Calculadora de absorbancia de Beer-Lambert

La imagen que describe la ley es un haz colimado que entra en una solución homogénea y sale más débil. La luz la quitan moléculas absorbentes, y el número que un haz deja pasar a su paso es proporcional a la distancia que recorre, que es la longitud de paso. Multiplica eso por cuántas moléculas hay presentes por unidad de volumen y tienes algo proporcional a la absorbancia, y la constante de proporcionalidad es el coeficiente de extinción. Ese único número hace tres trabajos a la vez, ya que recoge en sí la longitud de onda, la identidad y el número de los grupos absorbentes, y el disolvente en el que están. La calculadora de coeficiente de extinción cubre la parte del péptido en esa constante.

Una consecuencia que merece retenerse es que la absorbancia no lleva ninguna unidad. La transmitancia es un cociente entre dos intensidades y por tanto no tiene dimensiones, y la absorbancia es su logaritmo negativo, así que hereda esa propiedad. La ley solo es dimensionalmente coherente por eso: los centímetros molares inversos del coeficiente, los moles por litro de la concentración y los centímetros de la longitud de paso se cancelan exactamente y dejan un número puro que un espectrofotómetro puede mostrar sin ninguna unidad detrás. Por eso un visor que marca 0.4 y otro que marca 40 no son por casualidad dos concentraciones distintas: son dos lecturas de la misma relación, una en absorbancia y otra en transmitancia, y el visor no da ninguna pista de en cuál de las dos está.

La ley es una ecuación con cuatro cantidades, así que cualesquiera tres determinan la cuarta. Esta página despeja la absorbancia. La calculadora de concentración de Beer-Lambert despeja la concentración y la calculadora de longitud de paso de Beer-Lambert despeja la longitud de paso. Las matemáticas son idénticas en las tres disposiciones y las suposiciones que hay debajo también, así que un desacuerdo entre las tres solo puede haber venido de una entrada y nunca de la manera de reordenar la ecuación. Eso merece saberse cuando un resultado parece estar mal, porque estrecha la búsqueda a los números y no a la fórmula, y también es la razón de que un viaje de ida y vuelta por dos cualesquiera de las tres páginas sea una comprobación legítima de toda una cadena de aritmética anterior.

La definición logarítmica es donde vive casi toda la confusión, y merece la pena hacer una conversión bien en lugar de confiar en la intuición. Con una absorbancia de 0.055, la transmitancia es diez elevado a menos 0.055, que es aproximadamente 0.88, así que alrededor del 88 por ciento de la luz incidente todavía llega al lado opuesto de la cubeta. Esa es una afirmación realmente útil, porque dice que la muestra absorbe muy poco del haz, que es exactamente la condición en la que una lectura es frágil en lugar de sólida.

También significa que un movimiento pequeño en la absorbancia es un movimiento grande en la luz. Una absorbancia de 1 deja una décima parte de la luz, 2 deja una centésima y 3 deja una milésima. Por eso dividir la concentración por dos no divide la absorbancia por dos, sino que la mueve en 0.3, porque la concentración y la absorbancia no están en la misma escala y nunca lo han estado. Los instrumentos suelen ser lineales en la luz transmitida dentro de una ventana limitada y no lineales en absorbancia a lo largo de todo el rango, y esa es la razón por la que una lectura cerca del techo de la escala utilizable es la que merece sospecha.

Para los péptidos hay una versión práctica de esto que va de dónde apuntar y no de dónde evitar. Una absorbancia prevista de alrededor de 0.4 es una lectura cómoda con margen por los dos lados. Un valor previsto de 0.04 está cerca de lo que un instrumento de mesa puede resolver, y un valor previsto de 0.004 es indistinguible de un blanco. Cuando conoces de antemano el coeficiente y la concentración, esta página te dice en cuál de esos tres casos estás antes de coger una cubeta, y la guía sobre redondeo y precisión en volúmenes pequeños cubre lo que le pasa a un número pequeño una vez que está escrito.

La ley sobrevive en un rango amplio precisamente porque las moléculas individuales absorben de forma independiente entre sí. Se rompe allí donde esa independencia falla, y las causas comunes son físicas más que químicas. La dispersión y la turbidez desvían la luz fuera del haz sin absorberla, y sin embargo la mayoría de los instrumentos no tienen forma de distinguir absorción de desvío e informan de la cifra mayor, así que una muestra turbia o con partículas se lee como más concentrada de lo que es. El trabajo con Beer-Lambert cubre las comprobaciones que atrapan esto antes de fiarse de un resultado. Una solución que a simple vista parece totalmente clara todavía puede llevar partículas lo bastante pequeñas como para dispersar, así que la claridad no es la prueba y una comprobación visual tampoco.

La luz espuria empuja en el sentido contrario y es la razón por la que una muestra perfectamente buena puede parecer no tener concentración medible. Cualquier luz que llega al detector sin pasar por la muestra se suma a la lectura de una manera que el cociente no puede ver. Así que a absorbancias bajas el instrumento cree que pasó más luz de la que pasó de verdad, subestima la absorbancia e informa de una concentración demasiado baja. Diluir más para compensarlo empeora la discrepancia en lugar de mejorarla. El error se reduce a medida que crece la señal, lo cual es otra manera de decir que el problema no es la ley sino el cociente entre una cantidad muy pequeña y un desplazamiento del instrumento.

Un cambio en la propia muestra es la tercera causa y la más difícil de detectar. Un péptido que se agrega en partículas deja de ser un conjunto de moléculas independientes, y uno que se ha adsorbido sobre el vidrio deja de estar todo en solución. Las dos cosas alteran la relación entre concentración y absorbancia, y ninguna se anuncia en la salida, que sigue pareciendo una banda de absorción limpia con una cifra verosímil pegada. La forma fiable de ponerlo al descubierto es una serie de diluciones conocidas: una relación recta a lo largo de la serie significa que la ley se está cumpliendo en ese rango, y una curva significa que no.

El uso más económico de esta página es como una predicción que se contrasta con un instrumento y no como un cálculo que lo sustituya. Predice la absorbancia y luego toma la lectura. Si coinciden, el coeficiente, la concentración y la longitud de paso son mutuamente coherentes, lo que convierte esto en la prueba más barata disponible de toda una cadena de aritmética. Si no coinciden, el tamaño y la dirección de la discrepancia te dicen qué entrada sospechar antes de cambiar nada, y a menudo la respuesta es sencillamente que la muestra era más diluida de lo que asumía el cálculo. Para el lado de la concentración de esa comparación, la calculadora de molaridad es de donde sale la cifra molar.

Ejecutar las tres calculadoras de este sitio como un viaje de ida y vuelta aplica la misma idea a los números y no al instrumento. Toma una absorbancia, pásala por la calculadora de concentración y debería volver como el valor del que partiste. La calculadora de longitud de paso hace lo mismo con la longitud de paso. Entre las dos aíslan cuál de las cuatro cantidades no es lo que crees, que es un enfoque mucho más eficiente que ajustar entradas hasta que la respuesta parezca razonable. También atrapa el error concreto que más difícil es detectar a ojo, que es una concentración o un coeficiente introducidos en la unidad equivocada y luego analizados perfectamente por una página que no tenía motivo alguno de objetarlo.