Beer-Lambert Law (Beer’s Law)とは、物質による光の減衰と、その物質の特性との関係を示すものです。
透過率と吸光度とは
入射強度がI0、透過強度がIの単色光が溶液を透過すると考えます(図1)。
溶液の透過率Tは、入射強度I0に対する透過強度Iの比として定義されます。
0から1の間の値をとります。
溶液の吸光度Aは、以下の関係で、透過率、入射強度および透過強度と関係します。
吸光度は透過率と対数の関係にあり、吸光度0は透過率100%、吸光度1は透過率10%に相当します。 透過率と吸光度の組み合わせの追加値を表1に示す。 溶液の吸光度が通過する光の減衰に与える影響を視覚的に示したのが図2です。ここでは、510nmのレーザーを、吸光度の異なる3つのローダミン6Gの溶液に通しています。
表1:吸光度と透過率の値。
吸光度 | 透過率 |
---|---|
0 | 100% |
1 | 10% |
2 | 1% |
3 | 0.1% |
4 | 0.01% |
5 | 0.001% |
図2:510nmでの吸光度が異なるローダミン6Gの3つの溶液を通した510nmレーザーの減衰。
吸光度は無次元の量であり、したがって、単位はないはずです。
吸光度は無次元の量であり、したがって無単位であるべきです。しかし、吸光度の後にAUの単位が記載されていることがよくあります。 これらの単位は冗長であり、避けるべきである。 また、吸光度の代わりに光学密度(OD)という用語が使われていることもよくある。 光学密度は古い用語で、吸収分光法の文脈では吸光度と同義ですが、IUPACでは吸光度の代わりに光学密度を使用することは推奨されていません1。
Beer-Lambert Lawとは
Beer-Lambert lawは、吸光度と溶液の濃度、モル吸光係数、光学係数との間に直線関係があることを示しています:
モル吸光係数はサンプルに依存する特性で、サンプルが特定の光の波長でどれだけ強い吸収体であるかを示す指標です。
ビール・ランバートの法則により、溶液の濃度と吸光度には直線的な関係があり、吸光度を測定することで溶液の濃度を算出することができます。 この直線的な関係を実証するために、ローダミンBの5つの水溶液をデュアルビーム分光光度計DS5で測定し(図3a)、これらの吸収スペクトルから、吸光度対濃度の直線的な検量線を作成した(図3b)。
図3(a)。 DS5 Dual Beam Spectrophotometerを用いて測定した、水中の異なる濃度のローダミンB溶液の吸収スペクトル。 (b) λmaxで測定した水中のローダミンBの検量線
吸収分光法の理論については、ブログの「よくある質問」をご覧ください
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