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 -1 -1 -1 -1 -1