Calculadora de comprimento do caminho de Beer-Lambert

O comprimento de trajeto óptico é a distância que o feixe percorre realmente dentro da amostra, que numa cuvette comum é a sua largura interna. Essa largura é uma cota fabricada com uma tolerância de fabrico, impressa na cuvette ou implícita na sua forma. É uma coisa que se consulta ou se mede, e não um parâmetro que se ajuste à amostra que está à sua frente. Juntar mais solução a uma cuvette não alonga o trajeto, e encher uma até à boca em vez de a meio dá exatamente a mesma leitura. A quantidade de amostra na cuvette, por mais cuidadosamente que tenha sido pipetada, não tem qualquer efeito no resultado.

Os leitores de microvolume complicam a imagem sem alterar o princípio. Comprimem a amostra entre duas superfícies planas dentro da cuvette, portanto poucos microlitres são obrigados a ocupar uma distância iluminada que é fixa, reproduzível e muitas vezes consideravelmente maior do que a largura da própria cuvette. O comprimento de trajeto continua portanto a ser uma propriedade do equipamento e continua a ter de vir de uma especificação e não do volume que pipetou, e é por isso que uma cuvette cheia até um milímetro de profundidade continua a ler à sua largura total. Isso significa também que um resultado calculado para uma cuvette normal pode estar errado para um leitor exatamente pela razão entre as duas larguras, sem qualquer outra diferença na montagem.

Esta disposição merece uma página porque o comprimento de trajeto é a parcela que mais facilmente fica de fora da equação inteira. Assumir um centímetro porque esse é o valor por omissão dos manuais é um hábito razoável, e está errado por um fator de dois para quem lê num ampliador de dois centímetros, sem nada no visor a indicar que algo correu mal. O que um número pequeno ainda significa depois de ter sido escrito está no guia sobre arredondamento e volumes pequenos . A omissão é fácil de cometer porque um comprimento de trajeto tem um valor por omissão universalmente citado, e isso elimina o estímulo habitual de ir procurá-lo.

Como a resposta é a absorbância dividida pelo produto das outras duas parcelas, esta é a disposição do site onde uma entrada errada aparece em tamanho cheio e sem diluição. Qualquer erro na absorbância, no coeficiente ou na concentração passa diretamente para a saída sem nenhum passo intermédio que o suavize, o que faz desta página excepcionalmente boa a localizar um erro em vez de apenas produzir um número. Essa propriedade vale a pena recordá-la, porque significa que um resultado implausível aqui é evidência sobre as entradas e não uma curiosidade, e deve ser lido como um aviso e não arrumado como um artefacto de arredondamento.

Lido pelo outro lado, a aritmética é fácil de inverter mentalmente. Com um coeficiente de 5500 e uma concentração de 0.00001 mol por litro, o produto é 0.055, portanto cada 0.055 de absorbância corresponde a um centímetro. Uma absorbância de 0.0275 implica portanto meio centímetro e uma absorbância de 0.11 implica dois, ambos dimensões que existem. Uma figura muito longe de qualquer cuvette real está portanto a comunicar algo sobre as entradas e não sobre o instrumento à sua frente. Um valor devolvido de 0.037, ou de 40, não é um comprimento de trajeto exótico; é uma unidade ou uma vírgula decimal a dizer-lhe onde procurar.

Uma causa produz uma assinatura característica. Se a concentração foi introduzida como concentração mássica em vez de molar, o comprimento de trajeto devolvido sai dividido pela massa molar, pelo que aparece um valor fisicamente impossível onde devia estar um valor sensato, menor por um fator de várias centenas. O guia sobre concentração em massa face à molaridade expõe essa conversão, e o conversor de massa para molaridade faz por si para um par de números. A mesma assinatura aparece quando um coeficiente de extinção mássico é combinado com uma concentração molar, porque os dois sistemas de unidades se cancelam no sítio errado.

Uma razão só tem significado se as unidades se cancelarem, e aqui o cancelamento atravessa três parcelas ao mesmo tempo. O coeficiente é por mole por centímetro, a concentração é mol por litro, e os centímetros pertencentes ao comprimento de trajeto desconhecido têm de fechar a conta contra os litros. Substitua uma concentração em mg por mL e as dimensões já não fecham, portanto a aritmética continua a devolver um número enquanto o significado físico desapareceu em silêncio. Verificar as unidades aqui é um passo a sério e não uma formalidade, e nada no cálculo se vai queixar por si.

A mesma armadilha existe no coeficiente. Um coeficiente molar em centímetros molares inversos dá um comprimento, enquanto um coeficiente mássico em mL g^-1 cm^-1 dá algo que não é um comprimento a não ser que a concentração esteja em gramas por litro. Se ambos os lados forem convertidos juntos as figuras podem parecer coerentes enquanto não descrevem nada, e essa é a versão perigosa do erro porque não sobra nenhuma anomalia para notar. Manter as duas formas de coeficiente separadas uma da outra é onde a calculadora de peso molecular médio se torna útil.

O uso defensável desta página é como verificação de consistência sobre três números que já tem, e não como forma de medir um instrumento. Se uma amostra de concentração e coeficiente conhecidos foi lida num equipamento em que tem uma confiança razoável, e o comprimento de trajeto devolvido corresponde a esse equipamento, então as três entradas são coerentes. Se não corresponde, uma delas está errada e a aritmética já indicou normalmente qual. Vale também a pena correr numa solução cuja concentração conhece por massa e não por moles, já que uma massa traz exatamente os erros de unidade que uma figura molar já teria revelado.

Essa ordem vale a pena seguir em vez de a improvisar. Verifique primeiro a unidade de concentração, porque é o erro mais comum e o mais fácil de tornar invisível. Depois confirme que o coeficiente é a forma molar e não a mássica. Depois confirme a absorbância contra o intervalo que o instrumento consegue de facto resolver, já que uma leitura perto de zero produz um comprimento de trajeto aritmeticamente correto e fisicamente sem significado. A calculadora de concentração de Beer Lambert e a calculadora de absorbância de Beer Lambert são as duas disposições irmãs que lhe dizem mais depressa se as restantes entradas fazem sentido.