La determinación de metales disueltos en muestras de agua por medio del método colorimétrico, es la primera de varias entradas referidas a las técnicas de análisis en ingeniería ambiental.
Ley de Lambert o Ley de Bouguer
Esta relaciona la absorción de la luz con la profundidad o espesor de la solución coloreada. La ley establece que cada capa de igual espesor absorbe una fracción igual de la luz que la atraviesa. Por lo tanto, cuando un rayo de luz monocromática pasa a través de su medio absorbente, su intensidad decrece exponencialmente a medida que la longitud de onda aumenta.
Donde:
I0 = intensidad de luz que penetra la solución
I= intensidad de luz que abandona la solución
l= longitud de la capa absorbente
Ley de Beer
Esta relaciona la concentración de la solución con la absorción de luz. La ley establece que la intensidad de un rayo de luz monocromático decrece exponencialmente con el aumento de la concentración del medio absorbente.
Donde:
C = concentración de la solución
a = absortividad constante para una solución y una
longitud de onda específica
b = longitud
de la trayectoria de luz
Resumiendo, en todo elemento d obedezca la ley de Beer, la concentración del elemento en la muestra es proporcional a la absorbancia, densidad óptica o log(1/T).
En general, todo material homogéneo obedece a ley de Lambert. Para determinar si un compuesto o solución coloreada obedece a ley de Beer se preparan una serie de estándares o muestras en el intervalo de concentración deseada y se someten a ensayo en un colorímetro fotoeléctrico o espectrofotómetro; al colocar el porcentaje de transmisión de luz (escala log) contra la concentración, en un papel semilogarítmico, se obtiene una línea recta si el compuesto solución obedece a la ley de Beer.
En la práctica, si el fotómetro tiene escaña en términos de absorbancia o densidad óptica, es más sencillo hacer una curva de calibración sobre papel gráfico rectangular en términos de absorbancia contra concentración y también se obtiene una línea recta si el compuesto o solución obedece a la ley de Beer.
Los colorímetros fotoeléctricos y espectrofotómetros se calibran para su uso en cada análisis y determinación; el estudiante deberá verificar en toda experiencia la constancia de las curvas de calibración que se le faciliten en el laboratorio y preferiblemente, deberá elaborar sus propias curvas de calibración en cada caso.
Debe anotarse que las lecturas para las muestras son más exactas si caen dentro del intervalo 10% a 80% de transmitancia (1 a 0.1 de absorbancia) con respecto a un testigo ajustado para dar una lectura de 100% de transmitancia o de absorbancia.
