Chemistry Labs
Đại học · 20 phút

Định luật Beer–Lambert: lập đường chuẩn UV-Vis

Đo độ hấp thụ của dung dịch KMnO₄ tăng tuyến tính theo nồng độ và chiều dày cuvet, rồi đọc nồng độ chưa biết trực tiếp từ đường chuẩn.

Mục tiêu

Phát biểu A = ε·l·c, giải thích vai trò từng thừa số, và dùng đường chuẩn để đổi độ hấp thụ đo được thành nồng độ.

Dụng cụ và hoá chất

Dung dịch gốc kali pemanganat, bình định mức để pha loãng, cuvet thạch anh/thuỷ tinh 1 cm (và 0,5 cm) cùng máy quang phổ UV-Vis đặt ở vùng 525 nm.

Cách làm

  1. Chọn điều kiện chuẩn (cuvet 1,0 cm, ε ≈ 2 250 L·mol⁻¹·cm⁻¹ ở 525 nm) và nhận xét đường chuẩn đi qua gốc toạ độ.
  2. Rê chuột lên đường thẳng: độ hấp thụ bằng hệ số góc nhân nồng độ, nên mỗi giá trị A đo được ứng với một c — đó là cách định lượng mẫu chưa biết.
  3. Chuyển sang cuvet 0,5 cm: hệ số góc giảm nửa vì A tỉ lệ với chiều dày — gấp đôi đường đi thì gấp đôi độ hấp thụ ở cùng c.
  4. Chuyển sang bước sóng có ε lớn hơn: hệ số hấp thụ mol lớn làm đường dốc hơn, tức nhạy hơn ở nồng độ thấp.

Điều cần quan sát

  • Mọi đường đều đi qua gốc toạ độ: ở c = 0 không có gì để hấp thụ, dù đổi cuvet hay bước sóng.
  • Đường càng dốc thì tích ε·l càng lớn: cùng một nồng độ cho tín hiệu mạnh hơn, trong giới hạn tuyến tính của detector.

Giải thích

Định luật Beer–Lambert A = ε·l·c tuyến tính vì mỗi phân tử hấp thụ loại bỏ cùng một tỉ lệ photon: độ hấp thụ có tính cộng theo cả độ dày lẫn nồng độ. Nó mất hiệu lực ở nồng độ cao (tương tác phân tử, tán xạ tia lạc, chùm đa sắc), nên đường chuẩn thực tế giữ A dưới khoảng 1–2.

Lịch sử và bối cảnh

Pierre Bouguer năm 1729 và Johann Heinrich Lambert năm 1760 đã nhận ra ánh sáng suy giảm theo cấp số nhân với độ dày đi qua; August Beer năm 1852 chứng minh nồng độ chất hấp thụ có vai trò tương tự. Hợp nhất thành định luật Beer–Lambert (hay Bouguer–Beer–Lambert), nó biến quang phổ học thành công cụ định lượng chủ lực của phòng phân tích.

Nhà hoá học liên quan

Chủ đề liên quan

Thí nghiệm ảo: một mô hình đơn giản hoá để xây dựng trực giác. Nó không thay thế thực hành thật và huấn luyện an toàn; không tự làm lại tại nhà khi không có người hướng dẫn.