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.
Utiliser 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, lorsque la concentration d'un composé dissous dans un solvant donné augmente, l'absorbance de la solution devrait également augmenter proportionnellement. Les chimistes profitent de cette relation pour déterminer la concentration de solutions inconnues. Ceci nécessite d'abord des données d'absorbance sur une série de solutions de concentration connue appelées solutions étalons. Les données d'absorbance et de concentration sont ensuite tracées dans une courbe d'étalonnage pour établir leur relation mathématique. La concentration de l'échantillon inconnu peut être déterminée en mesurant son absorbance.
Calculer la concentration de la solution
Étape 1. Construire une courbe d'étalonnage de l'absorbance sur l'axe des y et la concentration sur l'axe des x pour les solutions standard. Les points de données devraient tomber sur une ligne raisonnablement droite. Deux points de données représentent le minimum absolu, et plus c'est mieux.
Étape 2. Tracez une ligne droite "best-fit" à travers les points de données et étendez la ligne pour couper l'axe des y. Choisissez deux points aléatoires, pas des points de données, sur la ligne et déterminez leurs coordonnées x et y. Marquez ces coordonnées comme (x1, y1) et (x2, y2).
Étape 3. Calculez la pente, m, de la ligne selon la formule m = (y1 - y2) /(x1 - x2 ). Déterminer l'ordonnée à l'origine, en abrégé b, en notant la valeur y où la ligne croise l'axe des 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 = (0.105 - 0.315) /(0.050 - 0.525) = 0.440.
Si la ligne croise l'axe des ordonnées à 0.08, alors cette valeur représente l'ordonnée à l'origine.
Etape 4. Ecrire la formule de la droite du tracé d'étalonnage dans le formulaire y = mx + b. En continuant l'exemple de l'étape 3, l'équation serait y = 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 par y et résoudre pour x, où x représente la concentration. Si, par exemple, une solution inconnue présentait une absorbance de 0,330, l'équation donnerait:
x = (y - 0,080) /0,440 = (0,330 - 0,080) /0,440 = 0,568 mole par litre. >
Théorie vs. Pratique
Bien que la loi de Beer stipule que l'absorbance et la concentration sont directement proportionnelles, expérimentalement, cela n'est vrai que sur des plages de concentration étroites et dans des solutions diluées. Ainsi, des solutions étalons dont la concentration est comprise par exemple entre 0,010 et 0,100 mole par litre présenteront une linéarité. Une gamme de concentration de 0,010 à 1,00 mole par litre, cependant, ne sera probablement pas.
