Định luật Beer-Lambert là gì?
Định luật Beer-Lambert mô tả mối liên hệ giữa khả năng hấp thụ ánh sáng của một dung dịch với nồng độ của chất hấp thụ trong đó. Theo định luật này, độ hấp thụ (\(A\)) tỉ lệ thuận với hệ số hấp thụ mol (\(\varepsilon\)), nồng độ dung dịch (\(c\)) và chiều dài quang lộ mà ánh sáng đi qua mẫu (\(l\)). Công cụ này tính \(A\) từ ba thông số nói trên, đồng thời cho biết phần trăm độ truyền qua tương ứng.
Cách sử dụng công cụ
Bạn hãy nhập hệ số hấp thụ mol \(\varepsilon\) với đơn vị M⁻¹·cm⁻¹ (đây là đặc trưng của chất tại một bước sóng nhất định), nồng độ \(c\) tính bằng mol/L và chiều dài quang lộ \(l\) tính bằng cm (cuvette tiêu chuẩn dày 1 cm). Công cụ sẽ nhân ba giá trị này lại để cho ra độ hấp thụ không thứ nguyên, rồi đổi sang phần trăm độ truyền qua theo công thức $$\%T = 100 \times 10^{-A}.$$
Giải thích công thức
$$A = \varepsilon \cdot c \cdot l.$$ Độ hấp thụ là đại lượng không có đơn vị bởi các đơn vị của \(\varepsilon\) (L·mol⁻¹·cm⁻¹), \(c\) (mol·L⁻¹) và \(l\) (cm) triệt tiêu lẫn nhau. Nồng độ càng cao, quang lộ càng dài hoặc chất hấp thụ càng mạnh thì độ hấp thụ càng lớn. Độ hấp thụ và độ truyền qua liên hệ với nhau theo hàm logarit: $$A = -\log_{10}(T).$$
Ví dụ minh họa
Giả sử một chất có \(\varepsilon = 10.000\) M⁻¹·cm⁻¹, nồng độ 0,0001 mol/L, đo trong cuvette dày 1 cm. Khi đó $$A = 10.000 \times 0{,}0001 \times 1 = 1{,}0.$$ Phần trăm độ truyền qua là \(100 \times 10^{-1} = 10\%\), nghĩa là chỉ 10% lượng ánh sáng đi xuyên qua mẫu.
Câu hỏi thường gặp
Độ hấp thụ có luôn tỉ lệ tuyến tính với nồng độ không? Định luật chỉ đúng ở nồng độ thấp đến trung bình. Ở nồng độ cao sẽ xuất hiện sai lệch do tương tác giữa các phân tử chất tan và sự thay đổi chiết suất của dung dịch.
Chiều dài quang lộ thông thường là bao nhiêu? Hầu hết cuvette của máy quang phổ đều có quang lộ 1 cm, vì vậy thông số này thường được bỏ qua trong các phép tính nhanh.
Độ hấp thụ bằng 2 có nghĩa là gì? Độ hấp thụ bằng 2 nghĩa là chỉ còn 1% ánh sáng truyền qua (\(10^{-2} = 0{,}01\)), cho thấy mẫu hấp thụ rất mạnh hoặc có nồng độ rất đặc.
