En este post se explica en qué consiste la ley de Beer-Lambert. Así pues, encontrarás qué dice la ley de Beer-Lambert, cuál es su fórmula y para qué sirve esta ley química.
Índice
¿Qué es la ley de Beer-Lambert?
La ley de Beer-Lambert, también llamada ley de Beer o ley de Beer-Lambert-Bouguer, es una regla que define la relación entre las características de una sustancia y la cantidad de luz absorbida por una sustancia cuando le atraviesa un haz de luz.
La ley de Beer-Lambert fue descubierta por Pierre Bouguer, Johann Heinrich Lambert y August Beer en diferentes etapas. Al final del artículo se explica el origen de esta ley científica.
Fórmula de la ley de Beer-Lambert
La fórmula de la ley de Lambert-Beer define matemáticamente la relación entre la cantidad de luz absorbida y la concentración de soluto en la sustancia, la transmisión y la longitud de la muestra que atraviesa la luz.
Así pues, la fórmula de la ley de Beer-Lambert es la siguiente:
Donde:
es la absorbancia, esto es, la cantidad de luz absorbida.
es la intensidad luminosa saliente.
es la intensidad luminosa entrante.
es la absortividad molar (o coeficiente de extinción), que se trata de una constante de proporcionalidad.
es la longitud atravesada por la luz en el medio.
es el coeficiente de absorbción.
es la concentración de la sustancia que absorbe la luz.
Además, de la fórmula de la ley de Beer-Lambert pueden deducirse las siguientes ecuaciones que permiten calcular la absorbancia:
Validación de la ley de Beer-Lambert
Para que la ley de Beer-Lambert sea válida, se deben cumplir la siguientes seis condiciones:
Donde:
- El medio absorbente debe ser homogéneo, al menos en la zona donde interactúa con la luz.
- Si hay más de una sustancia absorbente, estas deben actuar de manera independiente.
- El medio absorbente no debe dispersar la radiación, es decir, no puede haber turbidez. La luz solo puede traspasar la sustancia o ser absorbida por ella.
- La luz incidente debe estar formada por rayos paralelos, de manera que cada rayo atraviese la misma longitud de medio absorbente.
- Para obtener unos mejores resultados, la radiación incidente debería ser monocromática. Es decir, la luz incidente debe estar formada por ondas electromagnéticas de una sola longitud de onda.
- La luz incidente no debe ser invasiva, o dicho de otra forma, no debe influir en los átomos o moléculas del medio absorbente.
Ten en cuenta que si alguna de estas condiciones no se cumple, seguramente se producirán desviaciones de la ley de Beer-Lambert.
Aplicaciones de la ley de Beer-Lambert
En química resulta muy habitual la aplicación de la ley de Beer-Lambert, ya que relaciona de manera matemática la luz absorbida con la concentración de una muestra.
Así pues, gracias a la ley de Beer-Lambert, se puede determinar la concentración de soluto en una disolución a partir de la cantidad de luz que absorbe el soluto cuando un haz de luz atraviesa la muestra.
Por ejemplo, el colorímetro y el espectrofotómetro son dos instrumentos de laboratorio que usan el principio de la ley de Beer-Lambert para calcular la concentración de soluto en una muestra.
Historia de la ley de Beer-Lambert
Los científicos que descubrieron la ley de Beer-Lambert fueron Pierre Bouguer, Johann Heinrich Lambert y August Beer, sin embargo, su descubrimiento sucedió en diferentes épocas. A continuación puedes ver cuál es la historia de esta ley química.
En primer lugar, la ley de Beer-Lambert fue descubierta por Pierre Bouguer antes de 1729 y describía la relación entre la intensidad de luz absorbida con la longitud del camino que atravesaba. De manera que cuanto más larga era la longitud, más radiación absorbía una sustancia.
Posteriormente, en 1760, Johann Heinrich Lambert estableció que la pérdida de luz cuando esta se propaga a través de un medio es directamente proporcional a la intensidad de la radiación y a la longitud del medio.
Aunque el propio Lambert citó a Bouguer en su publicación, a menudo se atribuye el descubrimiento de esta ley a Lambert. Cuando en realidad el primero en darse cuenta de esta regla fue Bouguer.
Más adelante, en 1852, August Beer amplió la ley de Bouger-Lambert incluyendo la concentración de la sustancia absorbente, la cual era proporcional a la cantidad de energía luminosa absorbida. Por eso esta relación se llama ley de Beer-Lambert o, más raramente, ley de Beer-Lambert-Bouguer.