Бугер-Ламберт-Бер заңы

Beer’s Law Lab by PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, licensed under CC-BY-4.0 (https://phet.colorado.edu)

Жобаның атауы: Бугер-Ламберт-Бер заңы

Мақсаттар:

  • Сіңірілген жарық пен түрлі-түсті ерітіндінің концентрациясы арасындағы байланысты орнату үшін Бугер-Ламберт-Бер заңының тұжырымдамасын қолдану.
  • Симуляцияны пайдалана отырып, спектрофотометрдің жарықтың түрлі-түсті ерітінділермен жұтылуын өлшеудегі жұмысын көрсету.

Теориялық бөлім

 Бугер-Ламберт-Бер Заңы жарықтың ерітінділермен өзара әрекеттесуін түсінудің негізі болып табылады. Ол мынаны тұжырымдайды:

  • Ерітіндінің жарықты сіңіруі оның концентрациясына тура пропорционал.
  • Ерітіндінің жарықты сіңіруі ерітіндідегі жарық өтетін жолдың ұзындығына тура пропорционал.

Ерітінділер түрлі-түсті болып көрінеді, өйткені олар белгілі бір толқын ұзындығының жарығын сіңіріп, басқаларын өткізеді.

Мысалы:

  • Мыс сульфатының ерітінділері көк болып көрінеді, өйткені олар қызыл және сары толқын ұзындығын сіңіреді, бірақ көк түстерді өткізеді.
  • Калий перманганатының ерітінділері күлгін болып көрінеді, өйткені олар жасыл және қызғылт сары толқын ұзындығын сіңіреді, бірақ күлгінді өткізеді.

Спектрофотометр-ерітінділермен жарықтың сіңуін өлшеу үшін қолданылатын құрал. Бұл ерітіндінің концентрациясын анықтауға, сондай-ақ оның компоненттерін анықтауға мүмкіндік береді.

Тәжірибелік бөлім

play-rounded-fill
02:31

Бер заңы

Бұл виртуалды зертхана көмегімен сіз түрлі-түсті ерітінділердің ғылыми негіздері туралы біле аласыз.

  1. Симуляцияны іске қосыңыз. Екі режимнің бірін таңдаңыз: “Concentration” және “Beer’s Law”. Екінші режимді қарастырайық.

«Beer’s Law”  режимі

Бұл режимде сіз түрлі-түсті ерітіндінің концентрациясын тәжірибе жүзінде қалай анықтауға болатындығын біле аласыз.

2.Ерітіндіні таңдау үшін ашылмалы мәзірді пайдаланыңыз. Концентрация сырғытпасын жылжытып, ерітіндінің түсінің қалай өзгеретінін бақылаңыз.

3.Жарық көзін қосыңыз. Ерітіндінің жарық өткізгіштігін анықтау үшін өткізу(transmittance) немесе жұтылу (absorbance) өлшеуіштерін пайдаланыңыз.

4.Контейнердің сыйымдылығын өзгертіңіз және сызғыштың көмегімен ұзындығын (жарық өтетін қашықтықты) өлшеңіз. Бұл жарықты сіңіруге қалай әсер етеді?

5.“Wavelength” бөліміндегі «preset» мәнін «variable» мәніне өзгертіңіз. Жарықтың әртүрлі түстерін түсіріп көріңіз. Жарықтың түсі ерітіндінің сіңіру немесе өткізу қабілетіне қалай әсер етеді?

6.Берілген ерітінді жарықтың қай түсін көбірек сіңіретінін болжаңыз (әдетте ерітіндінің түсіне қарама-қарсы түс). Өз болжамыңызды preset мәнімен салыстырыңыз.

7.Ерітінді сіңірген және өткізген жарық толқыны ұзындығын талдаңыз.

8.Ерітінділер түрлі-түсті болып көрінеді, өйткені олар жарықтың белгілі бір толқын ұзындығын сіңіреді, ал басқаларын өткізеді. Мысалы, мыс сульфаты ерітіндісінің түсі көк, себебі ол ҚЫЗЫЛ және САРЫ толқын ұзындығын сіңіреді, бірақ КӨК түстерді өткізеді.

9.Егер  «жұтылу» (transmittance) және «өткізу«(absorbance) терминдерін түсіну қиындық тудырса, өлшеуіш көмегімен ерітіндіге түскенге дейінгі жарықтың қарқындылығын ерітіндіден өткен жарықпен салыстырып көріңіз.

10.Өткізгіштік(transmittance) — бұл өтетін жарықтың пайызы, ал жұтылу коэффициенті(absorbance) — жұтылған жарық мөлшері.

Нақты зертханалық зерттеу әдістерімен байланыс:

Бұл симуляция ерітінділер арқылы жарықты өткізетін және олар арқылы өтетін жарық мөлшерін өлшейтін виртуалды спектрофотометрдің жұмысын модельдейді. Бұл сізге нақты зертханалық жабдықтың қалай жұмыс істейтінін түсінуге көмектеседі!

Есіңізде болсын: Симуляциямен белсенді түрде тәжірибе жасаңыз! Бұл ерітінділер, жарық және түс арасындағы байланысты зерттеуге мүмкіндік береді.

Қорытынды

PhET «Beer’s Law» виртуалды зертханасының көмегімен жүргізілген бұл зерттеу ерітінділермен және жарықпен виртуалды тәжірибе жүргізуге мүмкіндік береді. Сіз жарықтың концентрациясы, толқын ұзындығы және түсі боялған ерітіндінің жарықты сіңіруіне қалай әсер ететінін зерттедіңіз. Бұл білім ерітінділердің неліктен белгілі бір түске ие екенін және ғалымдар оларды талдау үшін спектрофотометрлер сияқты құралдарды қалай қолданатынын түсінуге көмектеседі.

Терминдер сөздігі

  • transmittance- өткізгіштік коэффициенті
  • absorbance — жұтылу қабілеті
  • wavelength — толқын ұзындығы
  • concentration — концентрация
  • solution — ерітінді
  • drink mix — сусын қоспасы
  • кобальт (II) нитраты — кобальт нитраты
  • кобальт (II) хлориді — кобальт хлориді
  • калий дихроматы — калий бихроматы
  • калий хроматы — калий хроматы
  • никель (II) хлориді — никель хлориді
  • copper (II) sulfate — мыс сульфаты
  • калий перманганаты — калий перманганаты
  • preset — алдын ала орнатылған параметр
  • variable — айнымалы параметр