科学実験を行う場合、含まれるさまざまな化学物質の濃度が正しいことを知る必要があります。また、反応でどれだけの反応物が消費されたか、またはどれだけの生成物が生成されたかを判断するために、濃度を計算できることも重要です。
この目的のために、科学者はBeer-Lambert Lawを使用します 吸光度から濃度を算出するための「ベールの法則」とも呼ばれます。次のセクションでは、ベールの法則を実際に使用するためのいくつかの重要な要素を定義します。
Beer-Lambert Law とは
この法則は、光が物質を通過するときの減衰を、その物質の物理的特性に関連付けます。この法則の最も一般的な用途の 1 つは、UV-Vis 吸収分光法を利用します。
マテリアルに可視光を当てるとします。その光の一部は素材の反対側を通過しますが、最初に通過した光のすべてではない可能性があります。反対側に通過しない光は吸収されます .
吸収される光の量は、光路の長さ (l) に比例します。実際には、これは問題の材料が保持されている容器 (通常はキュベット) です。
吸光度と濃度の関係 (c) は比例です .通常、物質が濃縮されているほど、より多くの光が吸収されます。 (この量を覚えておいてください。実際に言えば、それはあなたが最も興味を持っていることです!)
したがって、材料の吸光度 (A) は、光の初期強度 I0 に関連しています。 、および光の透過強度 (反対側で透過したもの) I. これらの量は、次の式で関連付けることができます。
吸収は濃度 (c) と光路長 (l) の両方に比例することがわかっているので、それを次の式の量に関連付けることができます。
この式で、ϵ はモル吸光率です。 またはモル吸光係数。この値は係数であり、特定の光の波長における問題の物質または材料の吸収に固有のものです。
単位とベールの法則
方程式を実際に適用するには常に必要なので、単位を知っておく必要があります。 関連する各コンポーネントの。
濃度（ｃ）は、Ｍまたはモル／リットル（ｍｏｌ・Ｌ）の濃度を有する。光路 (l) は通常、センチメートル (cm) で報告されます。モル吸光率は、通常、モルセンチメートルあたりのリットル (L mol cm) で報告されます。 c、l、ϵ を掛けると、すべての単位が相殺されます。したがって、吸光度には単位がありません。
濃度の計算にベールの法則を使用
溶液中に赤い染料があるとします。溶液中の染料の濃度はどのように計算しますか?
食用色素レッド #40 のモル吸光係数は、波長 501 nm で 25,900 L molcm です。幅 1 cm のキュベットに 1 mL の溶液を入れます。測定された吸光度は 0.17 です。濃度は?
既知の値 (A、ϵ、l) を Beer の法則に代入し、濃度を解きます:
そう:
濃度を求める:
このような小さなモル濃度について話すのは少し面倒です。科学者はしばしばこれをマイクロモルに変換して、話しやすくします.これを行うには、数値に 10 を掛けます。したがって、その溶液中のレッド #40 の濃度は 6.56 µM です。
