Prawo Beera-Lamberta: Obliczanie stężenia substancji absorbującej na podstawie absorbancji i współczynnika absorpcji

Dodano: 31.12.2023 17:18:56

Oznaczono spektrofotometrycznie żelazo (II) w postaci kompleksu z fenatroliną przy długości fali 508nm. Zawartość żelaza w badanej serii próbek mieści się w zakresie 0,1-0,2g , natomiast wartość absorbancji roztworu o stężeniu 0,2g/dm3 wynosi 0,795. Oblicz stężenie żelaza w [mol/dm3] w próbce badane, której wartość absorbancji wynosiła 0,65.

Rozwiązanie

Aby rozwiązać to zadanie, skorzystamy z prawa Beera-Lamberta, które mówi, że absorbancja (A) jest proporcjonalna do stężenia (c) substancji absorbującej światło o określonej długości fali. Wzór na prawo Beera-Lamberta wygląda następująco:

A=εlcA = \varepsilon \cdot l \cdot c

gdzie: - AA jest absorbancją, - ε\varepsilon jest współczynnikiem molowym absorpcyjności (jednostka: L/mol·cm), - ll jest długością drogi optycznej (w cm), - cc jest stężeniem molowym substancji (w mol/dm³).

Kroki rozwiązania zadania: 1. Obliczamy współczynnik ε\varepsilon korzystając z danych dla roztworu o stężeniu 0,2g/dm³ i absorbancji 0,795. 2. Korzystając z obliczonego współczynnika ε\varepsilon, wyznaczamy stężenie (c) żelaza w próbce o absorbancji 0,65.

Krok 1: Obliczenie współczynnika ε\varepsilon

Mamy dane: - A=0,795A = 0,795 dla c = 0,2g/dm³

Aby obliczyć ε\varepsilon, musimy przekształcić wzór Beera-Lamberta:

ε=Alc\varepsilon = \frac{A}{l \cdot c}

Długość drogi optycznej ll zazwyczaj jest stała i wynosi 1 cm w komórkach pomiarowych. Przekształcamy masę żelaza na stężenie molowe. Masa molowa żelaza (Fe) wynosi 55,85 g/mol. Przeliczamy 0,2g na mole:

c=0,2g55,85g/mol=0,00358mol/dm3c = \frac{0,2\text{g}}{55,85\text{g/mol}} = 0,00358\text{mol/dm}^3

Teraz możemy obliczyć ε\varepsilon:

ε=0,7951 cm0,00358mol/dm3=0,7950,00358222,07 L/mol\cdotpcm\varepsilon = \frac{0,795}{1\text{ cm} \cdot 0,00358\text{mol/dm}^3} = \frac{0,795}{0,00358} \approx 222,07\text{ L/mol·cm}

Krok 2: Obliczenie stężenia (c) żelaza w próbce

Teraz mamy wszystkie dane, by obliczyć stężenie żelaza w próbce o absorbancji 0,65. Korzystamy z przekształconego wzoru Beera-Lamberta:

c=Aεlc = \frac{A}{\varepsilon \cdot l}

Podstawiając wartości otrzymujemy:

c=0,65222,07 L/mol\cdotpcm1 cm0,00293 mol/dm3c = \frac{0,65}{222,07\text{ L/mol·cm} \cdot 1\text{ cm}} \approx 0,00293\text{ mol/dm}^3

Stężenie żelaza w badanej próbce wynosi około 0,00293 mol/dm³.

Pomagamy rozwiązywać zadania w 30 sekund

Zarejestruj się i zobacz jak to działa.

Zarejestruj się