Beer-Lambert 光度法计算器
把 A = ε · c · l 里留空的那个量解出来,附透光率换算与线性区间检查。
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功能简介
Beer-Lambert 定律把溶液吸收了多少光,与光路上有多少吸光物质联系起来。分光光度计之所以能报出浓度,全靠这条关系;在实验室里,它的使用频率仅次于稀释公式。
原理与公式
A = ε · c · l。吸光度是无量纲的对数量:透光 10% 的样品 A = 1,透光 1% 的 A = 2。摩尔吸光系数 ε 的单位是 L·mol⁻¹·cm⁻¹,因此浓度取 mol/L、光程取 cm,与 ε 相乘后得到一个纯数。正因为这四个量完全对称,本页不设模式下拉框——你留空哪一个,就解哪一个。
演算示例
某染料 ε = 15000 L·mol⁻¹·cm⁻¹,用 1 cm 比色皿测得 A = 0.30。则 c = 0.30 / (15000 × 1) = 2.0e-5 mol/L,即 20 µM,对应透光率 50.1%。同一个吸光度若光程是 10 cm,浓度就只有 2 µM。注意 A = 0.30 正好落在可靠区间内部。
适用场景
把酶标仪读数换成浓度、为刚到手却没有分析证书的染料测 ε、或者判断一个超出量程的样品该稀释多少倍,都用得上。其中稀释助手用得最多:A = 1.82 稀释三倍后落到 0.61,正好回到仪器真正线性的区间。
常见问题
- 吸光度与透光率有什么区别?
- 两者是对同一次测量的两种标度:一个是对数,一个是线性。透光率是透过的光所占比例,通常用百分比表示;吸光度是该比例取以 10 为底的对数再取负。透光 50% 的样品吸光度为 0.301,透光 10% 的为 1.0,透光 1% 的为 2.0。计算时用吸光度,因为它是与浓度成正比的那个量;而检测器实际测到的其实是透光率。
- 为什么吸光度要保持 0.1 到 1.0 之间?
- 低于 0.1 时样品几乎全透,检测器是在比较两个几乎相等的信号,差值部分的相对误差迅速放大。高于 1.0 时杂散光与检测器非线性会把响应压平,读数低于线性规律应有的值。这两种偏差都来自仪器,而不是化学本身。实用做法是调整稀释倍数或光程,让读数落在区间中段;如果确实必须在区间外工作,就用标样先确认线性。
- 怎么测刚买来的染料的摩尔吸光系数?
- 称取已知质量、溶解定容到已知体积、读吸光度即可。本页第二块就是替你做这个算术的:输入称样量 mg、定容体积 mL 与摩尔质量 g/mol,直接得到 ε。注意 mg/mL 与 g/L 数值完全相同,手工换算时经常在这里差 1000 倍。若样品不纯,还要把纯度一并填进去——否则 95% 纯度的染料会显得比它真实的摩尔吸光系数更低。
- 混合物与浑浊样品也服从这条定律吗?
- 同一波长下多种吸光物质的吸光度可以相加,因此只要组分之间不发生化学反应,混合物就服从该定律。浊度与散射则完全不服从:散射会让表观吸光度随波长变短而上升,这个趋势用浓度解释不了,而且它对空白也扣不掉。样品若发浑,应先过滤或离心再测,因为在检测器看来,一个被散射的光子和一个被吸收的光子没有区别。