Muchos compuestos absorben la luz en la porción visible o ultravioleta del espectro electromagnético. Usando la ley de Beer, puede calcular la concentración de una solución en función de la cantidad de luz que absorbe.
Usando la ley de Beer
La ley de Beer regula la cantidad de radiación absorbida e indica que la absorbancia es directamente proporcional a la concentración. Por lo tanto, a medida que aumenta la concentración de un compuesto disuelto en un disolvente dado, la absorbancia de la solución también debe aumentar proporcionalmente. Los químicos aprovechan esta relación para determinar la concentración de soluciones desconocidas. Esto primero requiere datos de absorbancia en una serie de soluciones de concentración conocida llamadas soluciones estándar. Los datos de absorbancia y concentración se trazan en una curva de calibración para establecer su relación matemática. La concentración de la muestra desconocida se puede determinar midiendo su absorbancia.
Cálculo de la concentración de la solución
Paso 1. Construya una gráfica de calibración de la absorbancia en el eje yy la concentración en el eje x para el estándar. soluciones Los puntos de datos deben caer a lo largo de una línea razonablemente recta. Dos puntos de datos representan el mínimo absoluto, y más es mejor.
Paso 2. Dibuje una línea recta de "mejor ajuste" a través de los puntos de datos y extienda la línea para intersecar el eje y. Elija dos puntos aleatorios, no puntos de datos, en la línea y determine sus coordenadas x e y. Etiquete estas coordenadas como (x1, y1) y (x2, y2).
Paso 3. Calcule la pendiente, m, de la línea de acuerdo con la fórmula m \u003d (y1 - y2) /(x1 - x2 ) Determine la intersección y, abreviada b, observando el valor y donde la línea cruza el eje y. Por ejemplo, para dos puntos aleatorios en la línea en las coordenadas (0.050, 0.105) y (0.525, 0.315), la pendiente viene dada por:
m \u003d (0.105 - 0.315) /(0.050 - 0.525) \u003d 0.440.
Si la línea cruza el eje y en 0.08, entonces este valor representa la intersección en y.
Paso 4. Escriba la fórmula de la línea de la gráfica de calibración en el formulario y \u003d mx + b. Continuando con el ejemplo del Paso 3, la ecuación sería y \u003d 0.440x + 0.080. Esto representa la ecuación de la curva de calibración.
Paso 5. Sustituya la absorbancia de la solución de concentración desconocida en la ecuación determinada como y y resuelva para x, donde x representa la concentración. Si, por ejemplo, una solución desconocida exhibiera una absorbancia de 0.330, la ecuación produciría:
x \u003d (y - 0.080) /0.440 \u003d (0.330 - 0.080) /0.440 \u003d 0.568 moles por litro.
Teoría vs. Práctica
Aunque la ley de Beer establece que la absorbancia y la concentración son directamente proporcionales, experimentalmente esto solo es cierto en rangos de concentración estrechos y en soluciones diluidas. Por lo tanto, las soluciones estándar que varían en concentración de, por ejemplo, 0.010 a 0.100 moles por litro exhibirán linealidad. Sin embargo, un rango de concentración de 0.010 a 1.00 moles por litro probablemente no.
