تتقدم العديد من التفاعلات الكيميائية في اتجاهين ، إلى الأمام والخلف. بمرور الوقت ، ستحدث التفاعلات الأمامية والعكسية بنفس المعدل ، ولن يتغير تركيز المواد المتفاعلة والنواتج. يعرف هذا باسم التوازن الكيميائي.
عند التوازن الكيميائي ، ترتبط تركيزات كل مكون ببعضها البعض بثابت التوازن ، K ، وهو نسبة تركيزات المنتج إلى تركيزات المادة المتفاعلة ، كل منها مرتفع إلى قوة معاملاتها المتكافئة.
ولكن كيف تحدد تركيزات التوازن؟ تقيس إحدى الطرق شدة الطول الموجي للضوء الذي يمتصه المنتج قبل وبعد مروره عبر العينة. يسمى فرق الشدة بالامتصاص ، وهو يتوافق مع كمية المركب الماص في العينة.
قد تتذكر أن الإلكترونات تشغل في الغالب الحالة الأرضية. عندما يمتصون كمية معينة من الطاقة ، يكونون متحمسين لمستوى طاقة أعلى. تتوافق هذه الطاقة مع طول موجي معين من الضوء. يمكنك العثور على هذا الطول الموجي وقياس الامتصاص باستخدام مقياس الطيف الضوئي ، الذي يوجه شعاعا من الضوء عبر العينة ويقيس التغير في الشدة عند طول موجي واحد أو أكثر.
الامتصاص يساوي السجل السالب لشدة الضوء المخفف على شدة الضوء الساقط. من خلال رسم قيم الامتصاص لمحاليل متعددة بتركيزات مختلفة من المنتجات المعروفة ، نلاحظ وجود علاقة خطية بين الامتصاص والتركيز. هذا مثال على قانون بير.
يتم التعبير عن قانون بير رياضيا بهذه المعادلة ، حيث A هو الامتصاص ، والإبسيلون هو معامل التوهين المولي ، وهو ثابت يختلف لكل مركب ، و l هو طول مسار الضوء عبر العينة ، و c هو تركيز المركب.
من خلال تحديد الدالة الخطية لمركب معين بطول موجي وطول مسار محددين ، يمكنك استخدام بيانات الامتصاص لمحلول عند التوازن لتحديد تركيز توازن المنتج. من هناك ، يمكنك حساب تركيزات الاتزان للمواد المتفاعلة وحل ثابت التوازن. في هذا المختبر ، ستقوم بإعداد محاليل من الحديد (III) isothiocyanate واستخدام مقياس الطيف الضوئي لتحديد امتصاصه بتركيزات مختلفة.