חוק הבירה

תגובות כימיות רבות מתקדמות בשני כיוונים, קדימה ואחורה. עם הזמן, התגובות קדימה ואחורה יתרחשו באותו קצב, והריכוז של המגיבים והמוצרים לא ישתנה עוד. זה ידוע בשם שיווי משקל כימי.

בשיווי משקל כימי, הריכוזים של כל רכיב קשורים זה לזה על ידי קבוע שיווי המשקל, K, שהוא היחס בין ריכוזי המכפלה לריכוזי המגיבים, שכל אחד מהם מועלה לחזקת המקדמים הסטויכיומטריים שלהם.

אבל איך קובעים ריכוזי שיווי משקל? שיטה אחת מודדת את עוצמת אורך הגל של האור שהמוצר בולע לפני ואחרי שהוא עובר דגימה. הפרש העוצמה נקרא ספיגה, והוא מתאים לכמות התרכובת הבולעת בדגימה.

אתם אולי זוכרים שאלקטרונים תופסים בעיקר את מצב הקרקע. כאשר הם סופגים כמות מסוימת של אנרגיה, הם נרגשים לרמת אנרגיה גבוהה יותר. אנרגיה זו מתאימה לאורך גל מסוים של אור. ניתן למצוא אורך גל זה ולמדוד בליעה באמצעות ספקטרופוטומטר, המכוון קרן אור דרך הדגימה ומודד את השינוי בעוצמתו באורכי גל אחד או יותר.

הבליעה שווה ללוג השלילי של עוצמת האור המוחלש על פני עוצמת אור האירוע. על ידי התוויית ערכי הספיגה של תמיסות מרובות עם ריכוזי מוצרים ידועים שונים, אנו רואים קשר ליניארי בין ספיגה לריכוז. זו דוגמה לחוק הבירה.

חוק באר מבוטא מתמטית על ידי משוואה זו, כאשר A הוא הבליעה, אפסילון הוא מקדם ההנחתה המולרי, קבוע המשתנה עבור כל תרכובת, l הוא אורך נתיב האור דרך הדגימה, ו- c הוא ריכוז התרכובת.

על ידי זיהוי הפונקציה הליניארית עבור תרכובת נתונה באורך גל מסוים ובאורך נתיב מסוים, ניתן להשתמש בנתוני הבליעה של תמיסה בשיווי משקל כדי לקבוע את ריכוז שיווי המשקל של המכפלה. משם, ניתן לחשב את ריכוזי שיווי המשקל של המגיבים ולפתור עבור קבוע שיווי המשקל. במעבדה זו, תוכלו להכין תמיסות של ברזל (III) isothiocyanate ולהשתמש ספקטרופוטומטר כדי לקבוע את ספיגתו בריכוזים שונים.