Ejercicios Resueltos Espectrofotometría 2017 PDF

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asas...

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Problemas de Espectro: 1. Un investigador evalúa el contenido de Mn presente en un alambrón con el objeto de poder usar este en el proceso productivo de fabricación de electrodos celulósicos, para ello el investigador decide hacer un análisis espectrofotométrico y como primer paso obtiene los datos experimentales para construir una curva estándar según: C (mg.L-1) de Mn 0

A 0 0.086

2 4 6 8 10 12 14

0,175 0,262 0,352 0,44 0,52 0,608

Para realizar el análisis toma una muestra de 1,5 gramos y la diluye hasta 50 mL y la analiza en el espectrofotómetro obteniendo una Absorbancia de 0,666 valor que no pudo ser interpolado en la curva, por lo cual el investigador procedió a diluir la muestra colocando 5 mL de la solución original en un balón de 50 mL y enrasando luego procedió a leer la solución diluida obteniendo así una Absorbancia de 0,35. Luego determina el Mn presente en la muestra como mg/Kg. Se conoce según las especificaciones de los electrodos celulósicos que estos deben contener un máximo de 3000 mg/kg de Mn. Se pregunta: ¿Puede emplearse el alambrón en la fabricación de este tipo de electrodos?. Resolución:  Construcción de la curva estándar Curva Estándar 0,7

Absorbancia

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2

0,1 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

Concentración mg/L

 Presentación del problema Extracto

Soluci ón A

m = 1,5 g

V= 5

V = 50

mL

A = 0,666 Nota: No est á en el rango d e la curva Est ándar Presenta alta desviación por concentraci ón alta n o se cumple la ley d e Beer se debe diluir

mL de Extracto

V = 50 mL

A = 0,35 Por interpolaci ón g rafica cuando A= 0,35 la co ncentraci ón es 8 mg/L se pro cede entonces a referir a la muestra original

8 mg de Mn ------- 1000 mL solución A X ------50 mL solución A X= 0.4mg de Mn en 50 mL de solución A, o lo que es igual en 5 mL del extracto 0,4 mg de Mn ----- 5 mL de extracto X ----- 50 mL de extracto X= 4 mg de Mn Haciéndolo por factor de dilución: factor de dilución= 50/5=10 De la curva se obtiene que 8mg.L-1

para una Absorbancia de 35 la concentración es de

Entonces se obtienen los mg de Mn de acuerdo a: 8mg.L-1x10= 80mg.L-1 80mg. -------------1000mL X -------------50mL X= 4 mg de Mn 4 mg de Mn ------ 1,5 x 10 -3 Kg de muestra problema X -----1 Kg de muestra problema X= 2666,66 mg de Mn/Kg en la muestra problema Conclusión: Lo que contiene 2666,66 < 3000 que es el máximo permitido, el Alambre si puede ser empleado para fabricar este tipo de producto.

2. En una empresa metalmecánica se recibe una muestra de acero al manganeso y se quiere conocer el % de manganeso que presenta para establecer si cumple con las especificaciones que maneja la empresa de 0,25 a 0,30% de Mn. Para ello se pesó 1,0000 g de muestra y se prepararon 250 mL de un extracto. Luego se tomó una alícuota de 10 mL que se diluyó en una proporción 1:4. La muestra diluida presentó una transmitancia de 35%, lo cual se correspondió a una concentración de 4,20 x 10 -5 mol.L -1 de Mn, según curva estándar. Calcule el % de Mn en la muestra de acero y diga si la empresa acepta la muestra recibida. Mn = 55 g/mol Resp.: 0,29% se acepta. Resolución. Datos:

Rango de especificaciones: 0.25-0.30% Mn Dilución: 1:4 PA Mn=55 g/mol. PM: 55 g/mol. Muestra de acero 1,0000 Alícuota: 10 250 mL 50 mL Ecuación de = Cd x Vd

dilución: Ce x Ve

Extract

Ce= 4,20X10-5 mol/L x 50 mL

Ce= Cd X Vd Ve = 2,1X10-4 mol/L

10 mL

Solución diluida: 1:4 35%T Concentración Mn: 4,20X10-5 mol.L-1

Conociendo la concentración del extracto (2,1X10-4 mol/L) y el PMMn= 55 g/mol, calculamos el porcentaje considerando que 1,0000g de muestra representa nuestro 100%, pero es importante conocer los gramos de Mn en el extracto para poder establecer una relación y entonces: PM= g/n° mol donde, g de Mn= PM X n° moles Para obtener el n° moles utilizo la concentración del extracto (2,1X10-4 mol/L). M= n° moles/ V donde, n° moles= M X V Entonces, n° moles= 2,1X10-4 mol/L x 0,25 L= 5,25X10-5 mol g de Mn= 55 g/mol x 5,25X10-5mol= 2,8875X10-3 g Cálculo del %Mn en la muestra. 1,000 100% 2,8875X10-5 X X=0,288% Mn X=0,29% de Mn en la muestra de acero, el porcentaje de manganeso entra en las especificaciones.

3. Para determinar los residuos de paratión (plaguicida) en una muestra de pasta de tomate, se pesaron 20 g. de la pasta y se preparó un extracto de 100 mL. Luego se tomó una alícuota de 10 mL. y se diluyó a 25 ml, obteniendo una transmitancia de 59% a 555 nm. Determine la cantidad de paratión en mg.Kg-1 presente en la pasta de tomate, considerando la siguiente curva patrón. %T A mg.L-1 paratión 0,9 0 100,0 0 0,8 1,0 66,0 0,18 0,7 0,6 1,5 56,2 0,25 0,5 2,0 45,7 0,34 0,4 0,3 2,5 38,9 0,41 3,0

28,2

0,2 0,1 0

0,55

0

Muestra de pasta de tomate

1

2

3

4

20 g

100 mL Extracto Paso 1.

Alícuota: 10 Solución A 25 mL 59%T A= 2- log %T= 2- log (59)= 0.23 Concentración Mn: 4,20X10-5 mol.L-1

Señalar los ejes Y: A – X: mg/L Paso 2. Calcular la A, ya que conozco el %T utilizo A= 2- log %T. A= 2-log (100)=0 A=2-log (66,0)=0.18, y así si continúa con el resto de los %T. Con los valores de mg/L y A, trazo la curva de valoración y conociendo que de la dilución realizada se obtuvo una transmitancia de 59% a 555nm, calculo la A y determino la concentración con la gráfica. A=2-log%T= 2 – log (59)= 0.23

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0

1

2

3

4

El valor de c=mg/L= 1.8 mg/L de paratión Paso 3. Conocida la concentración se determina los mg de paratión en los 1000mL de la solución A. 1000mL Sol. A 1,8 mg 25 mL Sol. A X X=0,045 mg de paratión en 25mL de la solución A, o lo que es igual en 10 mL del extracto. 10mL E 0,045 mg 100 mL E X X=0,45 mg de paratión en 100mL del extracto. Paso 4. Calcular la cantidad de paratión en mg.Kg-1 presente en la pasta de tomate, sabemos que se pesaron 20g de la muestra total de pasta de tomate y para determinar mg/kg se establece la relación siguiente:

20g x 1Kg/1000g = 0,02 Kg 0,02 Kg de muestra 0,45 mg 1 Kg de muestra X X=22,5 mg de paratión/Kg de muestra problema Se tiene una solución de Mn con una concentración de 18 mg.L -1 leída en un espectrofotómetro y que presenta una Absorbancia de 0,60 se requiere conocer cuál es la absortividad molar de la solución conociendo que se lee en una cubeta de 2 cm de espesor. A A c   *b c *b mgramos 18 mg * L1 0,3272mmol   nmmol  1 PM L 55mg * mmol nmol 



mol 0,3272mmol 1Mol X  3,27 *10 4 L L 1000 mmol

A L 0,60   917,4311 4 1 c *b 3,27 *10 mol * L .2cm mol * cm...