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比爾–朗伯定律計算器(A = εlc)

簡而言之:比爾–朗伯定律計算器:以 A = εlc 求解吸光度、ε、光徑長或濃度,將 %T 換算為吸光度,並由檢量線求出未知濃度。完全免費,在網頁瀏覽器中執行,不需下載。

在吸光度、莫耳吸光係數、光徑長與濃度中輸入任三項,即可求出第四項。可選擇 mol/L、mmol/L 或 µmol/L,以及 cm 或 mm。切換到檢量線模式,貼上標準品數據,即可得到最佳擬合直線、R² 與未知濃度。

快速解答:A = ε × l × c。NADH(340 nm 時 ε = 6220 L mol⁻¹ cm⁻¹)在 1 cm 樣品槽中測得 A = 0.311,濃度為 5.00 × 10⁻⁵ M(50 µM)。穿透率以 A = 2 − log₁₀(%T) 換算。

填入三個數值,將要求的那一個留空。

穿透率 ↔ 吸光度

比爾–朗伯定律公式

A = ε × l × c c = A / (ε l) ε = A / (l c) l = A / (ε c) A = −log₁₀ T = log₁₀(I₀/I) A = 2 − log₁₀(%T) %T = 10^(2 − A)

A 為吸光度(無單位)。ε 為莫耳吸光係數(也稱莫耳消光係數),單位為 L mol⁻¹ cm⁻¹。l 為光徑長,單位為 cm。c 為濃度,單位為 mol/L。標準比色管的 l = 1.00 cm。

吸光度 A00.10.30.51.02.03.0
穿透 %10079.450.131.61010.1

檢量線

測量數個已知濃度的標準品,並以 A 對 c 作圖。最小平方直線 A = m·c + b 的斜率 m = εl。未知濃度由 c = (A − b)/m 求得。R² 接近 1(高於約 0.995)表示直線性良好。只有在標準品範圍內的結果才可信。

範例解析

NADH 濃度

NADH 在 340 nm 的 ε = 6220 L mol⁻¹ cm⁻¹。樣品在 1.00 cm 樣品槽中測得 A = 0.311。

c = A/(εl) = 0.311 / (6220 × 1.00)

c = 5.00 × 10⁻⁵ M = 50.0 µM

穿透率換算為吸光度

某溶液穿透 25.0% 的光,求 A。

A = 2 − log₁₀(25.0) = 2 − 1.398

A = 0.602

求 ε(AP 題型)

2.50 × 10⁻⁵ M 的染料溶液在 1.00 cm 樣品槽中 A = 0.452。

ε = A/(lc) = 0.452 / (1.00 × 2.50 × 10⁻⁵)

ε = 1.81 × 10⁴ L mol⁻¹ cm⁻¹

稀釋加比爾–朗伯定律(升學考試題型)

儲備溶液稀釋 10 倍。稀釋後的溶液 A = 0.250,ε = 5000 L mol⁻¹ cm⁻¹,l = 1 cm。

稀釋後 c = 0.250/5000 = 5.0 × 10⁻⁵ M。再乘以稀釋倍數。

儲備溶液 = 5.0 × 10⁻⁴ M

由檢量線求未知濃度

0 到 50 µM 的標準品得到 A = 0.01231·c + 0.0013(R² = 0.99998)。未知樣品測得 A = 0.300。

c = (0.300 − 0.0013) / 0.01231

c ≈ 24.3 µM(ε ≈ 1.23 × 10⁴ L mol⁻¹ cm⁻¹)

光徑長加倍

在 1 cm 樣品槽中 A = 0.40。將同一溶液放入 2 cm 樣品槽。

A 與 l 成正比,因此 A 加倍。

A = 0.80(%T 從 39.8% 降到 15.8%)

單位與常見錯誤

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常見問題

什麼是比爾–朗伯定律?

它指出吸光度與濃度及光徑長成正比:A = εlc。濃度或光徑長加倍,吸光度也加倍。此定律在單一波長下的稀溶液中相當準確。

莫耳吸光係數 ε 的單位是什麼?

L mol⁻¹ cm⁻¹(也寫成 M⁻¹ cm⁻¹)。當 l 以 cm、c 以 mol/L 表示時,這個單位使 A = εlc 沒有單位。強吸收染料的 ε 超過 10⁴;微弱的 d–d 躍遷可能低於 100。

如何將穿透率換算為吸光度?

A = −log₁₀T,或 A = 2 − log₁₀(%T)。例如 50% T 得到 A = 0.301,10% T 得到 A = 1,1% T 得到 A = 2。

為什麼吸光度高時檢量線不再是直線?

當 A 超過約 1 到 1.5 時,到達偵測器的光非常少,雜散光與雜訊的影響變大。濃溶液也可能出現分子間交互作用。請將樣品稀釋到線性範圍內。

吸光度對濃度作圖的斜率代表什麼?

斜率等於 εl。使用 1 cm 樣品槽時,斜率(以 L/mol 表示)即為莫耳吸光係數 ε。若濃度以 µM 表示,將斜率除以 10⁻⁶ 即可得到以 L mol⁻¹ cm⁻¹ 表示的 ε。

檢量線應該通過原點嗎?

理想上,扣除空白後應通過原點。由於空白與比色管誤差,有小小的截距是正常的。本計算器會擬合截距而不強制為零,並在求未知濃度時使用它。

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