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Les chimistes utilisent fréquemment un instrument appelé spectromètre ultraviolet visible, UV-Vis, pour mesurer la quantité de rayonnement ultraviolet et visible absorbée par les composés. La quantité de rayonnement ultraviolet ou visible absorbée par un composé dépend de trois facteurs: la concentration, c, de l'échantillon; la longueur du trajet, l, du porte-échantillon, qui détermine la distance sur laquelle l'échantillon et le rayonnement interagissent; et le coefficient d'absorption molaire, e, parfois appelé coefficient d'extinction molaire. L’équation est exprimée par A = ecl et est appelée loi de Beer. L'équation contient donc quatre variables et pour déterminer l'une quelconque des quatre, il faut connaître les valeurs connues pour trois.
Calculs
Déterminez l'absorbance du composé à la longueur d'onde souhaitée. Ces informations peuvent être extraites du spectre d'absorbance produit par tout instrument UV-Vis standard. Les spectres sont normalement représentés sous forme d'absorbance en fonction de la longueur d'onde en nanomètres. En règle générale, l'apparition de «pics» dans le spectre indique les longueurs d'onde d'intérêt.
Calculez la concentration de l'échantillon en moles par litre, mol / L, également appelée molarité, M. L'équation générale pour la molarité est
M = (grammes d'échantillon) / (poids moléculaire du composé) / litres de solution.
Par exemple, un échantillon contenant 0,10 gramme de tétraphénylcyclopentadiénone, d'un poids moléculaire de 384 grammes par mole, dissous et dilué dans du méthanol à un volume final de 1,00 litre présenterait une molarité de:
M = (0,10 g) / (384 g / mol) / (1,00 L) = 0,00026 mol / L.
Déterminez la longueur du chemin à travers le porte-échantillon. Dans la plupart des cas, il s'agit de 1,0 cm. D'autres longueurs de chemin sont possibles, en particulier lorsqu'il s'agit de porte-échantillons destinés aux échantillons gazeux. De nombreux spectroscopistes incluent la longueur de trajet avec les informations d'échantillon éditées sur le spectre d'absorbance.
Calculez le coefficient d'absorption molaire selon l'équation A = ecl, où A est l'absorbance, c est la concentration en moles par litre et l est la longueur du trajet en centimètres. Résolue pour e, cette équation devient e = A / (cl). En reprenant l'exemple de l'étape 2, la tétraphénylcyclopentadiénone présente deux maxima dans son spectre d'absorbance: 343 nm et 512 nm. Si la longueur du trajet était de 1,0 cm et que l'absorbance à 343 était de 0,89, alors
e (343) = A / (cl) = 0,89 / (0,00026 * 1,0) = 3423
Et pour l'absorbance de 0,35 à 512 nm,
e (512) = 0,35 / (0,00026 * 1,0) = 1346.