Muchos compuestos absorben luz en la porción visible o ultravioleta del espectro electromagnético. Usando la ley de Beer, puedes calcular la concentración de una solución según la cantidad de luz que absorbe.
Usar la ley de Beer
La ley de Beer rige 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 debería 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 puede determinarse midiendo su absorbancia.
Calculando la concentración de la solución
Paso 1. Construya una gráfica de calibración de la absorbancia en el eje y y la concentración en el eje x para las soluciones estándar. 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 que se ajuste mejor a los puntos de datos y amplíe la línea para intersecar el eje y. Elija dos puntos aleatorios, no puntos de datos, en la línea y determine sus coordenadas xey. Etiquete estas coordenadas como (x1, y1) y (x2, y2).
Paso 3. Calcule la pendiente, m, de la línea de acuerdo con la fórmula m = (y1 - y2) /(x1 - x2 ) Determine el intercepto en y, abreviado b, al anotar 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 está dada por:
m = (0.105 - 0.315) /(0.050 - 0.525) = 0.440.
Si la línea cruza el eje y a 0.08, este valor representa la intersección en y.
Paso 4. Escribe la fórmula de la línea de la gráfica de calibración en la forma y = mx + b. Continuando con el ejemplo del Paso 3, la ecuación sería y = 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 exhibe una absorbancia de 0.330, la ecuación arrojaría:
x = (y - 0.080) /0.440 = (0.330 - 0.080) /0.440 = 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 desde, por ejemplo, 0,010 a 0,100 moles por litro exhibirán linealidad. Un rango de concentración de 0.010 a 1.00 moles por litro, sin embargo, probablemente no lo hará.
