Loi de Beer-Lambert

La loi de Beer-Lambert relie l’atténuation d’un rayonnement monochromatique par une solution homogène à la quantité d’espèce absorbante traversée. Sous sa forme courante, A = εcl : l’absorbance A est le produit du coefficient d’absorption molaire ε, de la concentration molaire c et de la longueur l du trajet optique dans l’échantillon.

Signification des grandeurs

L’absorbance décadique vaut log10(P0/P), avec P0 la puissance radiante incidente et P la puissance transmise. Lorsque c est exprimée en moles par litre et l en centimètres, ε s’exprime couramment en litre par mole et par centimètre. Sa valeur dépend de l’espèce chimique, de son environnement et de la longueur d’onde.

Pour plusieurs espèces absorbant indépendamment à la même longueur d’onde, les contributions à l’absorbance peuvent s’additionner. Ce principe permet des dosages directs ou l’emploi d’une courbe d’étalonnage en colorimétrie. La pente associe alors le signal à la concentration dans la gamme où le comportement reste linéaire.

Domaine de validité

La relation suppose notamment un rayonnement suffisamment monochromatique, un échantillon homogène et un trajet optique défini. Elle décrit l’absorption ; une suspension qui diffuse fortement la lumière, des bulles, une cuve sale ou des réflexions peuvent produire une atténuation qui ne suit pas le même modèle.

Des écarts apparaissent aussi à forte concentration, lorsque les interactions entre molécules modifient leurs propriétés optiques, ou si un équilibre chimique change avec la dilution. La lumière parasite et la largeur spectrale de l’instrument limitent également la linéarité aux absorbances élevées. Les tests colorimétriques emploient donc un blanc, des étalons et une gamme analytique adaptée plutôt qu’une extrapolation sans limite de l’équation.