Molti composti assorbono la luce nella parte visibile o ultravioletta dello spettro elettromagnetico. Usando la legge di Beer, puoi calcolare la concentrazione di una soluzione in base a quanta luce assorbe.
Usando la legge di Beer's
La legge della birra regola la quantità di radiazione assorbita e indica che l'assorbanza è direttamente proporzionale alla concentrazione. Pertanto, all'aumentare della concentrazione di un composto disciolto in un dato solvente, anche l'assorbanza della soluzione dovrebbe aumentare proporzionalmente. I chimici sfruttano questa relazione per determinare la concentrazione di soluzioni sconosciute. Ciò richiede innanzitutto dati di assorbanza su una serie di soluzioni di concentrazione nota denominate soluzioni standard. I dati di assorbanza e concentrazione vengono quindi tracciati in una curva di calibrazione per stabilire la loro relazione matematica. La concentrazione del campione sconosciuto può essere determinata misurando la sua assorbanza.
Calcolo della concentrazione della soluzione
Fase 1. Costruire un diagramma di calibrazione dell'assorbanza sull'asse y e della concentrazione sull'asse x per lo standard soluzioni. I punti dati dovrebbero cadere lungo una linea ragionevolmente retta. Due punti dati rappresentano il minimo assoluto, e più è meglio.
Passaggio 2. Disegnare una linea retta “best-fit” attraverso i punti dati ed estendere la linea per intersecare l'asse y. Scegli due punti casuali, non punti dati, sulla linea e determina le loro coordinate x e y. Etichetta queste coordinate come (x1, y1) e (x2, y2).
Passaggio 3. Calcola la pendenza, m, della linea secondo la formula m \u003d (y1 - y2) /(x1 - x2 ). Determina l'intercetta y, abbreviata b, notando il valore y dove la linea attraversa l'asse y. Ad esempio, per due punti casuali sulla linea alle coordinate (0,050, 0,105) e (0,525, 0,315), la pendenza è data da:
m \u003d (0,105 - 0,315) /(0,050 - 0,525) \u003d 0.440.
Se la linea attraversa l'asse y a 0,08, questo valore rappresenta l'intercetta y.
Passaggio 4. Scrivi la formula della linea del grafico di calibrazione nel modulo y \u003d mx + b. Continuando l'esempio dal passaggio 3, l'equazione sarebbe y \u003d 0.440x + 0.080. Ciò rappresenta l'equazione della curva di calibrazione.
Passaggio 5. Sostituire l'assorbanza della soluzione di concentrazione sconosciuta nell'equazione determinata come y e risolvere per x, dove x rappresenta la concentrazione. Se, ad esempio, una soluzione sconosciuta presentasse un'assorbanza di 0,330, l'equazione produrrebbe:
x \u003d (y - 0,080) /0,440 \u003d (0,330 - 0,080) /0,440 \u003d 0,568 moli per litro.
Teoria vs. Practice
Sebbene la legge di Beer affermi che assorbanza e concentrazione sono direttamente proporzionali, sperimentalmente ciò è vero solo su intervalli di concentrazione ristretti e in soluzioni diluite. Pertanto, le soluzioni standard che variano in concentrazione da, ad esempio, da 0,010 a 0,100 moli per litro mostreranno linearità. Un intervallo di concentrazione compreso tra 0,010 e 1,00 moli per litro, tuttavia, probabilmente non lo farà.
