Legge di Lambert-Beer: Esercizi svolti, assorbanza e trasmittanza
La legge di Lambert-Beer è fondamentale nell’analisi chimica quantitativa poiché stabilisce una relazione diretta tra l’estinzione e la concentrazione della sostanza disciolta. Quando una radiazione luminosa attraversa un mezzo trasparente, parte di essa viene riflessa e parte si rifrange nel mezzo. La diminuzione dell’intensità di questa frazione man mano che la radiazione si propaga è alla base della legge di Lambert-Beer.
Il rapporto tra l’intensità della luce incidente (Io) e l’intensità della luce che fuoriesce (I) definisce la trasmittanza del mezzo. Il logaritmo decimale del reciproco della trasmittanza prende il nome di estinzione o assorbanza: A = log 1/T = log Io/I.
La legge di Lambert-Beer stabilisce una proporzionalità diretta tra l’assorbanza e la concentrazione della specie assorbente, espressa dall’equazione A = log Io/I = abc, dove “a” rappresenta l’assorbanza specifica, “b” lo spessore della soluzione attraversato dalla radiazione e “c” la concentrazione della sostanza assorbente nella soluzione.
La linearità si verifica di solito in ristretti intervalli di concentrazione. La relazione lineare tra A e c non è sempre verificata al crescere della concentrazione, e ciò può portare a deviazioni dalla legge di Lambert-Beer con scarsa attendibilità del dato analitico.
Per determinare la concentrazione di una soluzione incognita, solitamente si costruisce una retta di taratura, dove vengono misurate l’assorbanza di soluzioni a titolo noto al fine di determinare la concentrazione della soluzione incognita per interpolazione conoscendone l’assorbanza.
*Esercizi svolti*
1) Una sostanza mostra il massimo di assorbanza a 275 nm con ε275 = 8400 M-1 cm-1 e lo spessore della soluzione di 1 cm. Applicando la legge di Lambert-Beer si calcola la concentrazione della soluzione ottenendo c = 8.33 ∙ 10-5 M.
2) In una soluzione con 4 g/L di una sostanza e uno spessore di 2 cm, calcolando il coefficiente di estinzione molare e la luce trasmessa con una concentrazione di 8 g/L – si ottiene un ε di 0.0376 e una luce trasmessa pari al 25%.
3) Con un coefficiente di estinzione molare di 0.20 a 450 nm, una luce trasmessa del 40% e uno spessore di 2 cm, la concentrazione della soluzione risulta pari a 0.995.
4) Calcolando l’assorbanza e la percentuale di luce trasmessa con diverse concentrazioni di soluzione di citosina, si ottengono i valori corrispondenti.
5) Infine, una proteina con un coefficiente di estinzione molare di 16 e un’assorbanza di 0.73 su uno spessore di 0.5 cm porta a una concentrazione della soluzione di 0.091 g/100 mL.
Questi esercizi forniscono un’applicazione pratica della legge di Lambert-Beer e dimostrano il suo ruolo cruciale nell’analisi chimica quantitativa.