Muitos compostos absorvem luz na porção visível ou ultravioleta do espectro eletromagnético. Usando a lei de Beer, você pode calcular a concentração de uma solução com base na quantidade de luz que absorve.
Usando a Lei de Beer
A lei de Beer rege a quantidade de radiação absorvida e indica que a absorbância é diretamente proporcional a concentração. Assim, à medida que a concentração de um composto dissolvido em um determinado solvente aumenta, a absorbância da solução também deve aumentar proporcionalmente. Os químicos aproveitam essa relação para determinar a concentração de soluções desconhecidas. Isso primeiro requer dados de absorbância em uma série de soluções de concentração conhecidas, chamadas soluções padrão. Os dados de absorbância e concentração são então plotados em uma curva de calibração para estabelecer sua relação matemática. A concentração da amostra desconhecida pode ser determinada medindo sua absorbância.
Calculando a concentração da solução
Etapa 1. Construa um gráfico de calibração da absorbância no eixo y e concentração no eixo x para as soluções padrão. Os pontos de dados devem cair ao longo de uma linha reta razoável. Dois pontos de dados representam o mínimo absoluto, e mais é melhor.
Etapa 2. Desenhe uma linha reta de “melhor ajuste” pelos 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 = (y1 - y2) /(x1 - x2 ). Determine a intercepção de y, abreviada b, anotando 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 = (0,105-0,315) /(0,050-0,525) = 0,440.
Se a linha cruza o eixo y em 0,08, esse valor representa a interceptação y.
Etapa 4. Escreva a fórmula da linha da plotagem de calibração na forma y = mx + b. Continuando o exemplo da Etapa 3, a equação seria y = 0,440x + 0,080. Isto representa a equação da curva de calibração.
Passo 5. Substitua a absorbância da solução de concentração desconhecida na equação determinada como y e resolva para x, onde x representa concentração. Se, por exemplo, uma solução desconhecida exibisse uma absorvência de 0,330, a equação daria:
x = (y - 0,080) /0,440 = (0,330 - 0,080) /0,440 = 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 de concentração restritas 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.
