Les chimistes utilisent fréquemment un instrument connu sous le nom de 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 par A = ecl et est connue sous le nom de loi de Beer. L’équation contient donc quatre variables, et pour déterminer l’une ou l’autre des quatre, il faut des valeurs connues pour trois d’entre elles.
Déterminer l’absorbance du composé à la longueur d’onde désirée. Ces informations peuvent être extraites du spectre d’absorbance produit par n’importe quel instrument UV-Vis standard. Les spectres sont normalement représentés sous forme d’absorbance par rapport à la longueur d’onde en nanomètres. Généralement, l’apparition de tout « pic » 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 pour la molarité est la suivante
M = (grammes d’échantillon) / (poids moléculaire du composé) / litres de solution.
Par exemple, un échantillon contenant 0,10 grammes de tétraphénylcyclopentadiénone, d’un poids moléculaire de 384 grammes par mole, dissous et dilué dans du méthanol jusqu’à un volume final de 1,00 litre montrerait une molarité de :
M = (0,10g) / (384g/mol) / (1,00 L) = 0,00026 mol/L.
Déterminer la longueur du trajet à travers le porte-échantillon. Dans la plupart des cas, il s’agit de 1,0 cm. D’autres longueurs de parcours sont possibles, en particulier lorsqu’il s’agit de porte-échantillons destinés à des échantillons gazeux. De nombreux spectroscopistes incluent la longueur du trajet avec l’information de l’échantillon imprimée sur le spectre d’absorbance.
Calculer 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). Pour reprendre 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.
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