La legge di Lambert-Beer collega l’assorbanza di una soluzione alla concentrazione della specie assorbente:
È una delle relazioni fondamentali della spettrofotometria UV-visibile e, più in generale, delle misure di assorbimento ottico.
Significato dei simboli
| Simbolo | Significato | Unità tipica |
|---|---|---|
| \displaystyle A | assorbanza, grandezza adimensionale | 1 |
| \displaystyle \varepsilon | assorbività molare alla lunghezza d’onda scelta | \displaystyle \mathrm{L\,mol^{-1}\,cm^{-1}} |
| \displaystyle c | concentrazione molare | \displaystyle \mathrm{mol/L} |
| \displaystyle l | cammino ottico della cuvetta | \displaystyle \mathrm{cm} |
L’assorbanza è definita da:
dove I_0 è l’intensità incidente e I quella trasmessa.
Forma esponenziale
Poiché A=\varepsilon cl, la trasmittanza T=I/I_0 vale:
Questa forma mostra che l’intensità trasmessa diminuisce esponenzialmente con concentrazione e cammino ottico, mentre l’assorbanza cresce linearmente.
Uso analitico
Nella pratica si misura l’assorbanza a una lunghezza d’onda fissata e si costruisce una curva di calibrazione:
In condizioni ideali, q\simeq0 e m=\varepsilon l. La concentrazione di un campione ignoto si ottiene confrontando la sua assorbanza con la retta di calibrazione.
| Operazione | Controllo necessario |
|---|---|
| scegliere la lunghezza d’onda | usare un massimo di assorbimento o una regione selettiva |
| azzerare il bianco | sottrarre solvente, cuvetta e matrice |
| costruire la calibrazione | usare standard nello stesso intervallo del campione |
| stimare l’incertezza | controllare linearità, ripetibilità e fondo |
Limiti
La legge vale bene per soluzioni diluite, luce sufficientemente monocromatica, cammino ottico noto, assenza di scattering e specie chimica stabile. Possono comparire deviazioni se:
- la concentrazione è alta e le specie interagiscono tra loro;
- il soluto si associa, dissocia o reagisce;
- la radiazione non è abbastanza monocromatica;
- la matrice diffonde luce o assorbe alla stessa lunghezza d’onda;
- lo strumento non corregge adeguatamente il fondo.
Un errore comune è trattare l’assorbanza come una percentuale. L’assorbanza è logaritmica: raddoppiare A non significa raddoppiare semplicemente la luce assorbita.
Vedi anche: Assorbanza, Cammino ottico, Spettroscopia molecolare, Chimica fisica.