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はじめまして!
この間吸光光度法を用いて、鉄の分析をしました。
濃度0、1、2、3、4、5ppmについて吸光度を求めたのですが、
0~4まではほぼy=2xの直線に乗っていてうまくいっていると思ったのですが、5が4とさほど変わらずy=2xの直線には程遠い結果となりました。この結果を教授に見せたところ、「こんなもんだね」といわれ誤差はしょうがないと言われました。
何故5だけこんなに変わるのでしょうか?ランベルトベールの法則を考えて見なさいといわれましたが、本を読んでも必然的に起こるみたいなことがかいてあり、解答が見えません>< 誰かアドバイスお願いします!

A 回答 (5件)

鉄で 5ppm = 5 mg/L といえば,0.1mM くらいですか.


何を配位子に使ったか知りませんが,この濃度で Lambert-Beer 則から大幅にずれるとは思えません.まして 4ppm まで直線で来て,5 ppm で急に変わるなどというのはますます考えにくい.
ふつうに考えれば,今回の場合は発色試薬が不足しているんでしょう.

なお,そもそも分子が重なり合う効果で Lambert の法則が出てくる (光の「強度」がなぜ exp で減衰するかという問題.化学の人は吸光度で考えがちですが,光子が減少するという過程に立ち返って考えてみるべきでしょう) ので,重なり合いの効果で高濃度で L-B 則からずれるというのは違うでしょう.
色素などの高濃度溶液では,分子間相互作用のために集合状態を形成したりすることが L-B 則からのずれの主因でしょう.
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吸光度の値により、L-Bの法則から外れる可能性が出てきます。


高濃度になれば、急に外れます。

でも、PPMオーダーであれば、かなりabs的には低そうですね。

とりあえず、吸光度が0.3~0.7位でないと定量法としての
確立はかなり難しくなってきます。
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あと、5だけ突然変わったというのはちょっと変ですね。


正確にプロットしたら、徐々に直線からずれてきていると思いますが?
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ちなみにランベルト=ベールの法則は、吸光度が濃度に比例しています。


逆に言えば、イオン同士が重なるような高濃度条件は最初から考えていませんし、適用できるわけがありません。
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濃度をあげると直線からずれるのは自然なことです。


古典的なモデルで考えて見ましょう。
濃度が低いうちは、粒子(ここでは鉄イオンですね)は非常に薄く存在しています。ですから、セルの一方から光を当てたとき、ある鉄イオン(Aとしましょう)が、別の鉄イオン(Bとしましょう)を隠してしまうようなことは起きないと近似できます。
ですから、光が鉄イオンにぶつかる確率(すなわち吸光度)は、鉄イオンの濃度に単純に比例してくれます。

一方、濃度をあげるとどうなるでしょうか?
上記で起きないと言っていたことが起きてしまいます。
イオンAがイオンBを隠す状況です。
この場合だと、イオンBにはどうやっても光は当たりませんから、Bは光を吸うことができません。
すなわち、吸光度を測定した場合、Aの分しか吸光度が記録されません。

極端にイオンが2個しかない場合でもう一度説明してみます。
AとBが重なっていなければ、吸光度はイオン2個分の値が観測されます。
でも、AとBが重なっていたらどうですか?
吸光度はイオン1個分になってしまいますね?

濃度が高くなったときに問題となるのは上記のようなことです。
結果として、グラフは対数関数みたく直線から下に折れ曲がって行くはずです。
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