ما هو قانون بير-لامبرت؟
يربط قانون بير-لامبرت بين امتصاص المحلول للضوء وتركيز المادة الماصّة فيه. وينصّ على أن الامتصاصية (\(A\)) تتناسب طرديًّا مع الامتصاصية المولية (\(\varepsilon\)) وتركيز المحلول (\(c\)) وطول مسار الضوء عبر العينة (\(l\)). تحسب هذه الأداة قيمة \(A\) انطلاقًا من هذه المدخلات الثلاثة، كما تعرض نسبة النفاذية المئوية المقابلة لها.
كيفية استخدام الحاسبة
أدخِل الامتصاصية المولية \(\varepsilon\) بوحدة \(\text{M}^{-1}\cdot\text{cm}^{-1}\) (وهي خاصية للمادة عند طول موجي معيّن)، والتركيز \(c\) بوحدة \(\text{mol/L}\)، وطول المسار \(l\) بوحدة \(\text{cm}\) (الخلية القياسية بطول 1 سم). تضرب الحاسبة القيم الثلاث لتعطيك الامتصاصية عديمة الوحدة، ثم تحوّلها إلى نسبة نفاذية مئوية وفق العلاقة \(\%T = 100 \times 10^{-A}\).
شرح المعادلة
$$A = \varepsilon \cdot c \cdot l$$ الامتصاصية كمية عديمة الوحدة لأن وحدات \(\varepsilon\) (\(\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{cm}^{-1}\)) و\(c\) (\(\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\)) و\(l\) (\(\text{cm}\)) تتلاشى عند ضربها معًا. فكلما زاد التركيز أو طال مسار الضوء أو اشتدّت قدرة المركّب على الامتصاص، ارتفعت الامتصاصية. وترتبط الامتصاصية بالنفاذية ارتباطًا لوغاريتميًّا: $$A = -\log_{10}(T)$$
مثال تطبيقي
لنفترض أن لمركّبٍ ما امتصاصية مولية \(\varepsilon = 10{,}000\ \text{M}^{-1}\cdot\text{cm}^{-1}\)، وتركيزًا قدره \(0.0001\ \text{mol/L}\)، داخل خلية بطول 1 سم. عندئذٍ تكون $$A = 10{,}000 \times 0.0001 \times 1 = 1.0$$ أمّا نسبة النفاذية المئوية فهي \(100 \times 10^{-1} = 10\%\)، أي أن 10% فقط من الضوء يعبر العينة.
الأسئلة الشائعة
هل تكون الامتصاصية خطية دائمًا مع التركيز؟ يصحّ القانون عند التراكيز المنخفضة إلى المتوسطة. أما عند التراكيز العالية فتظهر انحرافات بسبب تفاعلات المذاب وتغيّر معامل الانكسار.
ما طول المسار النموذجي؟ تبلغ معظم خلايا أجهزة المطياف الضوئي طول مسار قدره 1 سم، ولهذا كثيرًا ما يُهمَل في الحسابات السريعة.
ماذا تعني امتصاصية قيمتها 2؟ الامتصاصية المساوية لـ 2 تعني أن 1% فقط من الضوء يَنفُذ (\(10^{-2} = 0.01\))، وهو ما يدلّ على عينة شديدة الامتصاص أو عالية التركيز جدًّا.
