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Calcolo della concentrazione di un composto tramite la legge di Beer

Esercizio sul calcolo della concentrazione di un composto tramite la legge di Beer

Un composto di massa molare 298,17 g/mol viene disciolto in un matraccio tarato da 5,0 mL.

1,00 mL di tale soluzione viene successivamente diluito a 10,0 mL in un matraccio tarato. L'assorbanza misurata a 340 nm è di 0,427.

Sapendo che la lunghezza della cuvetta è di 1,0 cm e che l'assorbività molare del campione è pari a 6130 L/(mol∙cm), si determini:

1) la concentrazione (in mol/L) del campione nella cuvetta.

2) la concentrazione (in mol/L) del campione nel matraccio tarato da 5,0 mL.

3) i mg di campione presenti nei 5,0 mL di soluzione.

Svolgimento

1) Per il calcolo della concentrazione (in mol/L) del campione nella cuvetta applichiamo la legge di lambert-Beer:

A = ε ∙ l ∙ C

in cui:

A = assorbanza (grandezza adimensionale)

ε = coefficiente di assorbimento molare [L/(mol∙cm)]

l = cammino ottico (cm)

C = molarità della soluzione (mol/L)

Nel nostro caso:

A = 0,427

ε = 6130 L/(mol∙cm)

l = 1,0 cm

C = ?

Ricaviamo C dall'equazione di Lambert-Beer e sostituiamo i dati a nostra disposizone:

C = A / (ε ∙ l) = 0,427 / (6130 ∙ 1,0) = 6,97 ∙ 10-5 mol/L

2) Ora dobbiamo risalire alla concentrazione del campione nel matraccio da 5,0 mL.

In 1,0 ml prelevato la concentrazione è 10 volte maggiore rispetto a quella presente nei 10,0 mL (infatti la diluizione è di 1 : 10). Pertanto nel mL prelevato (e quindi nel matraccio da 5,0 mL) la concentrazione della soluzione è:

6,97 ∙ 10-5 ∙ 10 = 6,97 ∙ 10-4 mol/L

Alternativamente si poteva applicare la formula della diluizione:

Mi ∙ Vi = Mf ∙ Vf

Ovvero:

Mi ∙ 1,0 = 6,97 ∙ 10-5 ∙ 10

da cui:

Mi = 6,97 ∙ 10-4 mol/L

3) Calcoliamo infine i mg di campione presenti nei 5,0 mL di soluzione.

Calcoliamo inizialmante il numero di moli di campione:

n = M ∙ V = 6,97 ∙ 10-4 ∙ 5 ∙ 10-3 = 3,485 ∙ 10-6 mol

E quindi i grammi moltiplicando il numero di moli per il valore della massa molare:

g = n ∙ MM = 3,485 ∙ 10-6 ∙ 298,17 = 1,04 ∙ 10-3 g = 1,04 mg

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