Loi de la bière

De nombreuses réactions chimiques progressent dans deux directions, en avant et en arrière. Au fil du temps, les réactions directe et inverse se produiront au même rythme et la concentration des réactifs et des produits ne changera plus. C’est ce qu’on appelle l’équilibre chimique.

À l’équilibre chimique, les concentrations de chaque composant sont liées les unes aux autres par la constante d’équilibre, K, qui est le rapport entre les concentrations de produits et les concentrations de réactifs, chacune portée à la puissance de ses coefficients stœchiométriques.

Mais comment déterminer les concentrations à l’équilibre ? Une méthode mesure l’intensité d’une longueur d’onde de lumière que le produit absorbe avant et après son passage dans un échantillon. La différence d’intensité est appelée absorbance et correspond à la quantité de composé absorbant dans l’échantillon.

Vous vous souvenez peut-être que les électrons occupent principalement l’état fondamental. Lorsqu’ils absorbent une certaine quantité d’énergie, ils sont excités à un niveau d’énergie plus élevé. Cette énergie correspond à une longueur d’onde spécifique de la lumière. Vous pouvez trouver cette longueur d’onde et mesurer l’absorbance à l’aide d’un spectrophotomètre, qui dirige un faisceau de lumière à travers l’échantillon et mesure le changement d’intensité à une ou plusieurs longueurs d’onde.

L’absorbance est égale au logarithme négatif de l’intensité de la lumière atténuée sur l’intensité de la lumière incidente. En traçant les valeurs d’absorbance de plusieurs solutions avec différentes concentrations de produit connues, nous observons une relation linéaire entre l’absorbance et la concentration. C'est un exemple de la loi de la bière.

La loi de Beer est exprimée mathématiquement par cette équation, où A est l'absorbance, epsilon est le coefficient d'atténuation molaire, une constante qui varie pour chaque composé, l est la longueur du trajet de la lumière à travers l'échantillon et c est la concentration du composé.

En identifiant la fonction linéaire d'un composé donné à une longueur d'onde et à une longueur de trajet spécifiques, vous pouvez utiliser les données d'absorbance d'une solution à l'équilibre pour déterminer la concentration à l'équilibre du produit. À partir de là, vous pouvez calculer les concentrations d’équilibre des réactifs et calculer la constante d’équilibre. Dans ce laboratoire, vous préparerez des solutions d’isothiocyanate de fer(III) et utiliserez un spectrophotomètre pour déterminer son absorbance à diverses concentrations.