Quimica Analitica. polarimetria PDF

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Practica conceptual de polarimetria...

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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL VALLE DE TOLUCA

NOMBRE DEL PROGRAMA EDUCATIVO: INGENIERÌA EN BIOTECNOLOGÌA

NOMBRE DEL ASIGNATURA: Química Analítica.

TEMA: POLARIMETRIA.

NOMBRE DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE: UNIDAD II

FACILITADOR: M. EN A. CHAVEZ VELAZQUEZ ARYANA INTEGRANTES. No 1 2 3 INDICE.

Matricula. 1319281279 1119261053 1

Apellido Paterno, Apellido Materno y Nombre Esquivel Sáenz Jaime Eduardo, Villafaña Medina Edwin Mauricio. Alvaro Romero Guillermo.

I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII.

INTRODUCCION. EN QUÉ CONSISTE LA POLARIMETRÍA. RESULTADO DE APRENDIZAJE O PROPÓSITO ESPERADO. MARCO TEÓRICO. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA. ANÁLISIS DE RESULTADOS. CONCLUSIONES. FUENTES DE INFORMACIÓN.

INTRODUCCION. La polarimetría es una técnica que se basa en la medición de la rotación óptica producida sobre un haz de luz polarizada al pasar por una sustancia ópticamente activa. La actividad óptica rotatoria de una sustancia tiene su origen en la asimetría estructural de los átomos de carbono, nitrógeno, fósforo o azufre en la molécula, lo cual es conocido como quiralidad. La quiralidad generalmente es descrita como una imagen de espejo de una molécula, la cual no puede superponerse con ella misma (Figura 1). Al polarizar la luz y dejar que tan solo vibre en un plano, si hacemos pasar la luz por una disolución de una substancia quiral, ésta girará el plano de la luz polarizada.

Figura 1. Átomo de carbono quiral (en gris), de un monosacárido unido a cuatro sustituyentes diferentes. Basándonos en esta propiedad de los azúcares, la polarimetría se puede utilizar en la industria agroalimentaria para la cuantificación de sacarosa en la industria azucarera, de lactosa en la industria láctea y del almidón tras su hidrólisis parcial a glucosa en la industria cerealista. El uso de polarímetros también es un método extendido para la para la comprobación de la pureza en disoluciones azucaradas, tal y como describiremos en este objeto de aprendizaje. Para entender un poco más cómo funciona esta técnica, vamos a definir algunos conceptos relacionados.

EN QUÉ CONSISTE LA POLARIMETRÍA.

Es una técnica que se basa en la medición de la rotación óptica producida sobre un haz de luz polarizada al pasar por una sustancia óptimamente activa. La actividad óptica rotatoria de una sustancia, tiene su origen en la asimetría estructural de las moléculas. El polarímetro permite medir la concentraciones de soluciones de sustancias ópticamente activas, esto es de sustancias que producen rotación del plano de oscilación de la luz que la atraviesa. Como la luz natural está compuesta por oscilaciones electromagnéticas que oscilan en todos los planos, debemos individualizar sólo uno de esos planos y luego analizar la dirección de oscilación luego de que la luz atravesó la muestra. Funcionamiento La luz blanca proveniente de la lámpara debe primero ser filtrada ya que cada longitud de onda de la luz tiene una rotación diferente. El color elegido internacionalmente es el amarillo que corresponde a la luz de emisión del sodio. Para emular el color se usa una cubeta prismática de 12 mm de espesor conteniendo una solución de dicromato de potasio al 10 % P/V. La rotación específica depende de la sustancia a analizar y corresponde a la rotaciónprovocada por una solución de un miligramo de muestra por mililitro de solución cuando atraviesa una celda de un decímetro (10 cm). La longitud L se mide desde el fondo del tubo (excluyendo el espesor de la pared) hasta la superficie libre de la solución beta es el ángulo medido. Es evidente que conociendo 3 de los parámetros se puede calcular el cuarto. Si la sustancia es desconocida, se toma una solución de concentración conocida y se mide el ángulo específico y se lo compara con sustancias conocidas. El problema surge cuando hay mezclas de sustancias ópticamente activas donde cada una aporta una rotación diferente. Se sugiere como experiencia medir la concentración de una solución de sacarosa (azúcar común) y compararla con la real (peso/volumen). Como dato técnico se sabe que la sacarosa rota a la luz en sentido horario un ángulo de 66,5 grados. Se apreciará que la rotación tiende hacia el sentido antihorario. Esto se debe a que la sacarosa se desdobla, en reacción con el agua (hidrólisis) en glucosa (rotación horaria de 52,5 grados) y fructosa (rotación antihoraria de 93 grados).Como cada molécula de sacarosa reacciona con una de agua para dar una de glucosa u otra de fructosa, la rotación será dominada cada vez más por esta última que es levógira. Componentes. Los primeros polarímetros fueron diseñados en los años cuarenta del siglo pasado, gracias al uso de los prismas ideados en 1828 por William Nicol construidos con dos láminas de espato de Islandia. Este instrumento se utiliza para medir la rotación de la luz polarizada causada por los isómeros ópticos .

Los componentes básicos del polarímetro son: 1.

Una fuente de radiación monocromática

2.

Un prisma que actúa de polarizador de la radiación utilizada

3.

Un tubo para la muestra

4.

Un prisma analizador

5.

Un detector (que puede ser el ojo

6. o un detector fotoeléctrico) Aplicaciones Son ampliamente utilizados en las industrias químicas y farmacéuticas para el control de calidad. Existen más de 60 variedades de sustancias químicas listadas, de las cuales se pueden medir con un polarímetro. Entre estas se incluyen: ácido ascórbico, testosterona y cocaína. Se aplica las medidas con polarímetros para aditivos alimenticios, esencias y perfumes. en análisis de azúcares, siendo la forma estándar de medición empleando la unidad Internacional Standard de escala de azúcar. son empleados con fines educacionales para el entendimiento de la capacidad de actividad óptica de sustancias, luz polarizada y mucho más.

RESULTADO DE APRENDIZAJE O PROPÓSITO ESPERADO. El o la alumno(a) ejecutará y aprenderá a aplicar los métodos de análisis instrumental para determinar la composición cualitativa y cuantitativa de muestras de estudio.

MARCO TEÓRICO . Para tener un desarrollo aceptable sobre la práctica de laboratorio de Polarimetría se debe conocer con que se trabajara y el cómo funciona , además de sus partes de un polarímetro , y asi mismo daremos como fundamentos lo que es el polarímetro y el cómo funciona , así como sus partes y especificaciones científicas. El equipo de polarimetría POLAX-2l cuenta con: A. Larga duración del LED(1): esta unidad cuenta con un LED,que es usado como B. Fuente de luz ya que tiene una larga duración debido a que sus luces son mucho más C. rápidas en comparación con la lámpara de sodio. La longitud de onda de 589nm D. equivalente a la línea D del sodio es asegurada usando el filtro de interferencia junto E. con el "LED". • Pantalla digital (2): el valor de la medida es mostrado digitalmente, observando a F. través del ocular y presionando los botones a la derecha o la izquierda para emparejar G. el brillo en el campo visual. Por otra parte, la tempertura de la muestra puede ser H. Indicada en la pantalla presionando el switch shift/temp. I. • Medidas ligeras (3): Los interruptores son usados para rotar el analizador. Además J. el POLAX-2L cuenta con interruptores derechos(+) e izquierdos (figura 2) con el que K. la velocidad de la rotación puede ser cambiada en 2 pasos.

Fuente Propia

Intervalo División de la escala

1°

Precisión de la lectura Visualización de la lectura Ampliación Fuente de Luz Longitud de Onda Tubos de medición Alimentación Tiempo de estabilización Dimensiones Peso Accesorios

± 0.05º (vernier) Escala 3x Lampara de Sodio 589.44 nm 100 o 200 nm 120V / 50Hz. 10 minutos 500 x 135 x 330 mm 6.5 kg Tubo de 100 mm, tubo de 200 mm, empaque de repuesto.

Desarrollo de Practica. 1.-Se debe Calibrar el equipo con agua, deberá colocar en el tubo de observación de 100 mm de agua para calibrar el equipo, cuando este en los dos lados en blanco al observar en el campo óptico por el ocular. 2.-Para colocar la muestra de agua en el tubo de observación deberá asegurarse de que no quede burbuja, si en dado caso quedara debe ubicar a la burbuja en el menisco de atrapa burbuja para evitar tener mala medición. 3.-Colocar en el depósito donde pasa el haz de luz una vez encendido el equipo. 4.-Observar en el ocular y primero apretar el botón rojo para obtener la temperatura que se mostrara en la pantalla o display al frente del equipo. 5.-Luego colocará su dedo índice en el botón azul de arriba o abajo para que empiece a rotar. ANTES DEBE ASEGURARSE QUE ES LO QUE QUIERE MEDIR, EL ANGULO O PORCENTAJE DE AZUCARES.

6.-Para que vaya más rápido la rotación debe usted apretar al mismo tiempo el botón azul y rojo, una vez que en la lente se vea tanto del lado derecho como izquierdo en blanco tomara esa lectura la cual deberá restar a las lecturas siguientes de las muestras a medir.

Análisis de Resultados. Principalmente se debe de priorizar el procedimiento especifico para llevar a cabo la práctica de laboratorio y se den resultados óptimo , asi como no tener una burbuja dentro del tubo , y dando como especificación la medición correcta .

Conclusiones. En este objeto de aprendizaje se ha descrito el fundamento y el procedimiento para determinar la pureza del azúcar comercial empleando la técnica de la polarimetría. Para ello se han definido algunos conceptos necesarios para comprender la polarimetría, como qué es la luz polarizada, la actividad óptica y la rotación específica de una sustancia. Además, se ha explicado cómo realizar el procedimiento experimental y cómo realizar los cálculos

para obtener la concentración de sacarosa y glucosa de la muestra mediante un supuesto práctico.

Fuentes de Información....