▷ Qu'est-ce que la loi Beer-Lambert ? (formule et applications)

Cet article explique en quoi consiste la loi Beer-Lambert. Ainsi, vous découvrirez ce que dit la loi Beer-Lambert, quelle est sa formule et à quoi sert cette loi chimique.

Qu'est-ce que la loi Beer-Lambert ?

La loi de Beer-Lambert , également appelée loi de Beer ou loi de Beer-Lambert-Bouguer , est une règle qui définit la relation entre les caractéristiques d'une substance et la quantité de lumière absorbée par une substance lorsqu'un faisceau de lumière la traverse.

La loi Beer-Lambert a été découverte par Pierre Bouguer, Johann Heinrich Lambert et August Beer à différentes étapes. A la fin de l'article l'origine de cette loi scientifique est expliquée.

Formule de la loi Beer-Lambert

La formule de la loi de Lambert-Beer définit mathématiquement la relation entre la quantité de lumière absorbée et la concentration de soluté dans la substance, la transmission et la longueur de l'échantillon traversé par la lumière.

Ainsi, la formule de la loi Beer-Lambert est la suivante :

$\displaystyle \frac{I_1}{I_0}=10^{-\alpha\cdot \ell} =10^{-\varepsilon\cdot\ell \cdot c}=10^{-A}[/latex ] Où:<ul style="color:#4fd12f; font-weight: bold;"><li style="margin-bottom:5px"> <span style="color:#101010;font-weight: normal;">[latex]A$ est l'absorbance, c'est-à-dire la quantité de lumière absorbée.

$I_1$ est l'intensité lumineuse sortante.

$I_0$ est l'intensité de la lumière entrante.

$\varepsilon$ est l'absorptivité molaire (ou coefficient d'extinction), qui est une constante de proportionnalité.

$\ell$ est la longueur parcourue par la lumière dans le milieu.

$\alpha$ est le coefficient d'absorption.

$c$ est la concentration de la substance qui absorbe la lumière.

De plus, les équations suivantes peuvent être déduites de la formule de la loi de Beer-Lambert qui permettent de calculer l'absorbance :

$A=\alpha\cdot \ell =\varepsilon\cdot\ell \cdot c$

$\displaystyle A=-\log\frac{I_1}{I_0}$

Validation de la loi Beer-Lambert

Pour que la loi Beer-Lambert soit valide, les six conditions suivantes doivent être remplies :

Où:

Le milieu absorbant doit être homogène, au moins dans la zone où il interagit avec la lumière.
S’il y a plus d’une substance absorbante, elles doivent agir indépendamment.
Le milieu absorbant ne doit pas disperser le rayonnement, c'est-à-dire qu'il ne peut y avoir de turbidité. La lumière ne peut que traverser la substance ou être absorbée par elle.
La lumière incidente doit être composée de rayons parallèles, de sorte que chaque rayon traverse la même longueur de milieu absorbant.
Pour de meilleurs résultats, le rayonnement incident doit être monochromatique. Autrement dit, la lumière incidente doit être composée d’ondes électromagnétiques d’une seule longueur d’onde.
La lumière incidente ne doit pas être invasive, c'est-à-dire qu'elle ne doit pas influencer les atomes ou les molécules du milieu absorbant.

A noter que si l’une de ces conditions n’est pas remplie, des écarts par rapport à la loi Beer-Lambert se produiront sûrement.

Applications de la loi Beer-Lambert

En chimie, l'application de la loi de Beer-Lambert est très courante, car elle relie mathématiquement la lumière absorbée à la concentration d'un échantillon.

Ainsi, grâce à la loi de Beer-Lambert, la concentration de soluté dans une solution peut être déterminée à partir de la quantité de lumière que le soluté absorbe lorsqu'un faisceau de lumière traverse l'échantillon.

Par exemple, le colorimètre et le spectrophotomètre sont deux instruments de laboratoire qui utilisent le principe de la loi de Beer-Lambert pour calculer la concentration de soluté dans un échantillon.

Histoire de la loi Beer-Lambert

Les scientifiques qui ont découvert la loi de Beer-Lambert étaient Pierre Bouguer, Johann Heinrich Lambert et August Beer, cependant, leur découverte s'est produite à des moments différents. Ci-dessous vous pouvez voir quelle est l’histoire de cette loi chimique.

Premièrement, la loi de Beer-Lambert a été découverte par Pierre Bouguer avant 1729 et décrivait la relation entre l'intensité de la lumière absorbée et la longueur du chemin parcouru. Ainsi, plus la longueur est longue, plus une substance absorbe de rayonnement.

Plus tard, en 1760, Johann Heinrich Lambert établit que la perte de lumière lorsqu'elle se propage dans un milieu est directement proportionnelle à l'intensité du rayonnement et à la longueur du milieu.

Bien que Lambert lui-même ait cité Bouguer dans sa publication, la découverte de cette loi est souvent attribuée à Lambert. Alors qu'en fait le premier à comprendre cette règle fut Bouguer.

Plus tard, en 1852, August Beer élargit la loi de Bouger-Lambert pour inclure la concentration de la substance absorbante, qui était proportionnelle à la quantité d'énergie lumineuse absorbée. C'est pourquoi cette relation est appelée loi de Beer-Lambert ou, plus rarement, loi de Beer-Lambert-Bouguer.

Loi beer-lambert