Fundamentos de espectrofotometría PDF

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Conocer y aplicar los fundamentos de la espectrofotometría para la determinación de concentraciones en soluciones.

a) Conocer los fundamentos de la espectrofotometría y las variables involucradas en la ley de Lambert-Beer. b) Seleccionar la longitud de onda apropiada para las mediciones de absorbancia. c) Construir una curva patrón de soluciones de yodo (serie tipo).

1.- ¿Cómo se determina el espectro de absorción una solución colorida? Cada sustancia tiene su propio espectro de absorción, el cual es una curva que muestra la cantidad de energía radiante absorbida, absorbancia, por la sustancia en cada longitud de onda del espectro electromagnético, es decir, a una determinada longitud de onda de la energía radiante, cada sustancia absorbe una cantidad de radiación que es distinta a la que absorbe otro compuesto.

Cuando se hace incidir luz monocromática (de una sola longitud de onda) sobre un medio homogéneo, una parte de la luz incidente es absorbida por el medio y otra transmitida, como consecuencia de la intensidad del rayo de luz sea atenuada desde Po a P, siendo Po la intensidad de la luz incidente y P la intensidad del rayo de luz transmitido. 2.- ¿Cómo se selecciona la longitud de onda apropiada en un espectro para la aplicación en la determinación de concentraciones por espectrofotometría? La longitud de onda de trabajo corresponde, generalmente, a la longitud de onda en la cual la absorbancia del analito (sustancia a analizar) es máxima, y recibe la denominación de Lambda máximo (λmáx). Para seleccionar el λmáx., se hace un espectro de absorción o curva espectral, que consiste en una gráfica de la absorbancia de una solución de la sustancia absorbente de concentración adecuada, medida a distintas longitudes de onda y en ella se determina el λmáx. Las mediciones de absorbancia se hacen en la zona de longitudes de onda donde se espera que absorba la sustancia problema. Si se trata de sustancias coloridas, las mediciones se realizan en la zona visible del espectro electromagnético (380 a 800nm). En el caso de sustancias no coloridas, las mediciones se realizan en la región ultravioleta del espectro electromagnético (200 a 380nm).

3.- ¿Qué establece la ley de Lambert-Beer?

La intensidad de un haz de luz monocromática disminuye exponencialmente al aumentar aritméticamente la concentración de la sustancia absorbente, cuando este haz pasa a través de un medio homogéneo. Establece una relación lineal entre la absorbancia (A) y la concentración (c), donde: A = -log10T = Ɛ b c Dónde:

Ɛ es la constante de proporcionalidad llamada coeficiente de absorción molar o coeficiente de extinción (M-1cm-1). Nos dice cuánta luz absorbe a una longitud de onda determinada.

b es el paso óptico, anchura de la celda que contiene la muestra (cm). c es la concentración molar de la especie (M) de la cual estamos midiendo la absorbancia. 4.- ¿Qué es, para qué sirve y cómo se construye una curva patrón? Un procedimiento analítico muy utilizado en análisis cuantitativo es el llamado de calibración que implica la construcción de una curva de calibración. Una curva de calibración es la representación gráfica de una señal que se mide en función de la concentración de un analito.

Esta curva de calibración es una gráfica que relaciona la concentración de al menos cinco soluciones de estándar de concentraciones conocidas, con la absorbancia de cada uno de ellos a la longitud de onda máxima (λmáx). Una vez obtenida la gráfica se determina la función matemática que presenta dicha recta a través del tratamiento estadístico denominado regresión por mínimos cuadrados, la cual relaciona la absorbancia y la concentración de un analito. La siguiente ecuación matemática corresponde a dicha función: A = m c + n. Dónde A es la absorbancia, m pendiente de la recta y que corresponde al producto entre absortividad a de la muestra y el espesor b de la cubeta y n es el intercepto de la recta. Posteriormente se mide la absorbancia de la solución problema y se interpola su valor en la gráfica o se reemplaza en la ecuación, para obtener el valor de concentración del analito.

La medición de la absorbancia de la solución problema debe hacerse a la misma longitud de onda que fue hecha la curva de calibración.

5.- ¿Explica porque se requiere adicionar KI a la mezcla I2/agua?

Se debe considerar que el I2 es muy poco soluble en agua, al añadir KI solubiliza al I2, para obtener el ion I3 y obtener una señal analítica con color.

H2O, agua.

I2-KI, solución de Lugol (solución diluida de yodo y yoduro potásico). 3 3

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En el laboratorio: Parte I 1. 2. 3. 4. 5.

Encender el espectrofotómetro. Esperar 15 minutos. Calibrar el espectrofotómetro. Seleccionar la longitud de onda girando la perilla. Introducir la celda con el blanco (con un volumen por arriba de la mitad; nunca llena) en la porta-celda, esperar a que se ponga en ceros la absorbancia. 6. Tomar la lectura de absorbancia de la solución propuesta a una longitud de onda baja (λ nm). Utilizar como blanco agua destilada. 7. Repetir el procedimiento desde el punto 4 dando incrementos regulares a la longitud de onda. Registrar los datos en la tabla 1. Parte II 1. Prepara soluciones de distinta concentración a partir de la solución de referencia I2–KI (0.002M-0.2M), serie tipo. 2. Seleccionar una longitud de onda adecuada y hacer las lecturas de absorbancia para las soluciones de la serie tipo. 3. Introducir la celda con el blanco (agua destilada), con un volumen por arriba de la mitad; nunca llena, en la porta-celda, oprimir la tecla y esperar a que se ponga en ceros la absorbancia. 4. Tomar la lectura de absorbancia de las soluciones propuestas para la serie tipo, a la longitud de onda seleccionada (λ nm). 5. Registrar las lecturas de absorbancia y concentración de la serie tipo en la tabla 2.

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Díaz N, et al. Espectrofometría: Espectros de absorción y cuantificación colorimétrica de biomoléculas. Recuperado de: https://www.uco.es/dptos/bioquimica-biol-mol/pdfs/08_ESPECTROFOTOMETRIA.pdf Manuela Martín–Sánchez, María Teresa Martín–Sánchez y Gabriel Pinto (2013). Reactivo de Lugol: Historia de su descubrimiento y aplicaciones didácticas. (Versión electrónica). Educ. quim, 24. Skoog, D; West DM; Holler, FJ; Crouch, SR. Fundamentos de química analítica. 8va edición. Editorial CENGAGE Learning. México. 2010 Dosal, M; Villanueva M. Introducción a la metrología química. Curvas de calibración en los métodos analíticos. 2008. Recuperado de: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/CURVASDECALIBRACION_23498.pdf Hoja de seguridad agua oxigenada MSDS, Hoja de seguridad solución Lugol (I2-KI) Carl Roth...