Odstępstwa od prawa Lamberta-Beera

Rate this post

Prawo Lamberta-Beera, znane również jako prawo absorpcji lub prawo Beer-Lamberta, opisuje zależność między absorbancją światła przechodzącego przez roztwór a stężeniem substancji rozpuszczonej w tym roztworze. Prawo to jest szeroko stosowane w spektrofotometrii, która jest techniką wykorzystującą pomiar absorbancji światła w celu określenia stężenia substancji chemicznej w roztworze.

Zgodnie z prawem Lamberta-Beera, absorbancja (A) jest proporcjonalna do stężenia (c) substancji rozpuszczonej oraz drogi światła (l) przechodzącej przez roztwór, zgodnie z równaniem:

A = εcl

gdzie: A – absorbancja ε – współczynnik absorpcji molowej substancji (ekstynkcja molowa) c – stężenie substancji (zwykle wyrażone w molach na litr lub w gramach na litr) l – droga światła przechodzącego przez roztwór (zwykle wyrażona w centymetrach)

Jednak w niektórych przypadkach, w szczególności gdy zachodzą pewne odstępstwa od założeń prawa Lamberta-Beera, może być konieczne uwzględnienie dodatkowych czynników lub zastosowanie korekcji.

Niektóre z odstępstw od prawa Lamberta-Beera to:

  1. Interakcje między cząsteczkami: Jeśli substancje rozpuszczone w roztworze oddziałują ze sobą, na przykład poprzez tworzenie kompleksów lub reakcje chemiczne, może to prowadzić do zmiany absorbancji w porównaniu z wartościami przewidywanymi przez prawo Lamberta-Beera.
  2. Polaryzacja światła: Prawo Lamberta-Beera zakłada, że światło jest niespolaryzowane. Jeśli jednak światło używane w pomiarze jest spolaryzowane, mogą wystąpić odstępstwa od przewidywań opartych na tym prawie.
  3. Zjawiska luminescencyjne: W przypadku substancji, które wykazują luminescencję, takie jak fluorescencja lub fosforescencja, może wystąpić emisja światła, co może prowadzić do odstępstw od prawa Lamberta-Beera.
  4. Wielokrotne rozproszenie światła: Jeśli w roztworze występują cząstki lub cząsteczki powodujące rozpraszanie światła, takie jak koloidy lub cząstki zawieszone, to wpływają one na przechodzenie światła przez roztwór i mogą powodować odstępstwa od przewidywań prawem Lamberta-Beera.

W przypadku wystąpienia tych odstępstw konieczne może być zastosowanie bardziej zaawansowanych metod analizy lub korekcji, takich jak kalibracja wielopunktowa, korzystanie z odpowiednich współczynników korekcyjnych lub zastosowanie zaawansowanych modeli matematycznych.

Gdy w roztworze znajduje się kilka składników o różnych stężeniach i różnych współczynnikach absorpcji, wówczas sumaryczna absorpcja równa się absorpcji poszczególnych składników:

A = A1 + A2 + A3

A = a1 c1 b + a2 c2 b + a3 c3 b

Odstępstwo od prawa Lamberta-Beera mogą być spowodowane zmianami chemicznymi roztworu zachodzącymi w miarę zmian stężenia, albo warunkami pomiaru wykonanego za pomocą nie dość precyzyjnego przyrządu.

Rys. Odchylenie od prawa Lamberta-Beera

Chemiczne odstępstwa wynikają z reakcji przebiegających w roztworze absorbującym.

W miarę wzrostu stężenia składnika oznaczonego zachodzą reakcje polimeryzacji lub kondensacji cząsteczek lub jonów absorbujących (zmienia się zatem stężenie składnika oznaczonego). W przypadku układów wieloskładnikowych zachodzą dodatkowe reakcje między poszczególnymi składnikami.

image_pdf

Teoria absorpcji atomowej

Rate this post

Absorpcjometria jest działaniem metod optycznych w których wykorzystuje się zjawisko selektywnej absorpcji promieniowania elektromagnetycznego przez badane substancje do jej wykrycia, identyfikacji i oznaczania. Pole elektromagnetyczne można scharakteryzować długością l, częstotliwością drgań n, prędkością rozchodzenia się c:

Długością fali elektromagnetycznej l nazywamy odległość między sąsiednimi punktami będącymi w tej samej fazie drgań. Prędkość rozchodzenia się fali zależy od gęstości ośrodka w którym one przebiegają.

Rys. 1. Zjawisko absorpcji w roztworze

I – natężenie promieniowania padającego na warstwę roztworu

Io – natężenie promieniowania przechodzącego przez warstwę roztworu

Ia – natężenie promieniowania zaabsorbowanego przez roztwór

Jeżeli równoległa wiązka promieni monochromatycznych
o natężeniu I, przechodzi przez substancję o grubości warstwy b, wówczas część tej wiązki ulegnie odbiciu od granicy faz – Iodb, część zostaje zaabsorbowana – Ia, a pozostała część przechodzi przez substancję Io

I = Iodb + Ia + Io

         lub

         Stosunek natężenia wiązki odbitej Iodb do natężenia wiązki promieni padających I określa wielkość odbicia. Ponieważ natężenie promieniowania odbitego jest stosunkowo niewielkie zwłaszcza w przypadku, kiedy pada ono prostopadle do powierzchni można je w dalszych rozważaniach pominąć. Stosunek Io / I, który określa, jaka część promieniowania padającego została przepuszczona przez substancję, nosi nazwę przepuszczalności lub transmisji T.

Ia zależy od liczby cząstek znajdujących się w ośrodku na drodze promieniowania oraz absorpcji kwantów przez te cząstki.

Jeżeli roztwór jest wieloskładnikowy, w którym tylko jeden składnik absorbuje zastosowane promieniowanie monochromatyczne, wówczas liczba cząstek absorbujących jest proporcjonalna do iloczynu grubości warstwy roztworu i jego stężenia c. Natężenie promieniowania przechodzącego przez warstwę roztworu o grubości b i stężenia c określona jest prawem Lamberta-Beera:


 lub

Po wyprowadzeniu logarytmów dziesiętnych i zmianie znaków, prawo to przyjmuje następującą postać:


 stąd

A – wartość absorpcji

a – współczynnik absorpcji

Rys. 2. Wykres zależności stężenia c od absorpcji A

image_pdf

Objawy niedoboru i nadmiaru miedzi w roślinach

Rate this post

Niedobór miedzi wywołuje typowe objawy chorobowe u szeregu roślin.

W początkowej fazie niedoboru miedzi u drzew owocowych jest niezwykle ciemna zieleń liści, wskazująca na duże stężenie azotu. Przy silnym niedoborze miedzi liście przybierają żółtozielone zabarwienie, z następnie przedwcześnie opadają. Często następuje również obumieranie całych gałązek. Poniżej nich mogą się rozwijać linne pączki, ale i te wkrótce giną. Jakość owoców pogarsza się. Brak miedzi występuje nie tylko u drzew owocowych ale i również w zbożach, a także u innych roślin uprawnych. W tym przypadku objawy chorobowe są bardzo charakterystyczne. Rośliny początkowo rosną normalnie, następnie, po 2-3 tygodniach wierzchołki liści więdną i zasychają, przybierając żółtawoszare zabarwienie. Objawy takie występują również i na młodych liściach, które zamierają nierozwinąwszy swych blaszek liściowych. Dolne liście pozostają zielone przez dłuższy czas. Z czasem pędy również wykazują objawy chorobowe. Przy ostrym niedoborze rośliny zbożowe słabo się kłoszą i nie dają plonu ziarna. U innych roślin rosnących w warunkach polowych stwierdzono takie występowanie objawów niedoboru Cu.

Niedobór miedzi w glebie nie tylko obniża plony roślin i ich wartość, ale jest też powodem występowania ciężkich schorzeń zwierząt gospodarskich żywionych paszą ubogą w miedź.

Objawów nadmiaru miedzi wśród roślin sadowniczych nie notowano, chociaż są przypadki zatrucia miedzią drzew cytrusowych czy innych roślin. Nadmiar Cu2+ prowadzi do utraty integralności błon, zmniejszenia ilości chlorofilu, zmiany spektrum absorpcji energii świetlnej, a w końcu do zahamowania fotosyntezy.

image_pdf