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De nombreux composés absorbent la lumière dans la partie visible ou ultraviolette du spectre électromagnétique. En utilisant la loi de Beers, vous pouvez calculer la concentration d'une solution en fonction de la quantité de lumière absorbée.
Utilisation de la loi sur la bière
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. Cette première nécessite 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 dans 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 les solutions étalons. Les points de données doivent se situer sur une ligne raisonnablement droite. Deux points de données représentent le minimum absolu, et plus c'est mieux.
Étape 2. Tracez une ligne droite «optimale» entre les points de données et prolongez la ligne pour croiser l'axe des y. Choisissez deux points aléatoires, et non des points de données, sur la ligne et déterminez leurs coordonnées x et y. Étiquetez ces coordonnées comme suit (x1, y1) et (x2, y2).
Étape 3. Calculez la pente m de la droite selon la formule m = (y1 - y2) / (x1 - x2). Déterminez l'ordonnée à l'origine, en abrégé b, en notant la valeur y à l'endroit où la ligne croise l'axe des y. Par exemple, pour deux points aléatoires de la ligne 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 coupe l'axe des y à 0,08, cette valeur représente l'ordonnée à l'origine.
Étape 4. Écrivez la formule de la ligne du tracé de calibration sous la forme y = mx + b. En reprenant l'exemple de l'étape 3, l'équation serait y = 0,440x + 0,080. Ceci représente l'équation de la courbe d'étalonnage.
Étape 5. Substituez l'absorbance de la solution de concentration inconnue dans l'équation déterminée par y et résolvez 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. Entraine toi
Bien que la loi de Beer stipule que l’absorbance et la concentration sont directement proportionnelles, ceci n’est vrai, à titre expérimental, que dans des gammes de concentrations étroites et dans des solutions diluées. Ainsi, les solutions standard dont la concentration varie par exemple de 0,010 à 0,100 mole par litre présenteront une linéarité. Une plage de concentration de 0,010 à 1,00 mole par litre ne le sera probablement pas.