朗伯-比尔定律计算器(A = εlc)
简而言之:朗伯-比尔定律计算器:由 A = εlc 求吸光度、ε、光程或浓度,将 %T 换算为吸光度,并由标准曲线求未知浓度。免费使用,在网页浏览器中运行,无需下载。
在吸光度、摩尔吸光系数、光程和浓度中输入任意三个,即可求出第四个。可选择 mol/L、mmol/L 或 µmol/L,以及 cm 或 mm。切换到标准曲线模式,粘贴标准溶液数据,即可得到最佳拟合直线、R² 和未知浓度。
填入三个值,把要求的那个留空白。
透光率 ↔ 吸光度
朗伯-比尔定律公式
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 为吸光度(无单位)。ε 为摩尔吸光系数(也称摩尔消光系数),单位 L mol⁻¹ cm⁻¹。l 为光程,单位 cm。c 为浓度,单位 mol/L。标准比色皿的 l = 1.00 cm。
| 吸光度 A | 0 | 0.1 | 0.3 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 透过百分比 | 100 | 79.4 | 50.1 | 31.6 | 10 | 1 | 0.1 |
标准曲线
测量几份已知浓度的标准溶液,作 A 对 c 的图。最小二乘直线 A = m·c + b 的斜率 m = εl。未知浓度由 c = (A − b)/m 读出。R² 接近 1(高于约 0.995)表明线性良好。只有在标准溶液范围内的结果才可信。
例题
NADH 浓度
NADH 在 340 nm 处 ε = 6220 L mol⁻¹ cm⁻¹。样品在 1.00 cm 比色皿中测得 A = 0.311。
c = A/(εl) = 0.311 / (6220 × 1.00)
c = 5.00 × 10⁻⁵ M = 50.0 µM
透光率换算为吸光度
某溶液透过 25.0% 的光。求 A。
A = 2 − log₁₀(25.0) = 2 − 1.398
A = 0.602
求 ε(AP 考试题型)
2.50 × 10⁻⁵ M 的染料溶液在 1.00 cm 比色皿中测得 A = 0.452。
ε = A/(lc) = 0.452 / (1.00 × 2.50 × 10⁻⁵)
ε = 1.81 × 10⁴ L mol⁻¹ cm⁻¹
稀释与朗伯-比尔定律结合(考试题型)
储备液稀释 10 倍。稀释后的溶液测得 A = 0.250,ε = 5000 L mol⁻¹ cm⁻¹,l = 1 cm。
稀释后 c = 0.250/5000 = 5.0 × 10⁻⁵ M。再乘以稀释倍数。
储备液 = 5.0 × 10⁻⁴ M
由标准曲线求未知浓度
0 至 50 µM 的标准溶液得到 A = 0.01231·c + 0.0013(R² = 0.99998)。未知样品测得 A = 0.300。
c = (0.300 − 0.0013) / 0.01231
c ≈ 24.3 µM(ε ≈ 1.23 × 10⁴ L mol⁻¹ cm⁻¹)
光程加倍
在 1 cm 比色皿中 A = 0.40。把同一溶液放入 2 cm 比色皿。
A 与 l 成正比,所以 A 加倍。
A = 0.80(%T 从 39.8% 降到 15.8%)
单位与常见错误
- 光程用 cm。10 mm = 1 cm。5 mm 比色皿是 0.5 cm,而不是 5。
- 浓度用 mol/L。先换算 µM 或 mM,或交给计算器换算。如果 ε 是按 mg/mL 给出的(或给出 1 mg/mL 时的 A),请改用质量浓度。
- 吸光度没有单位。不要写“A = 0.5 M”。ε 的单位与 l 和 c 的单位相互抵消。
- 用以 10 为底的对数。A = −log₁₀T。用 ln 会得到 2.303 倍的数值。
- %T 还是 T。T 是小数(0.25),%T 是百分数(25)。A = −log T = 2 − log %T。
- 保持在线性范围内。大多数分光光度计在 A 约 0.1 至 1.0 之间可靠。超过约 1.5 时,杂散光和化学效应会使曲线弯曲。请改为稀释样品。
- 先做空白。用溶剂(及试剂)给仪器调零,使 A 只来自待测物。
- 在 λmax 处测量。ε 随波长变化。标准溶液和未知样品要用同一波长。
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打开 MolDraw 编辑器常见问题
什么是朗伯-比尔定律?
它指出吸光度与浓度和光程成正比:A = εlc。浓度或光程加倍,吸光度也加倍。对于单一波长下的稀溶液,该定律符合得很好。
摩尔吸光系数 ε 的单位是什么?
L mol⁻¹ cm⁻¹(也写作 M⁻¹ cm⁻¹)。当 l 的单位为 cm、c 的单位为 mol/L 时,这样的单位使 A = εlc 无量纲。强吸收染料的 ε 大于 10⁴;弱的 d–d 跃迁可能小于 100。
如何把透光率换算成吸光度?
A = −log₁₀T,或 A = 2 − log₁₀(%T)。例如 50% T 对应 A = 0.301,10% T 对应 A = 1,1% T 对应 A = 2。
为什么我的标准曲线在高吸光度处不是直线?
当 A 超过约 1 至 1.5 时,到达检测器的光非常少,杂散光和噪声的影响变大。浓溶液中还可能出现分子间相互作用。请把样品稀释到线性范围内。
吸光度-浓度图的斜率代表什么?
斜率等于 εl。使用 1 cm 比色皿时,斜率(单位 L/mol)就是摩尔吸光系数 ε。如果浓度单位是 µM,把斜率除以 10⁻⁶ 即得以 L mol⁻¹ cm⁻¹ 为单位的 ε。
标准曲线应该过原点吗?
理想情况下,调零后应该过原点。由于空白和比色皿误差,存在小的截距是正常的。本计算器会拟合截距而不是强制为零,并在求未知浓度时使用该截距。
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