Законы светопоглощения

Пьер Бугер – физик-оптик, мореход изучил поглощение света атмосферными и цветными стеклами. В 1729 г. он заметил, что если на тело направить световой поток I0, то вышедший поток света характеризуется интенсивностью It, меньшей, чем I0 ( закон ослабления света).

 

I0 > It

l I0 = In + It + Ir

 

In = I0 – It= f (C, природы вещества, l).

I0 – интенсивность падающего света;

In – интенсивность поглощенного света;

It – интенсивность прошедшего света;

Ir – интенсивность рассеянного света.

 

В 1760 г. Иоган Ламберт математически обосновал закон ослабления света и представил модель, подтвердив приоритет Бугера.

  = – k∙dx     В толщине поглощающей системы Ламберт предложил выделить малый участок dx. При прохождении через слой интенсивность I светового потока уменьшается на величину dI.     (–) – уменьшение светового потока; k – коэффициент светопоглощения;

 

Проинтегрируем по всей толщине l:

= – k

  It = I0·e – kl

ln = – kl или

Закон Бугера-Ламберта: Слои равной толщины при прочих равных условиях поглощают равную долю падающего монохроматического излучения.

 

В 1852 г. Альберт Бер проверил справедливость закона Бугера-Ламберта для растворов и установил, что коэффициент светопоглощения зависит от концентрации:

k = k'с

ln = – k'lс Объединенный закон Бугера-Ламберта-Бера: Количество электромагнитного излучения, поглощающееся раствором, пропорционально концентрации поглощающих частиц и толщине слоя.

 

Закон применим в логарифмической форме, от экспоненциальной легко перейти к логарифмической.

It = I0·ek'lС –экспоненциальная форма

It = I0·10 – k'lC lg = – k'lс lg = k'lс

lg принято называть абсорбцией или оптической плотностью (А).

А = lg А = k'lс – логарифмическая форма основного закона светопоглощения

 

Графическая интерпретация основного закона светопоглощения

 

Если в уравнении Бугера-Ламберта-Бера концентрация выражена в моль/дм 3, а толщина поглощающего слоя в см, то оно примет вид:

А = εCl,

где ε – молярный коэффициент светопоглощения; [ε] = .

Молярный коэффициент светопоглощения – это мера чувствительности фотометрических методов. Чем больше ε, тем выше чувствительность метода, тем меньшую концентрацию вещества можно определить.

Факторы, влияющие на ε:

1. Природа вещества

 

 

ε n–нитрофенола > ε n–нитроанилина

2. Природа растворителя.

Если к раствору n–нитрофенола добавить органический растворитель – окраска усилится.

3. Природа фотометрического реагента. Фотометрический реагент (ФМР) – это реактив, который при взаимодействии с определяемым веществом образует окрашенное соединение. Например, при определении Cu 2+ в растворе фотометрическим реагентом является аммиак:

Cu 2+ + 2NH4OH [Cu(NH3)2] 2+ + 2H2O

4. рН раствора. ε может уменьшаться или увеличиваться (Например: чай с лимоном – ε уменьшается).

5. Длина волны (λ). Кривая распределения Гаусса описывает зависимость ε от λ и называется спектром поглощения раствора.

 
 

 

 


6. Температура.

Молярный коэффициент светопоглощения не зависит от концентрации и толщины поглощающего слоя.

Физический смысл ε: если с = 1 моль/дм 3, а толщина слоя l = 1 см, то ε = А.

  Графический смысл ε состоит в том, что ε = tg α (α – угол наклона градуировочного графика). Чем α больше, тем более чувствителен метод.







Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 3101;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.