KWALIFIKACJA CHM4 - TEST WIEDZY NR 1

PYTANIE NR 4.
Podczas badania analitycznego wykorzystano spektrofotometrię UV-Vis do pomiaru absorbancji roztworu. Zauważono, że absorbancja roztworu wzrasta proporcjonalnie do jego stężenia. Wskaż, które prawo jest odpowiedzialne za to zjawisko.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W spektrofotometrii UV-Vis zależność absorbancji od stężenia przy stałej drodze optycznej i długości fali opisuje prawo Beer’a-Lamberta: A = ε·l·c. Pozostałe prawa dotyczą par ciecz–para lub gazów i nie tłumaczą liniowej zależności A od c. To podstawa krzywej kalibracyjnej.

Pełne wyjaśnienie:

W metodzie UV-Vis mierzy się, ile promieniowania o danej długości fali zostaje pochłonięte przez roztwór. Prawo Beer-Lamberta opisuje, że przy stałej długości fali oraz stałej drodze optycznej (np. tej samej kuwecie) absorbancja rośnie proporcjonalnie do stężenia analitu: A = ε·l·c, gdzie ε to molowy współczynnik absorpcji, l to długość drogi optycznej, a c to stężenie.

Dlatego, gdy obserwuje się liniowy wzrost absorbancji wraz ze wzrostem stężenia, wskazuje to na spełnienie założeń Beer-Lamberta i umożliwia analizę ilościową (krzywa kalibracyjna, metoda wzorca zewnętrznego lub dodatku wzorca).

Pozostałe odpowiedzi nie pasują do opisanego zjawiska:

  • Prawo Raoulta dotyczy zależności prężności pary składnika nad roztworem od składu (ułamka molowego) w roztworach idealnych, a nie pochłaniania światła.
  • Prawo Henry’ego opisuje rozpuszczalność gazu w cieczy w funkcji ciśnienia cząstkowego gazu nad roztworem; również nie odnosi się do pomiaru absorbancji.
  • Prawo Daltona dotyczy mieszanin gazów i sumowania ciśnień cząstkowych, a nie relacji absorbancja–stężenie w spektrofotometrii.

W praktyce laboratoryjnej warto pamiętać, że liniowość Beer-Lamberta może się pogarszać m.in. przy zbyt dużych stężeniach (oddziaływania międzycząsteczkowe), światle rozproszonym, niewłaściwym doborze długości fali czy zabrudzonej kuwecie. Wtedy konieczne bywa rozcieńczenie próbki i ponowny pomiar.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Prawo Beer-Lamberta opisuje liniową zależność absorbancji od stężenia analitu przy stałej długości fali i stałej drodze optycznej: A = ε·l·c. Dzięki temu można wyznaczać stężenia z pomiaru UV-Vis na podstawie kalibracji.
Im większe stężenie substancji absorbującej, tym więcej cząsteczek znajduje się na drodze wiązki światła, więc większa część promieniowania zostaje pochłonięta. W zakresie liniowości opisuje to prawo Beer-Lamberta, co jest podstawą analiz ilościowych UV-Vis.
Kluczowe są: stała długość fali pomiaru, stała droga optyczna (np. ta sama kuweta), jednorodny roztwór bez zmętnienia oraz zakres stężeń, w którym zależność A od c jest liniowa. Zbyt wysokie stężenia i światło rozproszone mogą powodować odchylenia.
A to absorbancja (bezwymiarowa), ε to molowy współczynnik absorpcji (zależny od substancji i długości fali), l to droga optyczna kuwety, a c to stężenie. W analizie przemysłowej zwykle ustala się ε pośrednio przez kalibrację.
Prawo Henry’ego dotyczy rozpuszczalności gazu w cieczy i wiąże stężenie rozpuszczonego gazu z jego ciśnieniem cząstkowym nad roztworem. Nie opisuje pochłaniania światła ani pomiaru UV-Vis, więc nie wyjaśnia proporcjonalnego wzrostu absorbancji.
Prawo Raoulta dotyczy prężności pary nad roztworem i składu roztworów (ułamek molowy), czyli zjawisk równowagowych ciecz–para. Prawo Beer-Lamberta opisuje pochłanianie promieniowania i łączy absorbancję z parametrami optycznymi oraz stężeniem w UV-Vis.
Prawo Daltona stosuje się w obliczeniach dla mieszanin gazów, gdzie całkowite ciśnienie jest sumą ciśnień cząstkowych składników. To inny obszar niż spektrofotometria UV-Vis, dlatego nie używa się go do opisu relacji absorbancja–stężenie.
W laboratoriach zakładowych liniowość ocenia się przez serię wzorców i krzywą kalibracyjną. Jeśli punkty układają się liniowo w badanym zakresie, można stosować przeliczenie stężenia z absorbancji. Gdy pojawiają się odchylenia, próbkę zwykle się rozcieńcza lub zmienia długość fali.
Nie zawsze. Proporcjonalność obowiązuje w pewnym zakresie i przy spełnieniu założeń metody. Przy zbyt dużych stężeniach, zmętnieniu, rozpraszaniu światła, reakcjach chemicznych w próbce lub błędach aparatu zależność może przestać być liniowa, co wymaga korekt metodyki.
Częste problemy to: zabrudzona lub porysowana kuweta, pęcherzyki powietrza, niewłaściwe "zero" na ślepą próbę, dobór długości fali poza maksimum absorpcji oraz pomiar poza zakresem liniowości (za duża absorbancja). Pomaga rozcieńczenie, powtórne przygotowanie próbek i kontrola aparatu.
info

Statystycznie 65% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "W spektrofotometrii UV-Vis zależność absorbancji od stężenia przy stałej drodze optycznej i długości fali opisuje prawo Beer’a-Lamberta: A = ε·l·c."

Źródła:

  • IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), hasło: "Beer–Lambert law" (definicja i zastosowanie) - https://goldbook.iupac.org/ (dostęp 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręcznik do analizy instrumentalnej (rozdział UV-Vis i prawo Beer-Lamberta)
  • Instrukcja obsługi spektrofotometru UV-Vis stosowanego w pracowni/zakładzie
  • Materiały dydaktyczne o krzywych kalibracyjnych i walidacji liniowości

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego