Setzt die Abschwächung monochromatischen Lichts durch ein homogenes absorbierendes Medium mit der Absorberkonzentration und der Schichtdicke in Beziehung, üblicherweise A = ε · b · c (Absorbanz A, molarer Extinktionskoeffizient ε, Schichtdicke b, Konzentration c).

Prinzip

Die anteilige übertragene Intensität nimmt exponentiell mit dem Produkt aus Konzentration und Schichtdicke ab; im linearen Bereich ist die Absorbanz proportional zur Konzentration bei konstantem ε und idealen Messbedingungen.

Demonstration

Ein spektrophotometrischer Nachweis misst die Absorbanz einer Farbstofflösung bei fixer Wellenlänge und Küvettenlänge; eine Kalibriergerade von A gegen bekannte Konzentrationen ist bei niedrigen Konzentrationen linear und dient zur Bestimmung unbekannter Probenkonzentrationen.

Fehlanwendung

Die Annahme von Linearität bei hohen Konzentrationen, mit polychromatischem Licht, in streuenden oder trüben Proben oder wenn chemische Gleichgewichte oder Assoziation ε verändern, führt zu systematischen Fehlern; Streulicht und instrumentelle Nichtlinearität machen die einfache Form ebenfalls ungültig.

Konsequenz

Unter erfüllten Bedingungen erlaubt das Gesetz eine einfache quantitative Bestimmung der Absorberkonzentration aus gemessener Absorbanz und bildet die Basis vieler analytischer spektrophotometrischer Verfahren.

Umkehrung

Dominieren Wechselwirkungen, Aggregation, hohe Absorbanz (Sättigung), Streuung oder Bandbreiteneffekte, weicht die beobachtete Beziehung vom linearen Beer–Lambert-Verhalten ab und die Absorbanz skaliert nicht mehr einfach mit der Konzentration.

Abgrenzung

Erfordert ein homogenes absorbierendes Medium, vernachlässigbare Streuung, monochromatisches Licht oder enge Bandbreite, konstante molare Extinktionskoeffizienten und lineare Detektorantwort; schließt heterogene Proben, starke Assoziation/Dissoziation und hohe optische Dichten ohne Korrektur aus.

Semantische Spannung

Wird oft mit einfacher Transmissionsbeschreibung verwechselt; das Beer–Lambert-Gesetz behandelt Absorbanz als logarithmische Größe der übertragenen Intensität in Beziehung zur Konzentration, während im informellen Gebrauch manchmal eine universelle lineare Gesetzmäßigkeit ohne experimentelle Bedingungen suggeriert wird.

Synthese

Das Beer–Lambert-Gesetz besagt, dass unter idealen spektroskopischen Bedingungen die Absorbanz proportional zur Absorberkonzentration und zur Schichtdicke über einen konstanten molaren Extinktionskoeffizienten ist; es ist grundlegend für quantitative Spektralphotometrie, erfordert aber die Überprüfung seiner Annahmen im Einzelfall.