KWALIFIKACJA CHM4 - TEST WIEDZY NR 5

PYTANIE NR 23.
Podczas analizy spektrofotometrycznej, otrzymałeś wynik absorbancji 0,2 dla próbki o stężeniu 5 mg/L. Jakie będzie prawdopodobnie stężenie próbki, której absorbancja wynosi 0,8, zakładając, że prawo Lamberta-Beera jest przestrzegane?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przy założeniu spełnienia prawa Lamberta‑Beera absorbancja jest proporcjonalna do stężenia (A ∝ c) przy tych samych warunkach pomiaru. Skoro 0,2 odpowiada 5 mg/L, to wzrost absorbancji do 0,8 oznacza wzrost 4‑krotny. Stężenie wynosi więc 4 × 5 mg/L = 20 mg/L.

Pełne wyjaśnienie:

W spektrofotometrii UV‑Vis (i ogólnie w analizie spektrofotometrycznej) przyjmuje się prawo Lamberta‑Beera, które w najczęściej używanej postaci można streścić jako: absorbancja A jest proporcjonalna do stężenia c, o ile pozostałe warunki są stałe (ta sama długość fali, ta sama kuweta i jej droga optyczna, to samo środowisko próbki oraz brak zjawisk powodujących nieliniowość).

W treści zadania podano punkt odniesienia: absorbancja 0,2 dla próbki o stężeniu 5 mg/L. Następnie pytanie dotyczy próbki o absorbancji 0,8 przy założeniu, że prawo jest spełnione. Skoro A ∝ c, można zapisać proporcję:

0,2 : 5 mg/L = 0,8 : c

Albo prościej zauważyć, że 0,8 jest cztery razy większe od 0,2. Zatem stężenie również powinno być cztery razy większe od 5 mg/L:

c = 4 × 5 mg/L = 20 mg/L

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe? Wartość 10 mg/L odpowiadałaby jedynie podwojeniu stężenia, a więc oczekiwanej absorbancji około 0,4. Wartość 15 mg/L oznaczałaby trzykrotny wzrost względem 5 mg/L, co dawałoby absorbancję około 0,6. Z kolei 25 mg/L to pięciokrotność 5 mg/L, czyli absorbancja około 1,0. Każda z tych opcji jest niespójna z podaną relacją proporcjonalności.

W praktyce laboratoryjnej takie przeliczenie jest użyteczne do szybkiej oceny, czy próbka mieści się w zakresie liniowym metody i czy nie wymaga rozcieńczenia. Gdy absorbancja rośnie zbyt mocno, w realnych pomiarach może pojawić się odchylenie od liniowości, dlatego w analizie ilościowej często stosuje się krzywą wzorcową z wieloma punktami, a nie tylko pojedynczą proporcję.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To zależność mówiąca, że absorbancja A rośnie liniowo wraz ze stężeniem c (oraz z drogą optyczną). W praktyce oznacza to, że przy tych samych warunkach pomiaru można przeliczać stężenia z proporcji A ∝ c, o ile pomiar mieści się w zakresie liniowym metody.
Jeśli zakładasz liniowość (prawo Lamberta‑Beera), użyj proporcji: A1/c1 = A2/c2. Podstaw znane wartości, a następnie oblicz c2 = (A2/A1) × c1. To szybka metoda szacowania, ale w rutynie lepsza jest krzywa wzorcowa z kilku punktów.
W uproszczeniu: im więcej cząsteczek absorbujących znajduje się w drodze wiązki światła, tym większa część promieniowania zostaje pochłonięta. Przy stałej drodze optycznej i długości fali oraz w odpowiednim zakresie, wzrost liczby cząsteczek w roztworze przekłada się liniowo na wzrost A.
Nieliniowość może pojawić się m.in. przy zbyt dużych stężeniach (oddziaływania międzycząsteczkowe), zmianie formy chemicznej analitu, światle rozproszonym, błędach zerowania, złej kuwecie albo gdy absorbancja jest zbyt wysoka i detektor pracuje poza optymalnym zakresem. Wtedy potrzebne są rozcieńczenia lub inna metoda.
Nie zawsze. Proporcja działa tylko wtedy, gdy spełnione są warunki liniowości i parametry pomiaru są identyczne (ta sama długość fali, kuweta, droga optyczna, matryca). W analizie ilościowej standardem jest krzywa kalibracyjna, bo uwzględnia tło, błędy i realny zakres liniowy.
Typowe pomyłki to: liczenie różnic zamiast ilorazu (np. "0,8-0,2"), mylenie proporcji (odwrócenie ułamka), pominięcie jednostek mg/L, oraz założenie liniowości mimo bardzo dużych absorbancji. Na egzaminie zawsze sprawdź, czy treść mówi o spełnieniu prawa Lamberta‑Beera.
Absorbancja 0,8 oznacza dość silne pochłanianie światła w danej długości fali. W wielu ćwiczeniach i procedurach to nadal akceptowalny zakres, ale zależy od aparatu i metody. Jeśli A jest zbyt wysoka, zwiększa się ryzyko nieliniowości i warto rozważyć rozcieńczenie próbki.
Najpierw wykonaj pomiar wstępny. Jeśli absorbancja jest za wysoka, rozcieńcz próbkę tak, aby trafić w zakres liniowy wskazany dla metody (często umiarkowane wartości A). Do oszacowania rozcieńczenia możesz użyć proporcji A ∝ c: np. zmniejszenie A 2× wymaga zmniejszenia c 2×.
Transmitancja opisuje, jaka część światła przechodzi przez próbkę, a absorbancja jest miarą "logarytmiczną" pochłaniania. W praktyce analitycznej częściej pracuje się na absorbancji, bo w zakresie Lamberta‑Beera zależy liniowo od stężenia, co ułatwia kalibrację i obliczenia.
Sygnałem są słowa o spektrofotometrii oraz informacja, że prawo Lamberta‑Beera jest spełnione (albo że zależność jest liniowa). Wtedy przy stałych warunkach możesz przyjąć A ∝ c i zastosować proporcję. Jeśli w treści pojawiają się odchylenia od liniowości, trzeba myśleć o krzywej wzorcowej lub rozcieńczeniach.
info

Około 73% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnio łatwe

Specjaliści zwracają uwagę: "Przy założeniu spełnienia prawa Lamberta‑Beera absorbancja jest proporcjonalna do stężenia (A ∝ c) przy tych samych warunkach pomiaru."

Źródła:

  • Skoog, Holler, Crouch: "Principles of Instrumental Analysis", 6th ed., rozdział o spektrofotometrii UV-Vis i prawie Lamberta-Beera
  • Harris: "Quantitative Chemical Analysis", 9th ed., rozdział o metodach spektrofotometrycznych i zależności absorbancji od stężenia
  • IUPAC Gold Book: hasło "Beer–Lambert law" (goldbook.iupac.org) – dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Podręczniki z analizy instrumentalnej (rozdziały o spektrofotometrii UV-Vis i prawie Lamberta-Beera)
  • Instrukcje producentów spektrofotometrów: sekcje o zakresie liniowym i doborze rozcieńczeń
  • Zestawy zadań rachunkowych z chemii analitycznej ilościowej (proporcje, krzywa wzorcowa)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego