LA LEGGE DI LAMBERT-BEER BEER Esperienza con il sensore colorimetrico La legge Il colorimetro August Beer (1825-1863) L esperienza Johann Heinrich Lambert (1728-1777) Realizzato da
La legge di Lambert - Beer Ogni sostanza è in grado di assorbire una determinata radiazione elettromagnetica e sfruttando questa proprietà è possibile determinare la concentrazione di questa sostanza. Ogni sostanza ha uno spettro di assorbimento; questa proprietà si può estendere alle soluzioni attraverso una legge chiamata Legge di Lambert-Beer che dice che dalla intensità del colore che fuoriesce da una radiazione monocromatica che attraversa la soluzione è possibile risalire alla sua concentrazione. Questa legge afferma inoltre che se una radiazione monocromatica passa attraverso una soluzione, l assorbanza subita dalla radiazione è direttamente proporzionale allo spessore ed alla concentrazione.
Assorbanza e curva di taratura In chimica, l assorbanza (A) è definita come la quantità di luce assorbita da una sostanza; secondo la legge di Lambert-Beer questo valore è un coefficiente che dipende dalla natura della sostanza considerata (assorbilità, a), dal cammino ottico del fascio luminoso all interno di essa (l) e dalla sua concentrazione (c), secondo la formula: A= a l c E possibile costruire un grafico cartesiano tra assorbanza e concentrazione di una soluzione, la cui retta, che esprimerà una relazione di diretta proporzionalità, sarà definita come retta di taratura.
Retta di taratura La retta di taratura è spesso utilizzata, a partire da valori di assorbanza e concentrazione noti di una soluzione, per determinare la concentrazione incognita di una soluzione partendo dalla sua assorbanza a 610nm. Ecco un esempio di retta di taratura: Assorban nza 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 Concentrazione
Il colorimetro Il colorimetro è un dispositivo costituito da quattro differenti componenti: una sorgente luminosa policromatica, dei filtri polarizzatori per diversi colori, una fessura che incanala i raggi luminosi verso la cuvette contenente la soluzione e una fotocellula l in grado di rilevare la trasmittanza del fascio luminoso (ovvero la quantità di luce che attraversa la sostanza, utilizzata per calcolare, attraverso una differenza, l assorbanza della soluzione). Solitamente il calorimetro è collegato ad un calcolatore, che elabora in tempo reale i dati raccolti.
L esperienza Determinazione della concentrazione incognita di una soluzione nota tramite l applicazione della legge di Lambert-Beer e la costruzione della retta di taratura. Preparazione di un matraccio tarato contenente una soluzione madre di 100ml di Cu(NO 3 ) 2 [Nitrato di rame] a concentrazione 0,25M; Preparazione di quattro cuvette con la stessa soluzione, a concentrazioni diverse (0, 20M; 0,15M; 0,10M; 0,05M); Taratura del colorimetro tramite una cuvetta contenente acqua distillata; Raccolta dati relativi all assorbanza a 610 nm di lunghezza d onda (λ) di ogni cuvetta. A 610 nm il colore assorbito è l arancione, mentre il colore della sostanza da analizzare deve essere blu-azzurro. Preparazione di una soluzione a concentrazione incognita (C x ) di Cu(NO 3 ) 2 e calcolo della relativa assorbanza; Costruzione della retta di taratura e determinazione della concentrazione ignota tramite metodo grafico e applicazione del rapporto c/a relativo alle altre misurazioni rispetto alla misura A x di assorbanza della soluzione con concentrazione incognita. Risultati e grafico della nostra esperienza
I risultati della nostra esperienza Provetta nr Volume sol madre [ml] Volume acqua [ml] Concentrazione [M] Assorbanza 1 2 8 0,05 0,093 2 4 6 0,1 0,185 3 6 4 0,15 0,264 4 8 2 0,2 0,353 5 10 0 0,25 0,427 6 x x? 0,214 Retta di taratura Calcolo della concentrazione ignota: C x = A x * (C m / A m ) C x =0,214*(0,25/0,42t) = = 0,125 M (Molarità) As ssorbanza 0,45 0,4 035 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0 0,093 0,185 0,264 0,353 0,427 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 Concentrazione
Realizzazione Classe IV F Studenti: Martino Giovanni Prisciandaro Michele Docente di Chimica e laboratorio: Prof. Leonardo Giannini Tecnico di laboratorio: Sig.ra Maria Casucci Anno scolastico 2006/2007