Analisi di miscele nella spettrofotometria
L’analisi di miscele è un caso che si verifica di frequente e può essere fatta per via spettrofotometrica
Nell’analisi di miscele si presentano essenzialmente due casi. Quando i componenti di una miscela presentano assorbimenti atti all’analisi quantitativa in intervalli di frequenze ben separati, la determinazione può essere eseguita su ogni componente come se gli altri non fossero presenti.
![assorbimento di energia assorbimento di energia](https://chimicamo.org/wp-content/uploads/2011/12/assorbimento-di-energia.jpg)
Tuttavia accade raramente che questa condizione sia verificata. Di solito a una data lunghezza d’onda si verifica l’assorbimento di più di un componente della miscela.
In questi casi, supposto che la legge di Lambert-Beer dovuta a Johann Heinrich Lambert e August Beer ,sia valida per ogni singolo componente si dimostra che l’assorbanza totale a una lunghezza d’onda qualsiasi è la somma delle assorbanze dei singoli componenti a quella lunghezza d’onda.
Analisi di miscele
In questa ipotesi è possibile effettuare sempre l’analisi di miscele mediante una serie di misure a diverse lunghezze d’onda.
Si abbia una miscela di due componenti X e Y da analizzare aventi rispettivamente concentrazioni cx e cy.
Posto che le misure siano effettuate in celle identiche e che per ciascuna delle due sostanze valga la legge di Lambert-Beer si ha:
Ix = Io · 10-Dx e Iy = Io · 10-Dy
Dove Dx e Dy sono le assorbanze delle singole sostanze. Quando il fascio incidente, avente intensità Io passa in tempi successivi attraverso la cella contenente la soluzione di X e attraverso quella contenente la soluzione di Y si ha:
Iy = Ix = Io ∙ 10-Dx ∙ 10-Dy = Io ( 10-(Dx+Dy))
Se non sopravvengono reazioni nel mescolamento di X con Y si può verificare che l’assorbimento dovuta alla soluzione Y posta dopo quella di X è uguale all’assorbimento dovuto alla soluzione di X+Y, purché le concentrazioni dei componenti in miscela siano uguali a quelle degli stessi componenti in soluzioni separate. Si ha:
IX+Y = Io ( 10-(Dx+Dy))
Da cui log Io/ IX+Y = Dx + Dy
Detta DS l’assorbanza della miscela si ha: DS = DX + DY = εxcx + εycy
Quando siano noti εx e εy in tutta la regione dello spettro che si intende usare a scopo analitico, per determinare cx e cy è sufficiente scegliere due lunghezze d’onda λ1 e λ2 ed effettuare misure di assorbanza:
DS1 = εx1 cx + εy1 cy
Da cui cx = εy2Ds1 – εy1Ds/ εy2 εx1 – εx2 εy
DS2 = εx2 – cx + εY2 – cy
cy = εx1Ds2 – εx2Ds1/ εy2 εx1 – εx2 εy
dove εx, …, εy sono i coefficienti delle sostanze in miscela alle diverse lunghezze d’onda. La scelta delle lunghezze d’onda alle quali effettuare la misura è di estrema importanza: si può infatti verificare il caso limite in cui εx, e εy siano entrambi nulli e il problema può essere ricondotto a due determinazioni indipendenti oppure si può verificare che εx1/ εx2 = εy1/ εy2 e il sistema può diventare indeterminato. In questo caso è opportuno cambiare le lunghezze d’onda scelte. Quando εy1≠ 0 e εx2 ≠ 0 la determinazione si può effettuare tanto più precisa quanto maggiore è la differenza fra i coefficienti di assorbimento delle due sostanze alla stessa lunghezza d’onda.
Si può da ultimo verificare:
εx1 = εy1 o εx2 = εy2
DS1 = εx1(cx+ cy)
Punto isosbestico
Alla lunghezza d’onda λ1 le curve degli spettri dovuti alle sostanze X e Y si incontrano e l’assorbanza è proporzionale alla concentrazione totale.
![punto isosbestico punto isosbestico](https://chimicamo.org/wp-content/uploads/2015/03/punto-isosbestico.jpg)
In questo punto chiamato punto isosbestico è possibile determinare con grande precisione la somma delle concentrazioni delle specie assorbenti
Nell’immagine si evidenziano i circoletti in rosso che corrispondono ai punti isosbestici in corrispondenza dei quali a una certa lunghezza d’onda i componenti X e Y hanno lo stesso coefficiente di assorbimento molare.