تجربة تحقيق قانون لامبرت بير
- قانون بير لامبرت (Beer-Lambert law) هو علاقة رياضية تربط امتصاص الضوء بخصائص المادة التي يعبر الضوء من خلالها.
- تم اكتشاف القانون من قبل الفرنسي بيير بوغير قبل 1729 وغالبا ما يسند القانون إلى جوان لامبرت الذي استشهد بتجربة بوغير الضوئية عن توهين الضوء.
- لاحقاً قام أوغست بير بتوسيع قانون الامتصاص الأسي في عام 1852 ليتضمن تركيز المحاليل في معامل الامتصاص
شروط قانون بير - لامبرت
- يوجد على الأقل خمسة شروط يجب توفيرها لنتمكن من تطبيق قانون بير، وهي:
(1) يجب على المواد الماصة في المحلول أن تكون منفصلة عن بعضها.
(2) يجب أن يكون وسط الامتصاص متجانساً في الحجم الكلي ويجب أن لا يشتت الإشعاع.
(3) يجب على الإشعاع الساقط أن يتألف من أشعة متوازية، كل منها تقطع نفس المسافة في الوسط الماص.
(4) يجب على الضوء الساقط أن يكون أحادي اللون (مونوكروماتي)، أو أن يكون على الأقل ذو عرض أضيق من الوسط الماص.
(5) يجب أن لا يؤثر الضوء الساقط على الذرات أو الجزيئات، يجب أن يكون فقط لسير الجسيمات المدروسة. وبشكل خاص، يجب على الضوء المستخدم أن لا يسبب إشباع ضوئي أو ضخ ضوئي optical pumping لأن هذا سيستنزف الإشعاع وقد يرفع من الإصدار المحفز.
- فإذا أخل بأي من هذه الشروط ، سيكون هناك انحراف عن قانون بير.
نظرية التجربة
- عند سقوط ضوء على وسط متجانس فسوف ينعكس جزئياً ويمتص جزئياً وينفذ خلال الوسط جزئيًا.
- وقد درست العلاقة بين شدة التيار الساقط والتيار النافذ خلال الوسط بواسطة لامبرت وتم التوسع بالدراسة إلى أوساط المحاليل بواسطة بير.
- وحسب دراسة لامبرت فإن معدل تناقص شدة التيار مع سمك الوسط الماص dI / d1 - حيث يمثل I شدة التيار عند السمك 1 (سم) يتناسب مع شدة الضوء عند النقطة 1 ، أي:
- ويسمى الثابت k معامل الامتصاص وهو خاصة مميزة للوسط الماس.
- وبترتيب المعادلة (1) وإجراء التكامل تحصل على:
حيث 2.203 / ٌK = K ويعرف k بمعامل الإخماد.
- ويمثل الكسر 
الجزء الضوئي النافذ ويسمى معامل الإنفاذية T.
- يعرف اللوغاريتم العشري لمقلوب هذه النسبة ، أي log(I0/I) بمعامل الامتصاصية A . عندها تصبح العلاقة:
ولمادة ماصة مذابة بمذيب نفوذ نجد تناسباً بين تناقص شدة الضوء وتركيز المحلول لذا:
dI/dt = ε IC
- حيث C التركيز الجزيئي و ٌC معامل الامتصاص الجزيئي . وهذا الثابت خاصية مميزة للمذاب.
- وترتبط النفاذية للمحاليل بمعامل الامتصاص الجزيئي كما يلي:
In T = ε CI-
والعلاقة المناظرة المتضمنة للوغاريتم العام هي :
ويدعى (ε) معامل الامتصاص المولاري.
الأدوات والكيماويات
- سبكتروفوتوميتر (مقياس الشدة النسبية لأجزاء الطيف) وعلى سبيل المثال نجد الجهاز 600 .Unicam S. P
- أنابيب اختبار
- حامل لأنابيب الاختبار
- 5 × 100 مل من القارورات المدرجة.
- 0.800 محلول الأمونيا وكبريتات النحاس.
خطوات التجربة
- يحضر 0.1M من محلول كبريتات النحاس.
- تحضر محاليل لعدة تراكيز من أيونات نحاسيك الأمونيوم الزرقاء بخلط 5 مليليترات من 0.0880 أمونيا (مخففة مسبقًا مع 10 مل ماء) مع 10,8,6,4,2,12,14 ,16,20,18,22,24 مل من محلول الكبريتات النحاس.
- يضبط الحجم النهائي إلى 100 مل بإضافة كميات أخرى من الماء.
- تقاس نسبة النفاذية وامتصاصية المحاليل عند موجة طولها 600mμ.
- من البيانات يمكن رسم (a) نسبة النفاذية مقابل التركيز و (b) الامتصاصية مقابل التركيز.
- وحسب المعادلة (4) إذا انطبقت علاقات لامبرت - بير على هذا المحلول، يكون الشكل البياني (a) رأسي. والشكل البياني (b) خطي (مستقيم).