Come ricavare la concentrazione di una soluzione da misure spettrofotometriche

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Una tecnica analitica largamente utilizzata sfrutta il fenomeno dell'assorbimento delle radiazioni elettromagnetiche da parte delle soluzioni. Nello specifico prende il nome di spettrofotometria oppure fotometria, a seconda delle condizioni sperimentali e strumentali di misura. Questo genere di analisi torna particolarmente utile nella determinazione di quantità estremamente piccole, laddove la maggior parte dei metodi analitici si rivelano essere imprecisi se non addirittura inadeguati. In questa semplice ed esauriente guida, passo dopo passo, vi forniremo tutte le principali indicazioni su come è possibile ricavare la concentrazione di una soluzione da misure spettrofotometriche nel migliore dei modi. Questo tipo di procedura può essere appreso senza particolari problemi, anche se necessita di un po' di tempo, nonché di un costante esercizio al tempo stesso. L'argomento del presente articolo è oggetto di studio nelle varie lezioni di chimica nelle scuole superiori ad indirizzo tecnico, e l'insegnante può spesso effettuare dei compiti in classe inerenti a questo tipo di concentrazione.

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Per prima cosa è necessario tenere in considerazione che quando si consente di fare attraversare la soluzione in esame da una radiazione (come avviene in uno spettrofotometro), si dovrebbe riscontrare che si verifica un certo assorbimento di determinate lunghezze d'onda della radiazione da parte della soluzione stessa. Dobbiamo anche precisare che l'entità dell'assorbimento è strettamente collegato alla concentrazione ed allo spessore della soluzione attraversata. Ciascuna sostanza, risulta presentare una caratteristica "carta d'identità", la quale viene tecnicamente definita spettro di assorbimento. Questa caratteristica mostra le frequenze preferenziali di assorbimento di tutto quanto lo spettro elettromagnetico.

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Indicando con I0 l'intensità del raggio incidente e con l'intensità del raggio trasmesso da uno spessore "d" di una determinata soluzione con concentrazione "c", si definisce la trasmittanza il rapporto T = I0 / I. A questo punto si dovrebbe, pertanto, effettuare il logaritmo negativo della trasmittanza. Di conseguenza si andrà a ricavare l'assorbanza "A", la quale viene definita anche come estinzione oppure densità ottica. Quest'ultima risulta essere proporzionale al prodotto tra lo spessore della soluzione attraversata e la concentrazione, derivante dal calcolo matematico: A = - log T = Log I/ I0 = %u0190 · d · c. Questa formula deve essere utilizzata per rappresentare quella che è definita come la legge di Lambert Beer, la quale governa l'assorbimento di ciascun genere di reazione elettromagnetica e consente di calcolare la concentrazione delle soluzioni da misure di assorbanza. È fondamentale tenere in considerazione che la costante %u0190 = A / d · c, nel caso in cui la concentrazione della soluzione sia espressa in moli/litro, è definita coefficiente molare di estinzione oppure assorbitività molare.

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Supponiamo, a questo punto, di avere una soluzione che presenti un coefficiente di estinzione molare, ad una determinata lunghezza d'onda, pari a 260. Inoltre, sempre in questo piccolo esempio, consideriamo che ci sia una trasmittanza di 0,55 con 2 centimetri di soluzione. Per determinare la concentrazione in moli/litro (ovvero la molarità) della soluzione, si deve fare riferimento alla legge di Lambert Beer. Pertanto occorre ricavare, da quest'ultima, quella che è la formula inversa per calcolare la concentrazione. A questo punto, avremo: c = - log T /(d · %u0190). Il prossimo procedimento consiste nell'inserire, nella formula medesima, i corrispondenti valori numerici: c = - log 0,55 /(2 · 260). Quindi, non rimane altro da fare che svolgere il calcolo appena citato e si troverà che la concentrazione della soluzione è pari a 0,0005 moli/litro. Anche in questo caso, internet ci viene incontro, ed in caso di ulteriori dubbi tutti gli studenti di chimica che sono alle prese con questo argomento possono trovare delle fonti attendibili, con tanto di spiegazione pratica.

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