Muitos compostos absorvem a luz na parte visível ou ultravioleta do espectro eletromagnético. Usando a lei de Beer, você pode calcular a concentração de uma solução com base em quanta luz ela absorve.
Usando a lei de Beer
A lei de Beer governa a quantidade de radiação absorvida e indica que a absorvância é diretamente proporcional à concentração. Assim, à medida que a concentração de um composto dissolvido em um determinado solvente aumenta, a absorvância da solução também deve aumentar proporcionalmente. Os químicos aproveitam essa relação para determinar a concentração de soluções desconhecidas. Isso primeiro requer dados de absorvância em uma série de soluções de concentração conhecidas, denominadas soluções padrão. Os dados de absorbância e concentração são plotados em uma curva de calibração para estabelecer sua relação matemática. A concentração da amostra desconhecida pode ser determinada medindo sua absorvância.
Calculando a concentração da solução
Etapa 1. Construa um gráfico de calibração de absorvância no eixo y e concentração no eixo x para o padrão soluções. Os pontos de dados devem cair ao longo de uma linha razoavelmente reta. Dois pontos de dados representam o mínimo absoluto e mais é melhor.
Etapa 2. Desenhe uma linha reta de "melhor ajuste" através dos pontos de dados e estenda a linha para cruzar o eixo y. Escolha dois pontos aleatórios, não pontos de dados, na linha e determine suas coordenadas x e y. Rotule essas coordenadas como (x1, y1) e (x2, y2).
Etapa 3. Calcule a inclinação m da linha de acordo com a fórmula m \u003d (y1 - y2) /(x1 - x2 ) Determine a interceptação em y, abreviada b, observando o valor de y onde a linha cruza o eixo y. Por exemplo, para dois pontos aleatórios na linha nas coordenadas (0,050, 0,105) e (0,525, 0,315), a inclinação é dada por:
m \u003d (0,105 - 0,315) /(0,050 - 0,525) \u003d 0.440.
Se a linha cruzar o eixo y em 0,08, esse valor representa a interceptação em y.
Etapa 4. Escreva a fórmula da linha do gráfico de calibração no formato y \u003d mx + b. Continuando o exemplo da Etapa 3, a equação seria y \u003d 0,440x + 0,080. Isso representa a equação da curva de calibração.
Etapa 5. Substitua a absorvância da solução de concentração desconhecida na equação determinada como y e resolva para x, onde x representa a concentração. Se, por exemplo, uma solução desconhecida exibisse uma absorvância de 0,330, a equação produziria:
x \u003d (y - 0,080) /0,440 \u003d (0,330 - 0,080) /0,440 \u003d 0,568 moles por litro.
Teoria vs. Prática
Embora a lei de Beer afirme que a absorbância e a concentração são diretamente proporcionais, experimentalmente isso é verdade apenas em faixas estreitas de concentração e em soluções diluídas. Assim, soluções padrão que variam em concentração de, por exemplo, 0,010 a 0,100 moles por litro exibirão linearidade. Uma faixa de concentração de 0,010 a 1,00 moles por litro, no entanto, provavelmente não será.
