La legge principale dell’analisi in assorbimento, conosciuta anche come legge di Lambert-Beer, stabilisce una relazione crucial tra l’estinzione e la concentrazione del composto disciolto ed è fondamentale nell’analisi chimica quantitativa.
Quando la radiazione luminosa colpisce un mezzo trasparente, parte della luce viene riflessa e parte si propaga attraverso il mezzo. L’intensità di questa frazione diminuisce man mano che la luce si propaga, quindi l’intensità in uscita sarà inferiore.
Indice Articolo
- Trasmittanza e Assorbanza:
- trasmittanza
- A = log 1/T = log Io/I
- A = log Io/I = abc
- a
- assorbanza specifica
- b
- c
- coefficiente di estinzione molare
- ε
- A = εbc
- Deviazioni dalla legge di Lambert-Beer:
- Fattori che influenzano le deviazioni:
- Presenza di elettroliti:
- pH:
- Punto Isosbestico e Cromofori Interconvertibili
- Effetto del pH sullo Spettro di Assorbanza
- Complessazione, Associazione e Dissociazione
- Fattori che possono influenzare la Legge di Lambert-Beer
Trasmittanza e Assorbanza:
L’Io rappresenta l’intensità della luce incidente, mentre I è l’intensità della luce che esce. Il rapporto I/Io viene definito come
trasmittanza
totale del mezzo. Il logaritmo decimale del reciproco della trasmittanza è chiamato estinzione o assorbanza:A = log 1/T = log Io/I
.La legge di Lambert-Beer indica una relazione diretta tra l’assorbanza e la concentrazione della sostanza che assorbe:
A = log Io/I = abc
. In questa formula,a
rappresenta una costante di proporzionalità chiamataassorbanza specifica
,b
è lo spessore della soluzione attraversato dalla radiazione espresso in centimetri, ec
è la concentrazione della sostanza assorbente nella soluzione. Se la concentrazione è espressa in mol/L, l’assorbanza specifica è nota comecoefficiente di estinzione molare
,ε
, e quindiA = εbc
.Deviazioni dalla legge di Lambert-Beer:
La legge di Lambert-Beer non è sempre valida e si possono verificare deviazioni positive o negative. Queste deviazioni possono essere causate da diversi fattori. Ad esempio, la presenza di elettroliti ad alte concentrazioni potrebbe alterare la distribuzione della carica delle specie circostanti.
Fattori che influenzano le deviazioni:
1.
Presenza di elettroliti:
Le alte concentrazioni di soluto possono alterare la distribuzione delle cariche delle specie circostanti, influenzando l’assorbimento e provocando uno shift nella lunghezza d’onda assorbita.2.
pH:
Alcune sostanze possono essere influenzate dalla presenza di ioni H+. Ad esempio, gli indicatori acido-base possono subire variazioni di assorbanza a diverse lunghezze d’onda a seconda del pH della soluzione.La legge di Lambert-Beer resta valida per soluzioni diluite, con concentrazioni inferiori a 10 mM. Al di là di questa soglia, l’analita può comportarsi in modo diverso a causa delle interazioni con il solvente e le altre molecole di soluto.
Punto Isosbestico e Cromofori Interconvertibili
Il blu bromotimolo mostra un punto isosbestico a 501 nm, dove tutte le specie presenti in soluzione hanno la stessa assorbanza. Questo fenomeno si verifica perché le specie chimiche coinvolte sono cromofori interconvertibili, il che significa che l’assorbanza a questa lunghezza d’onda non dipende dalla concentrazione delle singole specie, ma dalla loro somma.
Effetto del pH sullo Spettro di Assorbanza
Il fenomeno del punto isosbestico si manifesta in presenza di cromofori interconvertibili, mostrando una lunghezza d’onda in cui l’assorbanza rimane costante e indipendente dal pH della soluzione. Questo aspetto è evidenziato nel grafico che riporta l’andamento dell’assorbanza al variare della lunghezza d’onda per il blu bromotimolo a diversi valori di pH.
Complessazione, Associazione e Dissociazione
Alcuni sali hanno la capacità di formare complessi con colori differenti rispetto ai singoli composti. A basse concentrazioni, la legge di Lambert-Beer è rispettata, ma a concentrazioni elevate le deviazioni diventano significative a causa della maggiore formazione dei complessi. Analoghe deviazioni si osservano quando l’analita si dissocia o si associa in soluzione, poiché la presenza delle specie dipende dalla concentrazione.
Fattori che possono influenzare la Legge di Lambert-Beer
Deviazioni dalla legge di Lambert-Beer possono essere causate da diversi fattori, come la presenza di radiazione non-monocromatica o variazioni di temperatura non controllate. In tali casi, l’assorbanza potrebbe deviare dai valori previsti dalla legge e rendere necessario un aggiustamento per tener conto di tali condizioni.
Queste variazioni e deviazioni dalla legge di Lambert-Beer sottolineano l’importanza di considerare attentamente le condizioni sperimentali e i fattori influenzanti durante lo studio della spettrofotometria.
