De nombreux composés absorbent la lumière dans la partie visible ou ultraviolette du spectre électromagnétique. En utilisant la loi de Beer, vous pouvez calculer la concentration d'une solution en fonction de la quantité de lumière qu'elle absorbe.
En utilisant la loi de Beer
La loi de Beer régit la quantité de rayonnement absorbée et indique que l'absorbance est directement proportionnelle à la concentration. Ainsi, à mesure que la concentration d'un composé dissous dans un solvant donné augmente, l'absorbance de la solution doit également augmenter proportionnellement. Les chimistes profitent de cette relation pour déterminer la concentration de solutions inconnues. Cela nécessite d'abord des données d'absorbance sur une série de solutions de concentration connue appelées solutions standard. Les données d'absorbance et de concentration sont ensuite tracées sur une courbe d'étalonnage pour établir leur relation mathématique. La concentration de l'échantillon inconnu peut être déterminée en mesurant son absorbance.
Calcul de la concentration de la solution
Étape 1. Construisez un graphique d'étalonnage de l'absorbance sur l'axe des y et de la concentration sur l'axe des x pour l'étalon solutions. Les points de données doivent tomber le long d'une ligne raisonnablement droite. Deux points de données représentent le minimum absolu, et plus c'est mieux.
Étape 2. Tracez une ligne droite «la mieux adaptée» à travers les points de données et prolongez la ligne pour couper l'axe des y. Choisissez deux points aléatoires, et non des points de données, sur la ligne et déterminez leurs coordonnées x et y. Nommez ces coordonnées (x1, y1) et (x2, y2).
Étape 3. Calculez la pente, m, de la droite selon la formule m \u003d (y1 - y2) /(x1 - x2 ). Déterminez l'ordonnée à l'origine, abrégée b, en notant la valeur y à l'endroit où la ligne croise l'axe y. Par exemple, pour deux points aléatoires sur la droite aux coordonnées (0,050, 0,105) et (0,525, 0,315), la pente est donnée par:
m \u003d (0,105 - 0,315) /(0,050 - 0,525) \u003d 0,440.
Si la ligne croise l'axe des y à 0,08, alors cette valeur représente l'ordonnée à l'origine.
Étape 4. Écrivez la formule de la ligne du tracé d'étalonnage sous la forme y \u003d mx + b. En poursuivant l'exemple de l'étape 3, l'équation serait y \u003d 0,440x + 0,080. Cela représente l'équation de la courbe d'étalonnage.
Étape 5. Substituer l'absorbance de la solution de concentration inconnue dans l'équation déterminée comme y et résoudre x, où x représente la concentration. Si, par exemple, une solution inconnue présentait une absorbance de 0,330, l'équation donnerait:
x \u003d (y - 0,080) /0,440 \u003d (0,330 - 0,080) /0,440 \u003d 0,568 mole par litre.
Théorie Vs. Pratique
Bien que la loi de Beer stipule que l'absorbance et la concentration sont directement proportionnelles, cela n'est expérimentalement vrai que sur des plages de concentration étroites et dans des solutions diluées. Ainsi, des solutions standard dont la concentration varie, par exemple, de 0,010 à 0,100 mole par litre, présenteront une linéarité. Cependant, une concentration de 0,010 à 1,00 mole par litre ne le sera probablement pas.
