قانون بير – التركيز وامتصاص المحاليل الملونة للضوء

العلومالمادة والمواد13–14 سنةمختبر افتراضي

جارٍ التحميل…

استخدمها مع صفي ✨ خصّصها بالذكاء الاصطناعي الإبلاغ عن مشكلة

شاشة التركيز: أضف مذابًا أو ماءً إلى الكأس (اضغط مطولًا على الصنبور للسكب)، ولاحظ التركيز المولاري والمادة الصلبة التي تترسب بعد أن يصبح المحلول مشبعًا. شاشة قانون بير: سلّط حزمة ضوئية عبر خلية قياس فيها محلول ملون، وغيّر التركيز وطول المسار والطول الموجي، واقرأ الامتصاصية (A) أو النفاذية (%T)، وسجّل البيانات واعرض منحنى A مقابل التركيز. شاشة المعايرة: تجربة عملية افتراضية في القياس اللوني؛ حضّر المحاليل القياسية بالتخفيف التناسبي أو المتسلسل، واختر المرشح، وصفّر الجهاز بمحلول فارغ، وكرر القراءات، وارسم منحنى المعايرة واقرأ تركيز عينة مجهولة (الجلوكوز بكاشف بندكت، النشا واليود، البروتين بكاشف البيوريت، النحاس في النحاس الأصفر). مقتبسة من محاكاة "Beer's Law Lab" من PhET Interactive Simulations، جامعة كولورادو بولدر (CC BY 4.0)، وأعيدت كتابتها.

الدرس: المحاليل والتركيز

ماذا تعرض

يربط قانون بير مقدار الضوء الذي يمتصه محلول ملون بتركيزه: A = εlc. تستكشف الشاشتان الأوليان التشبع والامتصاصية والنفاذية والطول الموجي. أما شاشة المعايرة فتحوّل ذلك إلى تجربة عملية في القياس اللوني: حضّر المحاليل القياسية بالتخفيف التناسبي أو المتسلسل، واختر مرشحًا باللون المتمم، وصفّر الجهاز بمحلول فارغ، وكرر القراءات مع تذبذب واقعي. تعطي متوسطات الامتصاصية خط معايرة أو منحنى معايرة تقرأ منه تركيز عينة مجهولة، ومنها نسبة النحاس في النحاس الأصفر. التبسيطات: يُعامل كل مرشح على أنه طول موجي واحد، وثوابت الامتصاص للتوضيح فقط.

طريقة الاستخدام

اختر تبويبًا. في «التركيز» استمر في الضغط على «اضغط مطولًا: أضف مذابًا» أو «اضغط مطولًا: أضف ماءً». في «قانون بير» اضغط «تشغيل الضوء»، وحرّك المنزلقات واضغط «تسجيل البيانات». في «المعايرة» اختر «الاختبار:» و«المحاليل القياسية:» و«المرشح:»، ثم اضغط «تصفير (بالفارغ)». بعد ذلك اختر كل أنبوب من «في المقياس:» أو انقره، واضغط «قراءة». اقرأ «المجهول»، ثم تحقّق بزر «إظهار القيمة الحقيقية».

المعاملات القابلة للتغيير

الشاشة التركيز, قانون بير, المعايرة
المحلول كبريتات النحاس (II) (CuSO₄) — أزرق, برمنجنات البوتاسيوم (KMnO₄) — بنفسجي, ثنائي كرومات البوتاسيوم (K₂Cr₂O₇) — برتقالي, كلوريد النيكل (II) (NiCl₂) — أخضر
طول المسار في خلية القياس 0.5–2 cm
إظهار منحنى A مقابل التركيز (شاشة قانون بير)
الاختبار (شاشة المعايرة) الجلوكوز – كاشف بندكت (عينة بول), النشا – اليود, البروتين – كاشف البيوريت, النحاس في النحاس الأصفر (Cu²⁺)
تخفيف المحاليل القياسية (شاشة المعايرة) تناسبي (إلى 10 mL), تخفيف متسلسل
رقم العينة المجهولة (يغيّر تركيز المجهول) 1–20
تذبذب القياس (السحب بالماصة، القراءة)

أسئلة للاستكشاف

لماذا يعطي محلول النحاس (II) الأزرق أكبر امتصاصية مع المرشح الأحمر؟
لماذا يُصفَّر المقياس اللوني بمحلول فارغ يحتوي على الكاشف دون المادة المراد تحليلها؟
لماذا تعطي القراءات المتكررة ومنحنى المعايرة تركيزًا أدق من قراءة واحدة؟

أفكار للتدريس

كل الأدلة