Informe espectrofotometría ¿qué más? PDF

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Familiarización de la técnica de espectrofotometría, a partir del uso de datos obtenidos de un fotómetro....

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Espectrofotometría Resumen En el presente informe se buscó determinar el espectro de absorción del rojo fenol a partir de la relación absorbancia vs. longitud de onda, a partir de la gráfica de esta relación, obteniendo la longitud de onda de mayor absorbancia, la cual fue de 286 nm. Además, se hizo la construcción de una curva patrón la cual estaba dada por la relación longitud de onda vs. concentración, en la cual se obtuvo un comportamiento creciente con respecto al aumento de concentración. Por último, a partir de nuestra curva patrón se pudo determinar la concentración de una solución problema la cual tenía una absorbencia de 0,4875 y la cual tenía una concentración de 0,0036 mg/mL. Palabras clave: Espectro absorción, Absorbancia, curva patrón,

Abstrac: In this report, we sought to determine the absorption spectrum of phenol red from the ratio absorbance vs. wavelength, from the graph of this relationship, obtaining the wavelength with the highest absorbance, which was 286 nm. In addition, the construction of a standard curve was made, which was given by the wavelength relationship vs concentration, in which an increasing behavior was obtained with respect to the increase in concentration. Finally, from our standard curve it was possible to determine the concentration of a test solution which had an absorption of 0.4875 and which had a concentration of 0.0036 mg / mL. Key words: Absorption spectrum, Absorbance, standard curve, Introducción La espectrofotometría es una técnica analítica utilizada para medir cuánta luz absorbe una sustancia química, midiendo la intensidad de la luz cuando un haz luminoso pasa a través de la solución muestra, con base en la ley de Beer-Lambert. (Es una relación empírica que relaciona la absorción de luz con las propiedades del material atravesado.) Para hacer este tipo de medidas se emplea un espectrofotómetro, en el que se puede seleccionar la longitud de onda de la luz que pasa por una solución y medir la cantidad de luz absorbida por la misma. La curva de calibración es un método muy utilizado en química analítica para determinar la concentración de una sustancia (analito) en una muestra desconocida, sobre todo en disoluciones. El método se basa en la relación proporcional entre la concentración y una determinada señal analítica (propiedad). Conociendo esta relación, será posible conocer la concentración en una muestra dada mediante la medida de esa señal. La relación concentración – señal se suele representar en una gráfica a la que se le conoce Como curva de calibración o curva de calibrado. Para obtener una curva de calibrado de un compuesto se preparan soluciones de diferentes concentraciones del mismo, determinándose para cada una de ellas el valor de absorbancia a mayor longitud de onda (λmax). Estos valores de absorbancia se representan en el eje de abscisas (eje de x) y los de concentración en el eje de ordenadas (eje de y).

Materiales y métodos:         

7 tubos de ensayo de aprox. 15 ml Pipetas Pasteur plásticas Espectrofotómetro 1 gradilla 2 beakers de 250 ml 1 litro agua destilada 1 frasco lavador Solución rojo fenol o azul de metileno o de otra solución coloreada Agua destilada.

Procedimiento: A. Determinar el espectro de absorción del rojo fenol: 1) Colocar 2 ml. de la solución diluida una solución colorante en la cubeta y medir la absorbancia (nm) en diferentes longitudes de onda de radiación visible indicadas por la/el profesor(a), previamente el equipo calibrado con agua destilada. Luego haga un gráfico de las lecturas de la absorbancia vs. longitud de onda y determine la longitud de onda de mayor absorbancia. B. Construcción de una curva patrón: 1) Seguir el protocolo abajo utilizando la solución colorante utilizada 2) Leer las absorbencias de cada tubo en la longitud de onda donde presento mayor absorbancia, utilizando el agua destilada como blanco de reacción. Calibrar antes el espectrofotómetro. 3) Hacer el gráfico absorbancia Vs. Concentración de la solución utilizada y analizar los resultados 4) Realizar los cálculos correspondientes 5) Determinar el factor de la curva patrón. C. Determinación de la concentración de una solución problema o muestra: 1) A una solución problema o muestra dada por la profesor(a) determine la absorbancia en la longitud de onda seleccionada y determine la concentración de la muestra empleando el factor de la curva: Absorbancia de la muestra X factor de la curva = concentración de la solución problema o muestra.

Resultados A. Como se puede notar en las figuras 1, 2, 3, 4 la longitud de onda de mayor absorbancia es de 286 nm, a pesar de que difieren en el valor de la absorbancia.

Figura 1. Relación absorbencia vs. Longitud de onda, barrido 1.

Figura 2. Relación absorbencia vs. Longitud de onda, barrido 2. B. Al realizar la lectura de las longitudes de onda de las distintas soluciones vemos que la mayor absorbancia es de 0,4667, para hallar las distintas concentraciones realizamos los siguientes cálculos:

Para determinar la concentración usamos la siguiente ecuación: C1V1=C2V2

Ec. (1)

Que al despejar tenemos que: C2= C1V1/V2 Ec. (2) Tubo 1: C2 = (0.01 mg/mL) (1.0 mL) / (5.0 mL) Tubo 2: C2= (0.02 mg/mL) (2.0 mL) / (5.0 mL) Tubo 3: C2= (0.03 mg/mL) (3.0 mL) / (5.0 mL) Tubo 4: C2= (0.04 mg/mL) (4.0 mL) / (5.0 mL) Tubo 5: C2= (0.05 mg/mL) (5.0 mL) / (5.0 mL)

TUBO

SOL. ROJO Agua destilada FENOL 0.01 (mL) mg/mL B 5.0 1 1.0 4.0 2 2.0 3.0 3 3.0 2.0 4 4.0 1.0 5 5.0 Cuadro 1. Concentración y absorbencia.

Absorbancia 0,5890 nm

0,3701 0,5809 0,7708 0,9777 1,1229

Concentración

0 0,002 0,008 0,018 0,032 0,05

A partir de lo anterior creamos nuestra curva patrón relacionando la concentración con la absorbancia. Para calcular el factor de la curva calculamos la pendiente (m) y la intercepción (b), a partir de las ecuaciones: m= n(ΣXiYi) – (ΣXi) ( ΣYi) / n(ΣXi2) – (ΣXi)2 (3)

Ec.

m= 5(0,4204) – (0,11) (3,8224) / 5(0,01) – (0,01) m = 15,107 b= (ΣYi) – m(ΣXi) / n (4) b= (3,8224) - 15,107(0,11) / 5 b= 0,4321

Ec.

Figura 5. Curva patrón.

C. Al tener una absorbancia de 0,4875 podemos determinar que su concentración es de 0,0036 mg/mL, llevando a cabo los cálculos correspondientes a la Ec. (6), tomando los datos de m y b obtenidos en el ítem anterior. Y como se evidencia tenemos que en la figura 5 nuestra concentración está dentro del rango dado por la curva patrón. A = b + mx (5) X= A – b / m

Ec.

Ec. (6)

X= (0,4875 – 0,4321) / 15,107 X= 0,0036 x= concentración A= absorbancia b= intersección m= pendiente

Figura 6. Determinación de concentración por curva patrón.

Análisis En el ítem A, para saber cuál es la mayor longitud de onda se hace mucho más fácil graficar y de esta manera identificar el punto más alto. Nuestra mayor longitud de onda fue de 286 nm. Para el ítem B tomamos la absorbancia proporcionada por la profesora y a partir de la ecuación Ec. 1 hallamos las concentraciones de los 5 tubos. A partir de estos datos graficamos y obtenemos una curva patrón que nos indica un comportamiento creciente entre concentración y absorbancia (figura 5) En el ítem C tomamos la misma curva patrón realizada en el ítem B (figura 5) y ubicábamos la absorción entregada por la profesora que fue de 0,4875, a partir de esto pudimos hallar que la concentración fue de 0,0036 mg/mL como se muestra en la figura 6.

Conclusión La absorbancia es la capacidad que tienen algunos compuestos para absorber la radiación electromagnética, con esta práctica pudimos observar como dependiendo de la concentración y de la longitud a la cual se le aplique un rayo, la solución con la que estemos trabajando puede alcanzar un punto máximo de absorción, lo cual en este caso fue de 286 nm. También podemos concluir que la absorbancia y la longitud de onda son directamente proporcionales hasta alcanzar el punto máximo, luego empieza a descender...