A Lei de Beer é uma equação que relaciona a atenuação da luz com as propriedades de um material. A lei estabelece que a concentração de um produto químico é diretamente proporcional à absorvância de um solução. A relação pode ser usada para determinar a concentração de uma espécie química em uma solução usando um colorímetro ou espectrofotômetro. A relação é mais frequentemente usada na espectroscopia de absorção visível no UV. Observe que a Lei da Cerveja não é válida em altas concentrações de solução.
Principais tópicos: Lei da Cerveja
- A Lei de Cerveja afirma que a concentração de uma solução química é diretamente proporcional à absorção de luz.
- A premissa é que um feixe de luz se torna mais fraco à medida que passa por uma solução química. A atenuação da luz ocorre como resultado da distância através da solução ou do aumento da concentração.
- A Lei da Cerveja tem muitos nomes, incluindo a Lei da Cerveja-Lambert, Lei da Lambert-Cerveja e Lei da Cerveja-Lambert-Bouguer.
Outros nomes da lei da cerveja
A Lei de Beer também é conhecida como Lei Beer-Lambert, a Lei Lambert-Beer, e as Lei da cerveja – Lambert – Bouguer. A razão pela qual existem tantos nomes é porque mais de uma lei está envolvida. Basicamente, Pierre Bouger descobriu a lei em 1729 e a publicou em Essai D'Optique Sur La Gradation De La Lumière. Johann Lambert citou a descoberta de Bouger em seu Photometria em 1760, dizendo que a absorvância de uma amostra é diretamente proporcional ao comprimento do caminho da luz.
Embora Lambert não tenha reivindicado a descoberta, ele foi frequentemente creditado com ela. August Beer descobriu uma lei relacionada em 1852. A lei de Beer afirmou que a absorvância é proporcional à concentração da amostra. Tecnicamente, a Lei de Beer refere-se apenas à concentração, enquanto a Lei Beer-Lambert relaciona a absorbância à concentração e à espessura da amostra.
Equação para a Lei da Cerveja
A Lei de Cerveja pode ser escrita simplesmente como:
A = εbc
onde A é absorvância (sem unidades)
ε é a absorção molar com unidades de L mol-1 cm-1 (anteriormente chamado de coeficiente de extinção)
b é o comprimento do caminho da amostra, geralmente expresso em cm
c é a concentração do composto em solução, expressa em mol L-1
O cálculo da absorbância de uma amostra usando a equação depende de duas suposições:
- A absorvância é diretamente proporcional ao comprimento do caminho da amostra (a largura da cubeta).
- A absorvância é diretamente proporcional à concentração da amostra.
Como usar a lei da cerveja
Enquanto muitos instrumentos modernos realizam cálculos da Lei de Cerveja simplesmente comparando uma cubeta em branco com uma amostra, é fácil preparar um gráfico usando soluções padrão para determinar a concentração de uma amostra. O método gráfico assume uma relação linear entre absorvância e concentração, que é válida para soluções diluídas.
Exemplo de cálculo da lei de cerveja
Sabe-se que uma amostra possui um valor máximo de absorbância de 275 nm. A sua absorção molar é de 8400 M-1cm-1. A largura da cubeta é de 1 cm. Um espectrofotômetro encontra A = 0,70. Qual é a concentração da amostra?
Para resolver o problema, use a Lei da Cerveja:
A = εbc
0,70 = (8400 M-1cm-1) (1 cm) (c)
Divida os dois lados da equação por [(8400 M-1 cm-1) (1 cm)]
c = 8,33 x 10-5 mol / L
Importância da Lei da Cerveja
A Lei da Cerveja é especialmente importante nos campos da química, física e meteorologia. A Lei de Beer é usada na química para medir a concentração de soluções químicas, analisar a oxidação e medir a degradação do polímero. A lei também descreve a atenuação da radiação através da atmosfera da Terra. Embora normalmente aplicada à luz, a lei também ajuda os cientistas a entender a atenuação dos feixes de partículas, como nêutrons. Na física teórica, a Lei de Beer-Lambert é uma solução para o operador Bhatnagar-Gross-Krook (BKG), usado na equação de Boltzmann para a dinâmica de fluidos computacional.
Fontes
- Cerveja, agosto. "" Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten "(Determinação da absorção da luz vermelha em líquidos coloridos)." Annalen der Physik und Chemie, vol. 86, 1852, pp. 78–88.
- Bouguer, Pierre. Teste de ótica na gradação da luz. Claude Jombert, 1729 pp. 16–22.
- Ingle, J. D. J. e S. R. Agachar-se. Análise espectroquímica. Prentice Hall, 1988.
- Lambert, J. H. Fotometria sativa de mensura e gradibus luminis, colorum et umbrae [Fotometria, ou, Sobre a medida e gradações de luz, cores e sombra]. Augsburgo ("Augusta Vindelicorum"). Eberhardt Klett, 1760.
- Mayerhöfer, Thomas Günter e Jürgen Popp. "Lei de Beer - por que a absorvância depende (quase) linearmente da concentração." Chemphyschem, vol. 20, n. 4 de dezembro de 2018. doi:10.1002 / cphc.201801073