Tabela 1. Zależność barwy roztworu od promieniowania absorbowanego
Przybliżony zakres długości promieniowania* absorbowanego w nm |
Barwa promieniowania absorbowanego (kolor filtru) |
Zabarwienie obserwowane |
400-450 |
fioletowa |
żółto-zielone |
450-480 |
niebieska |
żółte |
480-490 |
zielono-niebieska |
pomarańczowe |
490-500 |
niebiesko-zielona |
czerwone |
500-560 |
zielona |
purpurowe |
560-575 |
żółto-zielona |
fioletowe |
575-590 |
żółta |
niebieskie |
590-625 |
pomarańczowa |
zielono-niebieskie |
625-750 |
czerwona |
niebiesko-zielona |
Natężenie światła zaabsorbowanego 1^ zależy od liczby cząstek znajdujących się na drodze promieni świetlnych oraz od absorpcji fotonów przez te cząstki.
W celu obliczenia natężenia światła I przechodzącego przez ośrodek optycznie jednorodny o grubości 1 należy założyć, że składa się on z warstewek o nieskończenie małej grubości dx.
Natężenie wiązki światła przechodzącego przez kolejne warstewki ośrodka ulega zmniejszeniu. Nieskończenie mała zmiana natężenia światła dlx spowodowana przejściem przez warstewkę o grubości dx jest proporcjonalna do tej grubości i do natężenia Ix światła padającego na warstewkę dx
dlx = —klxdx (8.1)
Rys. 1. Schemat przechodzenia światła przez ośrodek optycznie jednorod
gdzie k jest współczynnikiem proporcjonalności. Znak minus w tym równaniu wskazuje, że natężenie światła maleje, gdy grubość warstwy ośrodka wzrasta.
Rozdzielając zmienne w równaniu (8.1) i całkując jego lewą stronę w granicach od Ix = I0 do Ix = I, prawą natomiast odpowiednio w granicach od x = 0 do x = 1 otrzymujemy:
Ix=I x=l / ir=-k/dx Ix=Io X—0 | |
stąd: lnl - lnl0 = |
-k(l - 0) |
czyli: ln = -kl JLn | |
lub |
Przechodząc z logarytmów naturalnych na dziesiętne z wzoru 8.2 otrzymujemy:
skąd:
log y = k/2,303-1 = a-l
Wyrażenie log y nazywamy ab s or b an c j ą lub wartością absorpcji (dawniej ekstynkcją) i oznaczamy symbolem A. Zatem:
A = a • 1 (8.3)
Chemia fizyczna
gdzie a = k/2,303 jest współczynnikiem absorbancji ośrodka jednorodnego.
Równanie 8.3 jest matematycznym ujęciem prawa Lamberta, które można sformułować następująco: jeżeli ośrodek absorbujący jest całkowicie optycznie jednorodny, a wiązka promieniowania monochromatyczna, to a = const. i absorbancja jest proporcjonalna do grubości warstwy absorbującej.
217