Les chimistes utilisent fréquemment un instrument appelé spectromètre ultraviolet-visible ou UV-Vis pour mesurer la quantité de rayonnement ultraviolet et visible absorbée par les composés. La quantité de rayonnement ultraviolet ou visible absorbée par un composé dépend de trois facteurs: la concentration, c, de l'échantillon; la longueur de trajet, l, du porte-échantillon, qui détermine la distance sur laquelle l'échantillon et le rayonnement interagissent; et le coefficient d'absorption molaire, e, parfois appelé coefficient d'extinction molaire. L'équation est exprimée sous la forme A = ecl et est connue sous le nom de loi de Beer. L'équation contient donc quatre variables, et pour déterminer l'une des quatre, il faut des valeurs connues pour trois.
Déterminer l'absorbance du composé à la longueur d'onde souhaitée. Cette information peut être extraite du spectre d'absorbance produit par n'importe quel instrument UV-Vis standard. Les spectres sont normalement tracés en tant qu'absorbance vs. longueur d'onde en nanomètres. Généralement, l'apparition d'éventuels « pics » dans le spectre indique les longueurs d'onde d'intérêt.
Calculez la concentration de l'échantillon en moles par litre, mol/L, également appelée molarité, M. L'équation générale de la molarité est
M = (grammes d'échantillon) / (poids moléculaire du composé) / litres de solution.
Par exemple, un échantillon contenant 0,10 gramme de tétraphénylcyclopentadiénone, avec un poids moléculaire de 384 grammes par mole, dissous et dilué dans du méthanol jusqu'à un volume final de 1,00 litre présenterait une molarité de:
M = (0,10 g) / (384 g/mol) / (1,00 L) = 0,00026 mol/L.
Déterminer la longueur du chemin à travers le porte-échantillon. Dans la plupart des cas, il s'agit de 1,0 cm. D'autres longueurs de trajet sont possibles, notamment lorsqu'il s'agit de porte-échantillons destinés à des échantillons gazeux. De nombreux spectroscopistes incluent la longueur du trajet optique avec les informations de l'échantillon imprimées sur le spectre d'absorbance.
Calculez le coefficient d'absorption molaire selon l'équation A = ecl, où A est l'absorbance, c est la concentration en moles par litre et l est la longueur du trajet en centimètres. Résolue pour e, cette équation devient e = A / (cl). Poursuivant l'exemple de l'étape 2, la tétraphénylcyclopentadiénone présente deux maxima dans son spectre d'absorbance: 343 nm et 512 nm. Si la longueur du trajet était de 1,0 cm et l'absorbance à 343 était de 0,89, alors
e (343) = A / (cl) = 0,89 / (0,00026 * 1,0) = 3423
Et pour l'absorbance de 0,35 à 512 nm,
e (512) = 0,35 / (0,00026 * 1,0) = 1346.
Choses dont vous aurez besoin
- Calculatrice
- Spectre d'absorbance