Análise Colorimétrica
(Lei da Cerveja ou Análise Espectrofotométrica)
Durante o funcionamento dos instrumentos, a Lei da Cerveja também envolve cálculos para determinar realmente a concentração de uma solução a partir das medições de absorvância feitas utilizando o colorímetro (ou espectrofotómetro). Há três métodos que podem ser utilizados dependendo da informação disponível. Eles envolvem o uso de proporcionalidade, gráficos e a Lei da Cerveja.
Exemplo de proporcionalidade
A abordagem de proporcionalidade a este tipo de problemas centra-se na ideia de que a absorção de uma solução é directamente proporcional à sua concentração. Ao utilizar esta abordagem é necessário ter a certeza de que os valores dados são para diferentes concentrações do mesmo produto químico medido sob as condições SAME (AMBOS o comprimento de onda e o comprimento de trajecto).
P>Question: Uma solução com uma concentração de 0,14M é medida para ter uma absorvância de 0,43. Outra solução da mesma substância química é medida nas mesmas condições e tem uma absorvância de 0,37. Qual é a sua concentração?
A solução para este problema pode ser configurada usando a equação mostrada abaixo, que diz simplesmente que o rácio das concentrações é proporcional ao rácio de absorvâncias. Podemos usar c1 para representar a concentração desconhecida. Pode-se derivar esta equação da lei da cerveja (Absorbância = e L c)
C1 / C2 = A1 / A2
(APENAS para absorvâncias que são medidas/previstas no comprimento de onda SAME)
Portanto,
C1 = (A1 / A2) * C2
Substituir todos os valores como se segue:
A1 = 0.37; A2= 0,43 & C2=0,14M
Thus, C1 = 0,12M
Exemplo de grafismo
O método de grafismo é necessário quando vários conjuntos de dados envolvendo SOLUÇÕES NORMAIS estão disponíveis para concentração e absorção. Esta é provavelmente a forma mais comum de análise da Lei de Cerveja baseada em dados experimentais recolhidos em laboratório.
Grafar os dados permite verificar a suposição de que a Lei de Cerveja é válida, procurando uma relação linear para os dados.
P>Questão: Qual é a concentração de uma amostra de 1,00 cm (comprimento do caminho) que tem uma absorvância de 0,60?
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0.41
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0.55
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| >div>0.69 |
A solução para o problema aqui é fazer um gráfico dos dados e traçar uma linha recta através dos pontos. Se os pontos de dados estiverem na linha ou perto dela, isso irá confirmar que a absorção e concentração são proporcionais e a Lei da Cerveja é válida para esta situação.
Recordar que a Lei da Cerveja é expressa como Absorvância = e L c. Para encontrar a concentração para uma solução que tenha uma absorvância de 0,60, terá primeiro de encontrar a inclinação da linha BEST-FIT. A partir da inclinação da linha best fit juntamente com a absorvância, pode agora calcular a concentração para essa solução (i.e. Concentração = Absorbância / Inclinação)
Nota que a FLUXO da linha best fit neste caso é de facto o PRODUTO da constante de absorção molar e o comprimento do caminho (1.00cm).
Exemplo da Lei da Cerveja
Aqui está um exemplo de utilização directa da Equação da Lei da Cerveja (Absorbância = e L c) quando lhe foi dada a constante de absorção molar (ou coeficiente de extinção molar). Nesta equação, e é o coeficiente de extinção molar. L é o comprimento do percurso do suporte da célula. c é a concentração da solução.
Nota: Na realidade, a constante de absorptividade molar não é normalmente dada. O método comum de trabalhar com a lei da cerveja é de facto o método gráfico (ver acima).
Question: A constante de absorção molar de um determinado produto químico é 1,5/M-cm. Qual é a concentração de uma solução feita a partir deste químico que tem uma absorvância de 0,72 com um comprimento de percurso celular de 1,1cm?