比尔定律是一个有限的定律,它只适用于浓度小于0.01mol/L的稀溶液。因为浓度高时,吸光粒子间的平均距离减小,受粒子间电荷分布相互作用的影响,他们的摩尔吸收系数发生改变,导致偏离比尔定律。因此,待测溶液的浓度应该控制在0.01mol/L以下。
例如,碘在四氯化碳溶液中呈紫色,在乙醇中呈棕色,在四氯化碳溶液中即使含有1%乙醇也会使碘溶液的吸收曲线形状发生变化。这是由于溶质和溶剂的作用,生色团和助色团也发生相应的变化,使吸收光谱的波长向长波长方向移动或向短波长方向移动,即所谓的红移和蓝移。
朗伯-比尔定律是适用于均匀、非散射的溶液的一般规律,如果被测试液不均匀,是胶体溶液、乳浊液或悬浮液,则入射光通过溶液后,除了一部分被试液吸收,还会有反射、散射使光损失,导致透光率减小,使透射比减小,使实际测量吸光度增大,使标准曲线偏离直线向吸光度轴弯曲,造成对朗伯-比尔定律的偏离。
所以,在分析条件选择时,应考虑往样品溶液的测量体系中加入适量的表面活性剂等来改善溶质的均匀度。
比尔定律在有化学因素影响时不成立。解离、缔合、生成络合物或溶剂化等会对比尔定律产生偏离。离解是偏离朗伯-比尔定律的主要化学因素。溶液浓度的改变,离解程度也会发生变化,吸光度与浓度的比例关系便发生变化,导致偏离朗伯-比尔定律。
溶液中有色质点的聚合与缔合,形成新的化合物或互变异构等化学变化以及某些有色物质在光照下的化学分解、自身的氧化还原、干扰离子和显色剂的作用等,都对遵守朗伯-比尔定律产生不良影响。
来自出射狭缝的光,其光谱带宽度大于吸收光谱带时,则投射在试样上的光就有非吸收。这不仅会导致灵敏度的下降,而且使校正曲线弯向横坐标轴,偏离朗伯-比尔定律。非吸收光越强,对测定灵敏度影响就越严重。并且随着被测试样浓度的增加,非吸收光的影响增大。当吸收很小时,非吸收光的影响可忽略不计。
严格讲,朗伯-比耳定律要求吸光质点间无相互作用。但实际工作中存在相互作用,并且吸光物质浓度越大,相互作用也越大,偏离朗伯-比耳定律的程度也越严重,所以吸光分析应在稀溶液中进行。
物质对光吸收的定量关系很早就受到了科学家的注意并进行了研究。皮埃尔·布格(Pierre Bouguer)和约翰·海因里希·朗伯(Johann Heinrich Lambert)分别在1729年和1760年阐明了物质对光的吸收程度和吸收介质厚度之间的关系;1852年奥古斯特·比尔(August Beer)又提出光的吸收程度和吸光物质浓度也具有类似关系,两者结合起来就得到有关光吸收的基本定律——布格-朗伯-比尔定律,简称比尔-朗伯定律。
朗伯比尔定律(外文名Beer-Lambert Law)阐述为:光被透明介质吸收的比例与入射光的强度无关;在光程上每等厚层介质吸收相同比例值的光。是光化学第三定律。
又称比尔定律、比耳定律、朗伯-比尔定律(Beer-Lambert Law)、布格-朗伯-比尔定律,是光吸收的基本定律,适用于所有的电磁辐射和所有的吸光物质,包括气体、固体、液体、分子、原子和离子。比尔-朗伯定律是吸光光度法、比色分析法和光电比色法的定量基础。光被吸收的量正比于光程中产生光吸收的分子数目 。