Enunciato e spiegazione della legge di Lambert Beer

Enunciato e spiegazione della legge di Lambert Beer
La legge di Lambert-Beer descrive i fenomeni di assorbimento di radiazioni elettromagnetiche e sta alla base
dell'applicazione della spettrofotometria.
Supponiamo che una luce monocromatica di intensità I0 colpisca una soluzione contenuta all'interno di una cuvetta.
Sia I l’intensità del raggio che emerge dalla parte opposta; I-I0 corrisponde all'intensità della luce assorbita dal
campione.
Possiamo definire una grandezza chiamata assorbanza A come:
in cui T è un'altra grandezza chiamata trasmittanza.
La legge di Lamber-Beer riguarda l'assorbanza e dice che tale grandezza è direttamente proporzionale alla
concentrazione della soluzione contenuta nella cuvetta :
Nell'equazione precedente si ha che:
-1
-1.
ε è l'assorbività molare o coefficiente di assorbimento (estinzione) molare, la cui unità di misura è M ·cm E' una
grandezza che dipende dal tipo di solvente, dalla lunghezza d'onda utilizzata e dalla specie chimica che dà
l'assorbimento; è indipendente invece dalla temperatura.
l è il cammino ottico ovvero lo spessore della soluzione contenuta nella cuvetta e attraversato dalla luce. Viene
misurato in cm.
C è la concentrazione della soluzione contenuta nella cuvetta. La sua unità di misura è espressa in termini di molarità
M (M = mol/L) ovvero moli di soluto contenuti in litri di soluzione.
La legge di lambert-Beer è valida per soluzioni diluite la cui molarità M è inferiore a 0,01 mol/L.
Principio di funzionamento della spettrofotometria UV-visibile
La spettrofotometria (o spettrometria) UV-visibile si
basa
sull'assorbimento
elettromagnetiche monocromatiche del campo del visibile e dell'UV da parte di molecole.
di radiazioni
Questa tecnica trova applicazione nella determinazione qualitativa e quantitativa di numerose sostanze sia organiche
che inorganiche nel campo ambientale, farmaceutico e alimentare.
La figura seguente mostra lo schema a blocchi di uno spettrofotometro:
in cui:
S è la sorgente luminosa, che può essere una lampada a incandescenza per le analisi nel campo del visibile o una
lampada al deuterio per le analisi nel campo dell'UV.
M è il monocromatore che seleziona e lascia passare la lunghezza d'onda impostata dall'operatore e disperde le altre
C è la cuvetta che contiene la soluzione da analizzare.
R è il rivelatore che trasforma l'intensità della radiazione elettromagnetica giunta ad esso in un segnale elettrico
A è l'amplificatore che amplifica il segnale elettrico del rivelatore
I è il registratore che fornisce il valore di assorbanza
Esercizi
-1
-1
1)
Una sostanza mostra il massimo di assorbanza a 275 nm. Sapendo che ε275 = 8400 M cm e lo spessore
della soluzione attraversato dalla radiazione è di 1 cm. Calcolare la concentrazione di una soluzione di tale
sostanza se A275 = 0.70.
2)
In una soluzione sono presenti 4 g/L di una sostanza. Sapendo che lo spessore della soluzione attraversato
dalla radiazione è di 2 cm e che solo il 50% di radiazione incidente viene trasmessa calcolare il coefficiente di
estinzione molare. Calcolare inoltre la assorbanza se la concentrazione è di 8 g/L.
3)
Il coefficiente di estinzione molare di una soluzione è pari a 0.20 M ·cm a 450 nm. Calcolare la
concentrazione della soluzione se la luce trasmessa è il 40% e lo spessore della soluzione attraversato dalla
radiazione è di 2 cm.
4)
La citosina ha un coefficiente di estinzione molare di 6 x 10 M ·cm a 270 nm ad un valore di pH uguale a 7.
-4
Calcolare l’assorbanza e la percentuale di luce trasmessa quando la concentrazione della soluzione è 10 M
-3
e quando la concentrazione della soluzione è 10 M e lo spessore della soluzione attraversato dalla
radiazione è di 0.1 cm.
5)
Una proteina ha un coefficiente di estinzione molare pari a 16 M ·cm e un’assorbanza di 0.73 se spessore
della soluzione attraversato dalla radiazione è di 0.5 cm. Calcolare la concentrazione della soluzione.
-1
3
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-1