Закон светопоглощения Бугера – Ламберта – Бера

Количественный анализ в спектрофотометрической практике основан на использовании закон Бугера-Ламберта-Бера:

здесь – интенсивность падающего света (квант с^-1); – интенсивность света, прошедшего через раствор или пленку образца; – поглощение раствора (оптическая плотность или экстинкция), являющаяся безразмерной величина;

- коэффициент молярной экстинкции, отнесенной к единице толщины поглощающего слоя (1 см) и единице концентрации исследуемого раствора ; - толщина поглощающего слоя. Коэффициент экстинкции является постоянной величиной для данного соединения при данной длине волны .

При больших значениях удобно пользоваться его логарифмом . Современные двухлучевые спектрометры позволяют непосредственно записывать поглощение или пропускание. Спектры поглощения строятся так, что на ординате откладывается поглощение () (или ) или пропускание (), а на оси абсцисс – длина волны .

В спектрофотометрии также используются такие показатели, как процентное пропускание:

а также соответственно процентное:

и дробное поглощение:

Если известны коэффициенты молярной экстинкции , толщина кюветы и поглощение , то концентрацию хромофорного вещества можно найти количественно, используя закон Бугера – Ламберта – Бера. В некоторых случаях, если концентрация велика, становится функцией и тогда можно сказать, что данный закон будет нарушаться. Это в свою очередь может быть результатом либо рассеяния света, либо структурных изменений (например, димеризации, агрегации или химических изменений) при высоких концентрациях. Измерение поглощения осуществляют с помощью спектрофото­метра. Несмотря на различия в конструкции, все спектрофотометры состоят из источника света, монохроматора (для выделения определенной длины волны), прозрачной кюветы, куда помещается образец, детектора света и измерительного прибора или самописца для регистрации вы­ходного сигнала детектора. Для получения спектра, эта операция повто­ряется при многих длинах волн. Некоторые приборы, называе­мые автоматическими двухлучевыми регистрирующими спектро­фотометрами, позволяют осуществлять развертку длин волн и одновременно измерять поглощение образца и растворителя (которые находятся и различных кюветах) и фиксировать с по­мощью электронного оборудования суммированный поток излу­чении. При этом на самописце вычерчивается спектр. Спектр поглощения хромофора определяется в первую очередь химической структурой молекулы. Однако и претерпевают заметные изменения и под влиянием окружения: имеется в виду влияние рН, полярности растворителя или соседних моле­кул и относительная ориентация соседних хромофоров. Влияние окружения состоит в следующем. Так, pН раствора определяет ионную форму ионизируемых хромофоров. В случае же полярных хромофоров часто справедливо (особенно если молекула содержит атомы О, N или S), что наблюдается при более коротких длинах волн в полярных растворителях, содержащих гидроксил, чем в неполярных. Величины и существенно зави­сят и от геометрических особенностей молекул.