вызывать высокая концентрация, паразитный свет, химические равновесия, рассеяние или ограничения прибора. Подготовьте надежные стандарты и проверьте валидированный линейный диапазон метода.

Можно ли указывать длину пути в миллиметрах?

Да, но молярный коэффициент поглощения должен использовать соответствующую обратную единицу длины, либо длину нужно перевести в сантиметры. Согласованность единиц необходима для их правильного сокращения.

Совпадают ли оптическая плотность и абсорбанс?

В повседневной лабораторной работе эти термины часто взаимозаменяемы. Строгое употребление может различаться по областям, особенно когда в ослабление света вносит вклад рассеяние.