Definición y Ecuación de la Ley de Beer

La ley de Beer es una ecuación que relaciona la atenuación de la luz con las propiedades de un material. La ley establece que la concentración de un producto químico es directamente proporcional a la absorbancia de una solución. La relación puede usarse para determinar la concentración de una especie química en una solución usando un colorímetro o espectrofotómetro. La relación se usa con mayor frecuencia en espectroscopía de absorción UV-visible. Obsérvese que la ley de Beer no es válida a altas concentraciones de solución.

Conclusiones clave: La Ley de la Cerveza

  • La Ley de Beer establece que la concentración de una solución química es directamente proporcional a su absorción de luz.
  • La premisa es que un haz de luz se vuelve más débil a medida que pasa a través de una solución química. La atenuación de la luz se produce como resultado de la distancia a través de la solución o del aumento de la concentración.
  • La Ley de la Cerveza tiene muchos nombres, incluida la Ley Beer-Lambert, la Ley Lambert-Beer y la Ley Beer-Lambert-Bouguer.

Índice temático
  1. Conclusiones clave: La Ley de la Cerveza
  • Otros nombres para Ley de la Cerveza
  • Ecuación para la Ley de Beer
  • Cómo Usar la Ley de la Cerveza
  • Ejemplo de Cálculo de la Ley de Beer
  • Importancia de la Ley de Beer
  • Fuentes

    • Otros nombres para Ley de la Cerveza

    La Ley de Beer también se conoce como Cerveza-Ley Lambert, el Lambert-Ley de la Cerveza, y el Cerveza-Ley Lambert-Bouguer. La razón por la que hay tantos nombres es porque hay más de una ley involucrada. Básicamente, Pierre Bouger descubrió la ley en 1729 y la publicó en Essai D'Optique Sur La Gradación De La Luz. Johann Lambert citó el descubrimiento de Bouger en su Fotometria en 1760, diciendo que la absorbancia de una muestra es directamente proporcional a la longitud de la trayectoria de la luz.

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    A pesar de que Lambert no reclamó el descubrimiento, a menudo se le atribuyó. August Beer descubrió una ley relacionada en 1852. La ley de Beer establece que la absorbancia es proporcional a la concentración de la muestra. Técnicamente, la Ley de Beer se relaciona solo con la concentración, mientras que la Ley de Beer-Lambert relaciona la absorbancia tanto con la concentración como con el grosor de la muestra.

    Ecuación para la Ley de Beer

    La ley de Beer puede escribirse simplemente como:

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    A = ebc

    donde A es absorbancia (sin unidades)
    ε es la absortividad molar con unidades de L mol-1 cm-1 (anteriormente llamado coeficiente de extinción)
    b es la longitud de la trayectoria de la muestra, generalmente expresada en cm
    c es la concentración del compuesto en solución, expresada en mol L-1

    Calcular la absorbancia de una muestra usando la ecuación depende de dos suposiciones:

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    1. La absorbancia es directamente proporcional a la longitud de la trayectoria de la muestra (la anchura de la cubeta).
    2. La absorbancia es directamente proporcional a la concentración de la muestra.

    En este ejemplo de la ley de Beer-Lambert, un láser verde se atenúa a medida que pasa a través de una solución de rodamina 6G.
    Amirber

    Cómo Usar la Ley de la Cerveza

    Si bien muchos instrumentos modernos realizan cálculos de la Ley de Beer simplemente comparando una cubeta en blanco con una muestra, es fácil preparar un gráfico utilizando soluciones estándar para determinar la concentración de una muestra. El método de representación gráfica supone una relación lineal entre la absorbancia y la concentración, que es válida para soluciones diluidas.

    Ejemplo de Cálculo de la Ley de Beer

    Se sabe que una muestra tiene un valor de absorbancia máximo de 275 nm. Su capacidad de absorción molar es de 8400 M-1cm-1. El ancho de la cubeta es de 1 cm. Un espectrofotómetro encuentra A = 0,70. ¿Cuál es la concentración de la muestra?

    Para resolver el problema, use la Ley de Beer:

    A = ebc

    0,70 = (8400 M-1cm-1) (1 cm) (c)

    Divide ambos lados de la ecuación por [(8400 M-1 cm-1)(1 cm)]

    c = 8,33 x 10-5 mol / L

    Importancia de la Ley de Beer

    La ley de Beer es especialmente importante en los campos de la química, la física y la meteorología. La ley de Beer se usa en química para medir la concentración de soluciones químicas, analizar la oxidación y medir la degradación de polímeros. La ley también describe la atenuación de la radiación a través de la atmósfera de la Tierra. Aunque normalmente se aplica a la luz, la ley también ayuda a los científicos a comprender la atenuación de los haces de partículas, como los neutrones. En física teórica, la Ley de Beer-Lambert es una solución al operador Bhatnagar-Gross-Krook (BKG), que se utiliza en la ecuación de Boltzmann para la dinámica de fluidos computacional.

    Fuentes

    • Cerveza, agosto. "Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten" (Determinación de la absorción de luz roja en líquidos coloreados)." Annalen der Physik und Chemie (edición española), vol. 86, 1852, pp. 78-88.
    • Bouguer, Pierre. Essai d'optique sur la gradación de la lumière. Claude Jombert, 1729 pp. 16-22.
    • Ingle, J. D. J. y S. R. Crouch. Análisis Espectroquímico. Prentice Hall, 1988.
    • Lambert, J. H. Fotometría sive de mensura et gradibus luminis, colorum et umbrae [Photometry, or, On the measure and gradations of light, colors, and shade]. Augsburgo ("Augusta Vindelicorum"). Eberhardt Klett, 1760.
    • Mayerhöfer, Thomas Günter y Jürgen Popp. "Ley de Beer: por qué la absorbancia depende (casi) linealmente de la concentración." Chemphischem, vol. 20, no. 4, diciembre de 2018. doi:10.1002/cphc.201801073

    Analista de Laboratorio

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