2.- Estudio de La Variacion de La Absorbancia en Funcion de La Concentracion

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PRÁCTICA # 2 ESTUDIO DE LA VARIACIÓN DE LA ABSORBANCIA EN FUNCIÓN DE LA CONCENTRACIÓNINTRODUCCION La interacción de una onda electromagnética con la materia se puede estudiar por medio de dos parámetros: la transmitancia y absorbancia. La transmitancia esta definida como el cociente de la radiación saliente entre la radiación incidente: Donde: P: radiación saliente P 0 : radiación incidente La absorbancia esta definida como el logaritmo de la inversa de la transmitancia: Lambert estudió la influencia de la longitud del paso óptico en la absorbancia y encontró que guardan una relación directamente proporcional. De la misma manera Beer estudió la relación entre la concentración de la solución y la absorbancia, dando así mismo una relación directamente proporcional. De la combinación de ambos estudios surge la ley de Lambert–Beer, en la cual se establece que la absorbancia tiene una relación directamente proporcional tanto con la longitud del paso óptico como con la concentración del analito. Su expresión matemática es: Donde: A: absorbancia, adimensional. ε: constante de proporcionalidad. ι: longitud del paso óptico, cm. C: concentración, molar o másica. Las unidades de la constante de proporcionalidad están en función de las unidades utilizadas en la concentración .Si la concentración esta expresada en molaridad, la constante de equilibrio se denomina absortividad molar, o coeficiente de extinción molar; si la concentración esta expresada en g/L, la constante se denomina absortividad especifica. Esto no restringe las unidades de la concentración, se puede trabajar en diversas unidades. Al obtener la grafica de absorbancia en función de la concentración, se tiene una línea recta, que presentan las soluciones que siguen la ley de Beer. OBJETIVO 1

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Relación que existe entre la absorbancia de una solución y la concentración de esta.

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PRÁCTICA # 2

“ESTUDIO DE LA VARIACIÓN DE LA ABSORBANCIA EN FUNCIÓN DE LA CONCENTRACIÓN”

INTRODUCCION

La interacción de una onda electromagnética con la materia se puede estudiar por medio de dos parámetros: la transmitancia y absorbancia.

La transmitancia esta definida como el cociente de la radiación saliente entre la radiación incidente:Donde:

P: radiación saliente P0: radiación incidente

La absorbancia esta definida como el logaritmo de la inversa de la transmitancia:

Lambert estudió la influencia de la longitud del paso óptico en la absorbancia y encontró que guardan una relación directamente proporcional. De la misma manera Beer estudió la relación entre la concentración de la solución y la absorbancia, dando así mismo una relación directamente proporcional.

De la combinación de ambos estudios surge la ley de Lambert–Beer, en la cual se establece que la absorbancia tiene una relación directamente proporcional tanto con la longitud del paso óptico como con la concentración del analito.Su expresión matemática es:

Donde:

A: absorbancia, adimensional. ε: constante de proporcionalidad. ι: longitud del paso óptico, cm. C: concentración, molar o másica.

Las unidades de la constante de proporcionalidad están en función de las unidades utilizadas en la concentración .Si la concentración esta expresada en molaridad, la constante de equilibrio se denomina absortividad molar, o coeficiente de extinción molar; si la concentración esta expresada en g/L, la constante se denomina absortividad especifica. Esto no restringe las unidades de la concentración, se puede trabajar en diversas unidades.

Al obtener la grafica de absorbancia en función de la concentración, se tiene una línea recta, que presentan las soluciones que siguen la ley de Beer.

OBJETIVO

Que el estudiante observe la relación que existe entre la absorbancia de una solución y la concentración de esta.

MARCO TEÓRICO:

En 1760, Lambert investigó la relación entre I0 (luz incidente) e It (luz transmitida); posteriormente, en 1852, Beer estudió la absorción de la luz por las soluciones. La espectrofotometría y la colorimetría se basan en las leyes de Lambert y Beer.

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La ley de Lambert establece que cuando pasa luz monocromática por un medio transparente, la disminución de la intensidad, con el espesor del medio, es proporcional a la intensidad de la luz, lo que equivale a decir que la intensidad de la luz transmitida disminuye exponencialmente al aumentar aritméticamente el espesor del medio absorbente, o que espesores iguales de un mismo medio absorben la misma fracción de la luz incidente. Se puede expresar esta ley mediante la ecuación diferencial:

Donde:

I es la intensidad de la luz incidente de la longitud de onda t es el espesor del mediok es un factor de proporcionalidad.

Integrando y poniendo I0 para t = 0, se tiene:

En donde:

Siendo:

I0 la intensidad de luz incidente que llega al medio absorbentet el espesor del medioIt la intensidad de luz transmitidak una constante para la longitud de onda y el medio absorbente, denominada coeficiente de absorción.

Pasando a logaritmos de Briggs, se tiene:

Donde:

k = k /2,3206= k x 0,4343 , y se le denomina coeficiente de extinción, que se define como la inversa del espesor (1cm) requerido para reducir a un décimo la intensidad de la luz incidente, por lo que:

El cociente It /I0 es la fracción de la luz incidente transmitida por un espesor t, del medio, y se le denomina transmisión. La inversa de la transmisión es la opacidad. La densidad óptica D de un medio, también denominada extinción E, o la absorbancia A, es el logaritmo de la inversa de la transmisión.Así, un medio cuya densidad óptica sea 1, para cierta longitud de onda, transmite un

décimo, ósea el 10%, de la luz incidente de dicha longitud de onda.

Ley de Beer: En 1852, Beer estudió la influencia de la concentración de la solución, del constituyente coloreado, en la transmisión y en la absorción de la luz. Descubrió que existe la misma relación entre la transmisión y la concentración, que la descubierta por Lambert entre la transmisión y el espesor de la capa, es decir, la intensidad de un haz de luz monocromática disminuye exponencialmente al aumentar aritméticamente la concentración de la sustancia absorbente, por lo que se puede expresar de la siguiente forma:

Donde:c = concentraciónk y k´= constantes

Y se obtiene:

La ecuación anterior es la ecuación fundamental de la colorimetría y la espectrofotometría, y se le denomina Ley de Lambert-Beer. El valor de ε depende de la forma en que se expresa la concentración. Si c se expresa en moles por litro y t en centímetros, ε es el coeficiente de extinción molecular, que es la inversa del espesor, en centímetros, de una solución 1 molar (c = 1) para lo cual It = 0,1 I0, pues It = I010-K, cuando t =1 y c = 1.

El coeficiente de extinción específica ES es el coeficiente de extinción, para una concentración igual a la unidad. Cuando no se conoce el peso molecular de la sustancia, tampoco se puede conocer el coeficiente de extinción molecular. En este caso, se escribe la unidad de concentración como índice, y la unidad de longitud como un subíndice. Así:

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Significa que la sustancia en cuestión, en una solución de una concentración del 1% (1% en peso del soluto o 1g por 100ml de solución), para un espesor de 1cm y una longitud de onda de 325mμ, le corresponde:

Recapitulando alguno de los términos de empleo corriente en colorimetría y espectrofotometría, se tiene:

La densidad óptica D, también denominada extinción E o absorbancia A, de un medio, es el logaritmo del cociente de las intensidades de la luz incidente y transmitida:

Ósea,

D se vincula con el coeficiente de extinción molecular mediante:

El coeficiente de extinción molecular es la densidad óptica, cuando el espesor de la capa de la solución es de 1cm y la concentración de la solución es de 1 mol por litro.

La transmisión T es el cociente de las intensidades de la luz transmitida y de la incidente:

La transmitancia Tc, es el cociente de la transmisión de una cubeta que contiene la solución coloreada, y la de otra cubeta igual que contiene agua u otro solvente o una solución cuya concentración de la sustancia coloreada es cero (ensayo en blanco).

La densidad óptica D, es igual al logaritmo de la inversa de la transmisión:

Los espectrofotómetros tienen escalas graduadas para leer directamente, en tanto en densidades como en tanto por ciento de transmitancia (o de transmisión, según se ajuste: contra ensayo en blanco o contra aíre).

En las mediciones colorimétricas, por I0 se toma la intensidad de luz transmitida por el solvente puro (o ensayo en blanco) o sea la intensidad de la luz que penetra en la solución, y por It la intensidad de la luz que emerge o es transmitida por la solución.

El coeficiente de extinción es la densidad óptica para la unidad de longitud:

El coeficiente de extinción específica es la densidad óptica para la unidad de longitud y unidad de

concentración:

El coeficiente de extinción molecular, es la densidad óptica para una concentración de 1mol/L y un espesor

de 1cm, siendo M, el peso molecular.

Desviaciones de la ley de Beer:

La ley de Beer se cumple dentro de amplios límites de concentraciones, si la estructura de las moléculas, o de dos iones coloreados en solución, no se modifica con la concentración.

Cantidades pequeñas de electrolitos que no reacciones químicamente con los compuestos coloreados, no afectan corrientemente la absorción de la luz; cantidades grandes de electrolitos, pueden desplazar el máximo de absorción y modificar el valor del coeficiente de extinción.

Hay desviaciones cuando el soluto coloreado se ioniza, disocia o asocia en solución, pues entonces pueden modificarse con la concentración, los iones y/o moléculas en solución.

También pueden presentarse desviaciones cuando no se emplea luz monocromática.El comportamiento de una sustancia, se puede ensayar, representando log I0 / It, E o log T, en función de la

concentración, si se obtiene una línea recta que pasa por el origen (representando E en función de c) se cumple la ley de Lambert-Beer.

Para soluciones que no cumplen con la ley de Lambert-Beer, es preferible preparar una curva de calibración o curva de trabajo, midiendo una serie de tipos de concentración conocida.

Las densidades ópticas (-log T) se representan como ordenadas, en función de las concentraciones, como abscisas, expresadas en, por ejemplo 100ml o 1000ml.

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En trabajos de precisión la comparación colorimétrica o la curva de trabajo se debe utilizar tipos cuya concentración sea parecida a la que se requiere determinar.

Representación gráfica de la Ley de Beer, para soluciones de KMnO4 en l = 545 nm y un camino óptico de 1cm. a) En %Transmitanciab) En Absorbancia

MATERIAL

2 Matraz aforado de 10 ml 2 Matraz aforado de 25 ml 1 Matraz aforado de 50 ml 2 Vaso de precipitados de 50 ml 1 Vaso de precipitados de 25 ml

2 Celdas para el espectrofotómetro

Espátula 2 Vidrio de relojEmbudo Papel celdas /espectro

SUSTANCIAS:

Agua destilada

Permanganato de potasio: KMnO4 Dicromato de potasio: K2Cr2O7

DICROMATO POTÁSICO: (Dicromato (VI) de dipotasio; Sal de dipotasio del ácido dicrómico: K2Cr2O7 )

Masa molecular: 294.2 Estado físico: Cristales de naranja a rojos. Peligros químicos: La sustancia es un oxidante fuerte y reacciona con materiales combustibles y reductores. La disolución en agua es un ácido débil. Reacciona violentamente con hidrazina o hidroxilamina originando peligro de incendio y explosión.Toxicidad: El contacto prolongado o repetido puede producir sensibilización de la piel. La exposición a inhalación prolongada o repetida puede originar asma. La sustancia puede afectar al tracto respiratorio y a los riñones, dando lugar a perforación en el tabique nasal y alteraciones renales. Esta sustancia es carcinógena para los seres humanos.Propiedades físicas: Se descompone por debajo del punto de ebullición a 500°C; Punto de fusión: 398°C Densidad: 2.7 g/cm3; Solubilidad en agua, g/100 ml a 20°C: 12.

PERMANGANATO DE POTASIO: KMnO4

Masa molecular: 158 Estado físico: Cristales púrpura oscuro Peligros químicos: La sustancia se descompone al calentarla intensamente, produciendo gases tóxicos y humos irritantes. La sustancia es un oxidante fuerte y reacciona con materiales combustibles y reductores, causando peligro de incendio o explosión. Reacciona violentamente con metales en forma de polvo, originando peligro de incendio.Toxicidad: La sustancia es corrosiva para los ojos, la piel y el tracto respiratorio. Corrosiva por ingestión. La inhalación del polvo de esta sustancia puede originar edema pulmonar. Los efectos pueden aparecer de forma no inmediata. Se recomienda vigilancia médica.Propiedades físicas: Se descompone por debajo del punto de fusión a 240°C; Densidad: 2.7g/cm3 Solubilidad en agua, g/100 ml a 20°C: 6.4; Presión de vapor, Pa a 20°C: despreciable.

EQUIPO

Balanza analítica

Espectrofotómetro de absorción UV-Visible

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GRÁFICA DEL PERMANGANATO DE POTASIO

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

440 490 515 540 565 590 615 640 665 690 740

Longitud de onda

Abs

orba

ncia

A (10%) A (20%) A (40%) A (60%) A (80%) A (100%)

PROCEDIMIENTO

Preparación de la solución madre: Realice los cálculos necesarios y prepare 100 ml del compuesto seleccionado (Permanganato de potasio o dicromato de potasio), con una concentración 0.001M.

Preparación de las soluciones diluidas: A partir de la solución madre preparar diluciones al 10, 20, 40, 60, 80 y 100% de la solución madre. Recuerde que se requiere un volumen pequeño para enjuagar la celda y realizar la lectura. Ej. Para 10% 1ml/10ml

Obtención de la longitud de absorbancia máxima: De acuerdo a los resultados de la practica 2, especifique un rango de λ en el cual se encuentra el máximo de absorción del compuesto con que va a trabajar. Utilizando la solución madre, localice la λmax. El incremento en la longitud de onda debe ser una unidad.

Obtención de la absorbancia: Determine la absorbancia de cada dilución en las longitudes de onda siguientes: λmax -150nm, λmax-125nm, λmax-100nm, λmax -75nm, λmax-50nm, λmax-25nm, λmax, λmax+25nm, λmax+50nm, λmax+75nm, λmax+100nm,

λmax+125nm, λmax+150nm.

RESULTADOS

1) Permanganato de potasio KMnO4

(nm) A10%

A20%

A40%

A60%

A80%

A100%

440 1.18 1.19 1.28 1.26 1.21 1.28490 1.21 1.40 2.15 1.68 1.84 2.30515 1.30 1.72 2.50 2.04 2.50 2.50540 1.26 1.73 2.50 2.15 2.50 2.50565 0.98 1.25 2.09 1.53 1.76 2.22590 1.53 1.54 1.79 1.66 1.65 1.81615 1.36 1.33 1.32 1.43 1.40 1.53640 1.31 1.27 1.43 1.37 1.33 1.44665 1.27 1.22 1.35 1.31 1.25 1.37690 1.25 1.18 1.29 1.27 1.20 1.30740 1.26 1.17 1.26 1.25 1.17 1.27

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Si entonces T (transmitancia) = antilogaritmo de -A

(nm) T10%

%T T20%

%T T40%

%T T60%

%T T80%

%T T100%

%T

440 0.0661 6.61 0.0646 6.46 0.0525 5.25 0.0549 5.49 0.0617 6.17 0.0525 5.25490 0.0617 6.17 0.0398 3.98 0.0071 0.71 0.0209 2.09 0.0145 1.45 0.0050 0.50515 0.0501 5.01 0.0191 1.91 0.0032 0.32 0.0071 0.71 0.0032 0.32 0.0032 0.32540 0.0549 5.49 0.0186 1.86 0.0032 0.32 0.0071 0.71 0.0032 0.32 0.0032 0.32565 0.1047 10.47 0.0562 5.62 0.0081 0.81 0.0296 2.96 0.0179 1.79 0.0060 0.60590 0.0295 2.95 0.0288 2.88 0.0162 1.62 0.0219 2.19 0.0224 2.24 0.0155 1.55615 0.0437 4.37 0.0468 4.68 0.0479 4.79 0.0372 3.72 0.0398 3.98 0.0295 2.95640 0.0489 4.89 0.0537 5.37 0.0372 3.72 0.0427 4.27 0.0468 4.68 0.0363 3.63665 0.0537 5.37 0.0603 6.03 0.0447 4.47 0.0489 4.89 0.0562 5.62 0.0426 4.26690 0.0562 5.62 0.0661 6.61 0.0513 5.13 0.0537 5.37 0.0631 6.31 0.0501 5.01740 0.0549 5.49 0.0676 6.76 0.0549 5.49 0.0562 5.62 0.0676 6.76 0.0537 5.37

GRÁFICA DE % TRANSMITANCIA EN FUNCIÓN DE LA LONGITUD DE ONDA

0

2

4

6

8

10

12

440 490 515 540 565 590 615 640 665 690 740LONGITUD DE ONDA

%T

%T (10%) %T (20%) %T (40%) %T (60%) %T (80%) T% (100%)

2) Dicromato de potasio K2Cr2O7

(nm

)

A10%

A20%

A40%

A60%

A80%

A 100%

420 0.517 0.568 0.652 0.741 0.827 0.941470 0.336 0.369 0.423 0.47 0.521 0.593495 0.227 0.247 0.271 0.283 0.303 0.338520 0.13 0.144 0.152 0.145 0.148 0.163545 0.005 0.019 0.02 0.008 0.008 0.017570 0.839 0.853 0.852 0.842 0.842 0.087595 0.795 0.808 0.808 0.795 0.796 0.302620 0.667 0.679 0.679 0.666 0.667 0.673645 0.642 0.653 0.653 0.641 0.647 0.699670 0.632 0.644 0.642 0.631 0.632 0.638720 0.656 0.666 0.664 0.654 0.655 0.661

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GRÁFICA DEL DICROMATO DE POTASIO

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

420 470 495 520 545 570 595 620 645 670 720

LONGITUD DE ONDA

ABSO

RBA

NC

IA

A (10%) A (20%) A (40%) A (60%) A (80%) A (100%)

Cálculos de la transmitancia para el dicromato de potasio:

(nm

)

T10%

T%T

20%

T%T

40%

T%T

60%

T%T

80%

T%T

100%

T%

420 0.3041

30.41

0.2703

27.03

0.2228

22.28

0.1815

18.15

0.1489

14.89

0.1146

11.46

470 0.4613

46.13

0.4276

42.76

0.3776

37.76

0.3388

33.88

0.3013

30.13

0.2553

25.53

495 0.5929

59.29

0.5662

56.62

0.5358

53.58

0.5212

52.12

0.4977

49.77

0.4591

45.91

520 0.7413

74.13

0.7178

71.78

0.7047

70.47

0.7161

71.61

0.7112

71.12

0.6871

68.71

545 0.9886

98.86

0.9572

95.72

0.9549

95.49

0.9817

98.17

0.9817

98.17

0.9616

96.16

570 0.1449

14.49

0.1403

14.03

0.1406

14.06

0.1439

14.39

0.1439

14.39

0.8184

81.84

595 0.1603

16.03

0.1556

15.56

0.1556

15.56

0.1603

16.03

0.1599

15.99

0.4989

49.89

620 0.2153

21.53

0.2094

20.94

0.2094

20.94

0.2158

21.58

0.2153

21.53

0.2123

21.23

645 0.2280

22.80

0.2223

22.23

0.2223

22.23

0.2286

22.86

0.2254

22.54

0.1999

19.99

670 0.2333

23.33

0.2269

22.69

0.2280

22.80

0.2323

23.32

0.2333

23.33

0.2301

23.01

720 0.2208

22.08

0.2158

21.58

0.2168

21.68

0.2218

22.18

0.2213

22.13

0.2182

21.82

7

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%TRANSMITANCIA EN FUNCIÓN DE LA LONGITUD DE ONDA

0

20

40

60

80

100

120

420 470 495 520 545 570 595 620 645 670 720

Longitud

%T

%T (10%) %T (20%) %T (40%) %T (60%) %T (80%) %T (100%)

CUESTIONARIO

1.- Que es la absorbancia? (A) Es el logaritmo del cociente de la potencia inicial P0 de un haz de radiación y la potencia P del rayo después de atravesar un medio absorbente, P, A = log (P0/P)

2.- ¿Que otro parámetro se utiliza para el estudio del comportamiento de dichas soluciones? La transmitancia

3.-Trace la grafica de 10-A en función de la longitud de onda:

a) Permanganato de potasio:

(nm) (10%) 10-A (20%) 10-A (40%) 10-A (60%) 10-A (80%) 10-A (100%) 10-A

420 0.06606934 0.06456542 0.05248075 0.05495409 0.0616595 0.05248075470 0.0616595 0.03981072 0.00707946 0.02089296 0.0144544 0.00501187495 0.05011872 0.01905461 0.00316228 0.00912011 0.00316228 0.00316228520 0.05495409 0.01862087 0.00316228 0.00707946 0.00316228 0.00316228545 0.10471285 0.05623413 0.00812831 0.02951209 0.01737801 0.0060256570 0.02951209 0.02884032 0.0162181 0.02187762 0.02238721 0.01548817595 0.04365158 0.04677351 0.04786301 0.03715352 0.03981072 0.02951209620 0.04897788 0.05370318 0.03715352 0.04265795 0.04677351 0.03630781645 0.05370318 0.06025596 0.04466836 0.04897788 0.05623413 0.04265795670 0.05623413 0.06606934 0.05128614 0.05370318 0.06309573 0.05011872720 0.05495409 0.0676083 0.05495409 0.05623413 0.0676083 0.05370318

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GRÁFICA DE 10-A DEL DICROMATO DE POTASIO

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

420 470 495 520 545 570 595 620 645 670 720

Longitd de onda

10

-A

10-A (10%) 10-A (20%) 10-A (40%) 10-A (60%)

10-A (80%) 10-A (100%)

GRÁFICA DE 10-A DEL PERMANGANATO DE POTASIO

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

440 490 515 540 565 590 615 640 665 690 740

Longitud de onda

10

-A

10-A (10%) 10-A (20%) 10-A (40%)

10-A (60%) 10-A (80%) 10-A (100%)

b) Dicromato de potasio:

(nm) (10%) 10-A (20%) 10-A (40%) 10-A (60%) 10-A (80%) 10-A (100%) 10-A

420 0.3040885 0.27039584 0.22284351 0.18155157 0.14893611 0.11455129470 0.46131757 0.42756289 0.37757219 0.33884416 0.3013006 0.25527013495 0.59292532 0.56623929 0.53579666 0.52119471 0.49773708 0.45919801520 0.74131024 0.71779429 0.70469307 0.71614341 0.71121351 0.68706844545 0.98855309 0.95719407 0.95499259 0.98174794 0.98174794 0.96161228570 0.14487719 0.14028137 0.14060475 0.14387986 0.14387986 0.81846479595 0.16032454 0.15559656 0.15559656 0.16032454 0.1599558 0.49888449620 0.21527817 0.20941125 0.20941125 0.21577444 0.21527817 0.21232445645 0.22803421 0.22233099 0.22233099 0.22855988 0.22542392 0.19998619670 0.23334581 0.22698649 0.22803421 0.23388372 0.23334581 0.23014418720 0.22080047 0.21577444 0.21677041 0.22181964 0.22130947 0.21827299

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4.- ¿Que tendencia presentan los espectros obtenidos? Para la gráfica del permanganato es irregular, primero desciende y en 540nm asciende en algunas concentraciones bruscamente (en las de menor concentración), para después bajar (en 10,20 y 60%)y en 40, 80 y 100% asciende y después vuelven a ascender todas; para la gráfica del dicromato en todas asciende hasta llegar a 545nm y después descienden bruscamente en 570nm5.- ¿Que esperaría de una concentración 100 veces más importante que la solución madre? Una línea recta más alta y más inclinada y que aumentara la absorbancia.6.- ¿Que comportamiento esperaría de una disolución al 1 % de la solución mas diluida? El nivel de los espectros desciende de manera moderada a manera que baja la concentración en una dilución.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS:

Se preparó una solución madre de 1x10-4M, de la cuál se hicieron diluciones para obtener concentraciones de 1x10-5m, 2x10-5M. 4x10-5M, 6x10-5M, 8x10-5M a las que se les determino la absorbancia por medio del espectrofotómetro de absorción luz UV-Visible a determinadas longitudes de onda.

Se graficaron estos datos y se observaron comportamientos distintos para ambas soluciones ya que cada una fue tomada a diferentes longitudes de onda. También se obtuvo la transmitancia (y sus respectivas gráficas) a partir de los datos obtenidos de absorbancia para las distintas soluciones.

Para el permanganato de potasio, en la gráfica de absorbancia en función de la longitud de onda, se observó que conforme aumentaba la concentración, aumentaba la absorbancia, y al llegar a su punto máximo, enseguida tenía un descenso brusco para las concentraciones más altas, que en cambio para las más bajas ascendía, bajaba y después ascendía de nuevo, observándose así cierta inestabilidad para las soluciones más diluidas.

Al realizar la gráfica del %T en función de la se observó un comportamiento inverso, en el que la absorbancia iba disminuyendo conforme aumentaba la longitud de onda y para todas las soluciones en 540nm ascendía, en las menos concentradas para alcanzar su punto máximo y en las menos diluidas para comenzar su ascenso relativamente continuo.

En el cuestionario se realizó una gráfica de 10-A en función de la longitud de onda, que si se compara con la gráfica realizada para la transmitancia se puede apreciar que son iguales, lo que comprueba que la transmitancia es el logaritmo de la inversa de la transmitancia, ya que conforme a los datos experimentales se realizaron los cálculos para obtener la transmitancia y aunque los datos son diferentes, al graficar se puede comprobar este dato.

Para el dicromato de potasio se observan comportamientos distintos, que se pueden apreciar en las gráficas, esto debido a que se graficaron los datos con diferentes datos ya que las concentraciones eran las mismas, aunque esto también difiere ya que el espectro UV-Visible para ambas sustancias es diferente de acuerdo a su composición.

En la gráfica de la absorbancia en función de la longitud de onda se puede apreciar como para todas las concentraciones provienen de una absorbancia alta y conforme aumenta la longitud de onda disminuye la absorbancia hasta llegar a 545nm, donde todas aumentan bruscamente en línea recta (excepto la solución madre que sigue su propia trayectoria, aunque también en ascenso), para después llegar a su punto máximo en 570nm, después tienen un descenso recto de nuevo a 695nm y de ahí vuelven a bajar a 620nm, donde después ya su descenso es irregular y comienzan a ascender de nuevo.

Se realizó también la gráfica de la transmitancia y sus respectivos cálculos y se observa también un comportamiento inverso a la absorbancia, con los puntos máximos en 540nm y descensos hacia 570nm, (exceptuando también en este caso a la solución madre (naranja), que tiene un comportamiento distinto, debido a su concentración, y comparando con la gráfica del cuestionario, también se logra observar que son iguales las gráficas, comprobando de nuevo la fórmula de la absorbancia.

En el caso de ambas sustancias podría decirse que no se cumple la ley de Lambert-Beer ya que para que se cumpliera debería haber quedado en las gráficas una línea recta que pasara por el punto de origen y cruzara con T=100% , pero esto no sucedió posiblemente debido a que el espectrofotómetro se encontraba inestable, además de que al parecer para las sustancias utilizadas al cambiar la concentración se modificaba la estructura de las moléculas coloreadas.

La ley que si se cumplió fue la de Lambert ya que al realizar los cálculos de la transmitancia se observó que se cumple que la densidad óptica D= -log T y ya que D = A entonces de esta manera se comprueba que la transmitancia es el logaritmo del inverso de la transmitancia.

No se obtuvo el valor de ε ya que no se tenía el valor del espesor del medio, razón también por la que no se obtuvo la comparación de la ley de Beer y de esta forma tampoco se obtuvo la comparación con la ley Lambert-Beer de acuerdo a las concentraciones.

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CONCLUSIONES

Por medio de esta práctica se logró observar la relación que existe entre la absorbancia de una solución y su concentración, que a medida que disminuye la concentración de una sustancia, también disminuye su absorbancia y por lo tanto, en caso contrario, para la transmitancia, conforme disminuye la concentración de una sustancia, aumenta su transmitancia. También como ya se mencionó se logro comprobar experimentalmente que la absorbancia equivale al logaritmo del inverso de la transmitancia y que por lo tanto esto es igual a la densidad óptica para cada sustancia como se muestra en las fórmulas investigadas en la teoría. Por lo tanto con este tipo de experimentación se pueden observar los comportamientos que rigen a las fórmulas teóricas.

El espectrofotómetro nos permito realizar las mediciones de la relación entre la radiación de dos rayos; Lo que esta transformando es la intensidad de la radiación en señales eléctricas. Las graficas lo que nos muestran es que dependiendo de que tan diluido esta la solución el grafico varia.

Se pudo observar la variación de la absorbancia con respecto a la concentración madre que preparamos. Se estudiaron los fundamentos de los métodos espectroquímicos, así como la ley de absorbancia. También se aplico lo que es la ley de Beer que se puede utilizar de diferente manera como las absortividades molares, también se puede utilizar el valor de la absorbancia medida para conocer las concentraciones, si es que se conocen la absortividad y la longitud de la trayectoria de la radiación. La absorbancia esta relacionada linealmente con la concentración de las especies absorbentes y con la longitud de la trayectoria de la radiación. La relación lineal entre la absorbancia y la longitud de la trayectoria de la radiación a una concentración fija, es una generalización para la que hay pocas excepciones.

Con práctica reanudamos el aprendizaje sobre espectrofotometría y ahora comprobamos que la absorbancia también puede representarse en función del número de onda o de la frecuencia. También comprobamos su funcionamiento y sabemos que en la espectroscopia la muestra se estimula en alguna forma, aplicando calor, de electricidad, de luz, de partículas o sometiéndola a alguna reacción química.

esta practica realizada nos servio para reafirmar los conocimientos ya obtenidos sobre espectro de absorción. Como se observa en las diferentes graficas, hay mayor transmitancia en la concentración que se encuentra al 100%. Se dice que la transmitancia de la solución es la fracción de radiación incidente que transmite la solución.

BIBLIOGRAFIA

Day JR. R. A.. QUIMICA ANALITICA CUANTITATIVA. Espectrofotometría. Editorial Pearson Educación. 5ta Edición México 1989 pp. 472-490

Harris, D. ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO, Aplicaciones de la espectrofotometría, Absorbancia Editorial Reverté Barcelona España 2da Edición 2001 pp. 531-535.

Fischer R. B. COMPENDIO DE ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO. Absorbancia. Editorial Interamericana México 1971. pp. 403-408

Vogel, A. I. QUÍMICA ANALÍTICA CUANTITATIVA II, teoría y práctica. Teoría de la espectrofotometría y de la colorimetría. Kapelusz: Argentina, 2ª ed., 1969. pp.843-848.

http://www.chemkeys.com/esp/

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