ESPECTROFOTOMETRIA DEL VISIBLE Y

ULTRAVIOLETA

FUNDAMENTO

Los métodos colorimétricos y espectofometricos probablemente son los más

importantes del análisis cuantitativo y también la q se emplea más a menudo. Se basan

en la absorción de luz visible o de otro tipo de energía radiante por una solución, la

cantidad de energía radiante absorbida es proporcional a la concentración del material

en la solución q realiza la absorción midiendo la absorción de la luz o de otro tipo de

energía radiante es posible determinar cuantitativamente la cantidad de sustancias

absorbentes presentes.

Los métodos espectrofotométricos no se limitan al uso de luz visible, sino q también

incluye a aquellos que emplean energía radiante de otras regiones del espectro

electromagnético, como el ultravioleta o el infrarrojo. La colorimetría (o análisis

colorimétrico) es un término bastante general que se aplica a los procedimientos

espectrofotométricos que emplean luz visible. No obstante el termino colorimetría no

deberá aplicarse a los métodos espectrofotométricos que emplean luz ultravioleta o

infrarroja o cualquier tipo de energía radiante distinta del visible.

Se ha desarrollado métodos de análisis colorimétricos y espectrofotométricos para la

mayoría de elementos y compuestos orgánicos de muchas clases. Estos métodos suelen

emplearse para determinar cuantitativamente pequeñas cantidades de una sustancia. Los

métodos que se basan en la absorción de la luz sirven perfectamente para determinar

constituyentes de las muestras desde cantidades mínimas hasta cantidades de 1%

aproximadamente, pero no se usan con tanta frecuencia para analizar cantidades

mayores (macro cantidades) de sustancias. Por: es mejor determinar hierro en un acero o

en mineral de hierro usando métodos e valoración. La determinación colorimétrica de la

muestra de las diluciones necesarias para que la concentración de hierro se reduzca el

intervalo en el cual se aplica los métodos colorimétricos.

INSTRUMENTACION

La cantidad de radiación absorbida por una solución está relacionada con la

concentración de la especie absorbente. Los aparatos necesarios para realizar un análisis

contienen cuatro componentes fundamentales:

1. Fuente de Radiación

Los focos de la radiación tienen que cumplir ciertos requisitos:

a) Deben producir un haz de intensidad suficiente para su detección y su

mediación sean fáciles.

b) La radiación producida debe ser continua.

c) El foco debe ser estable, es decir, el poder de radiación debe permanecer

constante durante un tiempo suficiente.

En la región visible se usa una lámpara de filamento de wolframio, en la región

ultravioleta se utiliza un tubo de descarga de hidrogeno y en la región infrarroja

se utiliza un emisor de Nemst

2. Selector de Longitud de Onda

Los dispositivos que se emplean para restringir la radiación a bandas limitadas

se clasifican en dos categorías, una de ella está constituida por los filtros, que

actúan absorbiendo grandes porciones del espectro, se utilizan principalmente en

la región visible y la otra categoría está constituida por los monocromadores, que

son dispositivos que aíslan un haz de gran pureza espectral que permiten variar

de un modo continuo la longitud de onda seleccionada. Los monocromadores se

emplean para la radiación visible, ultravioleta e infrarroja.

3. Porta muestra

Las cubetas que contienen las muestras deben estar construidas con materiales

transparentes a la radiación de la región espectral de interés. Así para el trabajo

en la región ultravioleta es necesario que sean de cuarzo o de sílice fundida, para

la región del visible pueden emplearse dioptrios de sustancias tales como el

cloruro de sodio o el fluoruro de calcio.

4. Detectores de Radiación

Estos dispositivos tienen por objeto transformar la energía radiante que reciben

en energía eléctrica, que se mide después con aparatos normales de medida. El

detector que se elija tiene que ser sensible a un amplio campo de longitudes de

onda, además, es esencial que la señal producida por el detector se a

rigurosamente proporcional a la intensidad del haz que lo alcanza.

El resultado se expresa en términos de absorvancia y de transmitancia.

Todo análisis espectrofotométrico en la región visible consta de las siguientes

etapas:

Formación de especies coloreadas

Selección de la longitud de onda analítica o de trabajo

Verificación de la ley Beer

Análisis de la muestra propiamente dicha.

ESPECTROFOTOMETRIA DEL VISIBLE SELECION DE

LA LONGITUD DE ONDA ANALITICA

1. Objetivos

Operar adecuadamente el espectrofotómetro computarizado Shimadzu

160 – A.

Obtener en la práctica un espectro o curva de absorción.

Seleccionar la longitud de onda de trabajo.

2. Generalidades

Se estudia en el espectrofotómetro la disolución del constituyente que se analiza,

después de desarrollado el color mediante un reactivo adecuado determinándose

su espectro de absorción. Si no hay interferencias de los otros componentes de

la muestra en solución, se escoge la longitud de onda del máximo e absorción

para medidas futuras.

En cada tipo de sustancias los átomos, iones o moléculas absorben con cierta

preferencia longitudes de onda de una determinada gama de frecuencias; esto

que los átomos, iones o moléculas puedan identificarse mediante la longitud de

onda a que se da lugar la absorción. En el análisis espectrofotométrico, las

mediciones de absrovancia se realizan ordinariamente a una longitud de onda

que corresponda a un máximo del espectro de absorción.

Para ello en una determinación deberá obtenerse una curva de absorción o

espectro de absorción para ubicar en ella el pico más alto y seleccionar la

longitud de onda a la cual se produce ese máximo de absorción. A esta longitud

de onda se denomina longitud de onda analítica, de trabajo o máxima y es la

longitud de onda a la cual se realiza la medición cuantitativa.

A esta longitud de onda la variación de absorvancia por unidad de concentración

es máxima, con lo cual se obtiene la sensibilidad máxima.

Cuando se usa un fotómetro de filtros, el criterio más adecuado, aunque

aproximado, para la selección de filtros es que el color de este sea el

complemento del color de la muestra a medir.

3. Fundamento

Para encontrar la curva de absorción se irradia a la solución coloreada con

energía radiante de una gama de longitudes de onda de tal manera que a cada

longitud de onda se mide su valor de absorvancia o % de transmitancia; esta

energía absorbida se traduce en un espectro de absorción que es obtenido en

función de los valores de absorvancia o % de transmitancia frente a las

longitudes de onda.

En la curva se ubica el máximo pico que corresponda a un máximo de

absorvancia el cual corresponde a una longitud de onda determinada; a esta

longitud se denomina longitud de onda analítica, optima o de trabajo.

4. Arreglo Experimental

Se presenta mediante la siguiente figura:

5. Aparatos

Espectrofotómetro Shimadzu 160 –A

Cubeta: 1cm. De trayecto óptico

Region de trabajo : espectro visible ( 400 – 600 NM )

Blanco : agua destilada

6. Materiales

Fiolas de 100y 250 ml.

Buretas de 25 ml.

Vasos de precipitado de 250 ml.

7. Reactivos

Solución Stock de permanganato de potasio 0.1000 N.

Solución de permanganato de potasio con concentración de 100 mg /L.

de manganeso o ppm.

Soluciones Estándares o patrones.

8. Técnica

Preparación de soluciones Estándares o patrones

Prepara a partir de la solución stock de KMnO4 0.1000N 250 ml. de una

solución de 100 ppm. Referida a manganeso y luego preparar por

dilución los siguientes patrones: 4, 8,12 y 16 ppm, para un volumen de

100.

Selección de Modo Básico de Trabajo

MENU DE MODO BASICO

MODO “NO”

1.- Fotómetro

2.- Espectro

3.- Barrido de Tiempo

4.- Cinética

5.-Cuantitativo

6.- Multicomponete

7.- Memoria

8.- Señalamiento de Condición

9.- Enlace

Presione el No 2 y luego la tecla ENTER para seleccionar el modo

“espectro”.

El blanco a emplear es agua destilada.

Ajuste de Parámetros Analíticos

Luego que el modo básico es seleccionado, es necesario primero

establecer los parámetros analíticos de medición siguientes:

MOSTRARIO DE CAMBIO DE PARAMETROS

ESPECTRO CAMBIO DE PARAMETROS S/N

1.- λs = 600.0 nm λE =

400.0

2.-Medicion (ABS / T%) = ABS

3.- Superior = +1.00 A

4.- Velocidad de barrido = Rápida

5- Ciclo T = 60 seg. N = 1

6.- Cubrir SI

7.- Copiar NO

8.- Barrido OBS NO

9.- Fila

Si desea cambiar un parámetro presione la tecla “YES“ e ingresa el

numero del parámetro correspondiente, y luego ingrese el nuevo valor

para el parámetro indicado por el cursor. Ahora si el ingreso es erróneo

presione la tecla “CE“ y reingrese el nuevo valor. Cuando el parámetro

indicado por el cursor no será cambiado, presione directamente la tecla

“ENTER”.

Cuando el proceso de cambio de parámetro esta completo, presione la

tecla “NO” para terminar el procedimiento.

Medición de Estándares

Una vez ajustados los parámetros de medición y al presionar la tecla

“NO” para el cambio de parámetros aparece el mensaje e insertar una

muestra y presionar la tecla “ Star / Stop “. El espectro medido es

indicado en la pantalla.

Procesamiento de Datos

Cuando la medición termina, se indica el mensaje

“PROCESAMIENTO DE DATOS S/N “

a) Si no es necesario el procesamiento de datos, presionar “NO” y

es posible indicar la longitud de onda y valor medio a cualquier

posición deseada en el espectro medido, la cual es recogida por el

cursor usando la tecla --- o --- Al espectro medido puede ser

grabado en copia con la tecla “COPY”.

b) Si es necesario un procesamiento de datos presionar “SI” y es

posible hacer los siguientes procesamientos de datos.

I. Para almacenar el espectro medido en la memoria:

presionar 1 ENTER (numero de canal) ENTER

II. Para expandir o comprimir espectro: presione 2 ENTER

y entonces ajustar los parámetros de escala en la abscisa y

ordenada de acuerdo con la indicación del cursor

presionando (valores) ENTER, sino hay cambio

necesario, solo presionar ENTER.

Después de que el espectro es indicado con nuevos

parámetros de escala, el sistema pregunta “VOLVERA

LA CURVA ORIGINAL S/N”. Si presiona “SI” se

obtiene de nuevo el espectro original ; si presiona la tecla

“NO” el espectro expandido es almacenado en la

memoria.

III. Para hacer una detección de pico : presionar 3 ENTER y

entonces cada pico y valla son marcados y también sus

longitudes de onda y valores son impresos.

IV. Para obtener un espectro derivado o espectro suavizado:

presionar 4 ENTER y luego ingresar la orden derivada

presionando (N) ENTER de acuerdo con la indicación de

la pantalla. Cuando el procedimiento es terminado, con la

escala automáticamente ajusta el valor derivado. El

suavizado corresponde a la orden derivada.

V. Para imprimir datos a intervalos de longitud de onda

regulares: presiona 5 ENTER (intervalo de longitud de

onda ) y presionar ENTER

VI. Para plotear los datos en el ploteador X - Y : presionar 6

ENTER

Cuando termine sus procedimientos de datos aparece en pantalla la curva

de calibración debidamente suavizada con los parámetros de absorvancia

frente a las longitudes de onda en NM. Con el cursor ubicar el pico más

alto de la curva , apareciendo en pantalla los valores de absorvancia y

longitudes de onda que corresponde a ese pico.

9. Interpretación de datos

El espectro medido puede ser grabado en copia con la tecla de “COPY”.

Imprimir las curvas espectrales en un sistema de coordenadas teniendo en cuenta

los siguientes parámetros:

Absrovancia frente a longitudes de onda

Porcentaje de transmitancia frente a longitudes de onda

INFORME No I

ESPECTROFOTOMETRIA DEL VISIBLE SELECION DE

LA LONGITUD DE ONDA ANALITICA

FECHA : 24 / 09 / 09

SUBGRUPO DE TRABAJO: Jueves de 8 am - 11 am

ESPECTROFOTOMETRIA DEL VISIBLE

PREPARACIÓN DEL ESTÁNDAR

250 ml de solución estándar en 100 ppm.

PM = 153.0 = 30.506 eq/gr.

5

0.1052 eq. x 30.506 gr. x 1000 mg. x 54.04 Mn.

L eq 1 gr. 153.03

176893.13 = 1155.9376 ppm.

153.03

USANDO LA SIGUENTE FORMULA: V1 x C1 = V2 x C2

V x 1155 ppm = 250 ml. X 100 ppm.

V = 21.64 ml.

V x 100 ppm. = 100 ml. X 4 ppm.

V = 4 ml.

CÁLCULOS

1. Expresar la concentración de una solución de KMnO4 0.1 N en términos de

mg.. (ppm) de KMnO4.

Peso de oxalato de sodio = 0.1000 gr.

Gasto de la solución de KMnO4 = 14.2 ml.

KMnO4 = peso Na 2 C 2 O 4 = 0.100 gr. = 0.1064 meq.

meq Na2C2O4 x Vt ml. 0.067 gr. x 14.02 ml. ml.

2. Expresar la concentración de la misma solución en términos de ppm de Mn.

ppm KMnO4 = 153.03 = 30.606

5

0.1052 meq x 30.606 eq x 1000 mg. x 54.94 gr. Mn = 1.155 ppm.

ml. 1 eq 1 gr. 153.03 KMnO4

3. Calcular y preparar a partir de la solución anterior 250ml.de solución 100 ppm.

0.1052 eq ó 153.03

L 5

0.1052 gr. x 30.606 eq x 1000 mg. x 54.04 gr. Mn = 1.155 ppm

L 1 eq 1 gr. 153.03 gr. KMnO4

V x 155 = 250 x 100

V = 21.64 ml

4. Preparar a partir de la solución anterior, 100 ml. de cada solución en las

concentraciones 4, 8, 12 y 16 ppm

4 ppm.

100 ppm. x V = 100 ml. x 4 ppm.

V = 4 ml.

8 ppm.

100 ppm. x V = 100 ml. x 8 ppm.

V = 8 ml.

12 ppm.

100 ppm. x V = 100 ml. x 12 ppm.

V = 12 ml.

16 ppm.

100 ppm. x V = 100 ml. x 16 ppm.

V = 16 ml.

5. Calcular el peso necesario de reactive KMnO4.de reactivo ( PM 158) para un

volumen de 250 ml. en la concentración de 100 ppm de Mn. (PM 55)

0.1052 eq ó 153.03

L 5

0.1052 gr. x 31.606 eq x 1000 mg. x 54.04 gr. Mn = 1.155 ppm

L 1 eq. 1 gr. 153.03 gr. KMnO4

V x 155 = 250 x 100

V = 21.64 ml

6. Preparar a partir de la solución anterior 100 ml de cada solución en las

concentraciones 4, 6, 10 y 12 ppm.

4 ppm.

100 ppm. x V = 100 ml. x 4 ppm.

V = 4 ml.

8 ppm.

100 ppm. x V = 100 ml. x 8 ppm.

V = 8 ml.

12 ppm.

100 ppm. x V = 100 ml. x 12 ppm.

V = 12 ml.

16 ppm.

100 ppm. x V = 100 ml. x 16 ppm.

V = 16 ml.

DISCUCION:

En la solución de 4 ppm la solución no es tan concentrada por lo que no hay

tanta radiación, mientras que la solución de 12 ppm. esta en más concentración.

El pico más alto tiene una longitud de 525.6 nm. Con una abs de 0.398

OBSERVACION

En la práctica se observa que la reacción de kmno4 tiene una longitud de onda

característica además los gráficos entre la absorvancia y la transmitanci son

opuestos.

PREGUNTAS

1. ¿Existe relación entre la longitud de onda de trabajo y las concentraciones

de las soluciones medidas?¿Por que ?

La radiación electromagnética puede describirse como una onda de frecuencia,

velocidad y amplitud.

La radiación electromagnética puede presentarse como ondas consistentes en

campos eléctricos y magnéticos que oscilan de manera perpendiculares.

El color influye en la longitud de onda que eliges para las lecturas y entre más

intenso sea el color (si estás leyendo a la longitud de onda adecuada) mayor

concentración hay en la muestra.

2. ¿A que llama escaneo o barrido espectral?

Es la variación de la longitud de onda., necesario para la búsqueda de una

longitud máxima donde el analito absorbe más luz.

3. ¿Por qué es importante determinar la longitud de onda óptima, máxima o

de trabajo?

La longitud de una onda es la distancia entre dos crestas consecutivas.

Es importante ya que cuando se determina la longitud de onda máxima se

puede determinar la concentración que presenta el analito (sust. X).

La longitud de onda de absorción máxima, es útil para identificar una sustancia

desconocida. Midiendo una serie de estándares (patrones ó referencias)

podemos cuantificar  la cantidad, concentración ó actividad de una sustancia en

una mezcla.

4. ¿Existe relación entre concentración y absorvancia?

Transmitancia (T) se define como la fracción de luz incidente que es transmitida

(dejada pasar) a través de una muestra en solución. Así, T = I/Io, donde Io es

igual a la intensidad de luz que llega a la muestra, I es la intensidad de luz que

logra atravesar la muestra. La transmitancia es frecuentemente expresada como

porcentaje:

%T=(I/Io)x100

Absorbancia (A), Densidad Óptica o Extinción, es una función logarítmica de T

y se expresa como:

A = log10 (1/T) = log10 (Io/I)

Concentracion y absorvancia

Si se conoce la absorvancia de la sustancia se puede calcular la concentración

de dicha sustancia.

El valor del coeficiente de absorción α varía según los materiales absorbentes y

con la longitud de onda para cada material en particular. Se suele determinar

experimentalmente.

5. ¿Cuál es el objetivo de la Espectroscopia de absorción?

Identificar analitos que se encuentran en muestras problemas en cantidades de

ppm (1 g/g de muestra) que por otros métodos analíticos no podrían

determinarse.

Con este método se puede determinar los siguientes elementos. Sodio (Na),

Manganeso (Mn), Cromo (Cr), Fierro (Fe), Cobre (Cu), Estroncio (Sr),

Magnesio (Mg), Níquel (Ni), Potasio (K), Aluminio (Al), Zinc (Zn), Litio (Li),

Rutenio (Ru).

6. ¿Qué es un espectro de absorción?

Es la fracción de la radiación electromagnética incidente que un material

absorbe dentro de un rango de frecuencias. Es, en cierto sentido, el opuesto de

un espectro de emisión. Cada elemento químico posee líneas de absorción en

algunas longitudes de onda, hecho que está asociado a las diferencias de energía

de sus distintos orbitales atómicos. De hecho, se emplea el espectro de absorción

para identificar los elementos componentes de algunas muestras, como líquidos

y gases; más allá, se puede emplear para determinar la estructura de compuestos

orgánicos.

7. ¿Es posible caracterizar a las sustancias por su espectro de absorción?

¿Por qué?

Si se puede caracterizar las sustancias por su espectro de absorción. Ya que

cada elemento posee una longitud de onda en el cual ABS. Será única.

(espectro de absorción huella digital de un elemento)

ESPECTROSCOPIA DEL VISIBLE DEMOSTRACION DE

LAS LEYES FOTOMETRICAS Y ERROR RELATIVO DE

LA CONCENTRACION

1. Objetivos:

Elaborar curvas de calibración.

Verificar la conformidad del método con la ley de BEER.

Determinar las concentraciones límites de los patrones para las que el

error relativo de la concentración no exceda de ciertos límites.

2. Generalidades

Después de determinar la longitud de onda a la cual deben de realizarse las

medidas, se calibra el método midiendo una serie de patrones del constituyente

en estudio. generalmente se prepara una solución estándar diluida de la sustancia

que se desea determinar, se pipetean cuidadosamente porciones de esta solución,

de distinto volumen, se añade el reactivo que forma color, y se ajustan las

condiciones para que se desarrolle el color en forma optima, se diluye cada

solución a un volumen predeterminado en una fiola, y luego e mide la

absorvancia de cada solución a la longitud de onda analítica o de trabajo

Las medidas de la absorvancia o de la transmitancia se realizan comúnmente

utilizando un blanco que debe ser idéntico a la muestra en todo, excepto en que

no debe contener el constituyente que se ha de determinar. El blanco deberá

contener los reactivos, aditivos, disolvente, etc., en la misma naturaleza y

concentración que las utilizadas encada muestra desconocida en la que se

desarrolle color. De esta manera, las lecturas de las muestras están corregidas

automáticamente para cual absorción pequeña por acción de los reactivos y del

disolvente. Con los datos de transmitancia o absorvancia para las diferentes

concentraciones de las series patrón se construye una curva de calibrado.

La cantidad de luz absorbida por cada patrón se encuentra bien definida y se

debe ajustar a ciertas leyes físicas denominadas leyes fotométricas:

LEY DE LAMBERT – BOUGUER

En óptica, la ley de Beer-Lambert, también conocida como ley de Beer o ley

de Beer-Lambert-Bouguer es una relación empírica que relaciona la absorción

de luz con las propiedades del material atravesado.

Esto se puede expresar de distintas maneras:

Dónde:

A es la absorbancia (o absorbencia)

I0 es la intensidad de la luz incidente

I1 es la intensidad de la luz una vez ha atravesado el medio

l es la distancia que la luz atraviesa por el cuerpo

c es la concentración de sustancia absorbente en el medio

α es el coeficiente de absorción o la absorbancia molar de la sustancia

λ es la longitud de onda del haz de luz

k es el coeficiente de extinción

En resumen, la ley explica que hay una relación exponencial entre la transmisión

de luz a través de una sustancia y la concentración de la sustancia, así como

también entre la transmisión y la longitud del cuerpo que la luz atraviesa. Si

conocemos l y α, la concentración de la sustancia puede ser deducida a partir de

la cantidad de luz transmitida.

Las unidades de c y α dependen del modo en que se exprese la concentración de

la sustancia absorbente. Si la sustancia es líquida, se suele expresar como una

fracción molar. Las unidades de α son la inversa de la longitud (por ejemplo cm-

1). En el caso de los gases, c puede ser expresada como densidad (la longitud al

cubo, por ejemplo cm-3), en cuyo caso α es una sección representativa de la

absorción y tiene las unidades en longitud al cuadrado (cm2, por ejemplo). Si la

concentración de c está expresada en moles por volumen, α es la absorbencia

molar normalmente dada en mol cm-2.

El valor del coeficiente de absorción α varía según los materiales absorbentes y

con la longitud de onda para cada material en particular. Se suele determinar

experimentalmente.

La ley tiende a no ser válida para concentraciones muy elevadas, especialmente

si el material dispersa mucho la luz.

La relación de la ley entre concentración y absorción de luz está basada en el uso

de espectroscopia para identificar sustancias.

3. Fundamento:

La obtención de las curvas de calibración y la demostración de la ley de Beer se

determina experimentalmente, preparando una serie de soluciones patrones y

midiendo la absorvancia de cada solución a la longitud de onda analítica,

máxima o de trabajo.

Con los datos de absorción frente a las concentraciones de los patrones se

grafica en un sistema cartesiano y la presentación debe de ser línea recta de

pendiente positiva si cumple so la ley de Beer.

4. Arreglo experimental

5. Aparatos

Espectrofotómetro : Shimadzu 160 - A

Cubeta : 1 cm. De trayecto

Región de trabajo : Espectro visible

Longitud de onda de trabajo : 525.4

6. Materiales

Fiola de 100 ml y 250 ml

Buretas r 25 ml.

7. Reactivos

Solución stock 0.100 N de permanganato de potasio.

Solución estándar de permanganato de potasio de 100 ppm. de manganeso

Soluciones patrones.

8. Técnica

Preparación de soluciones patrones

Prepara a partir de la solución stock de KMnO4 0.100N una solución

estándar diluida de 100 ppm. en manganeso para un volumen de 250 ml.

y luego por dilución preparar 100 de las soluciones patrones siguientes.

9. Interpretación de datos.

Para copiar la curva de trabajo obtenida en pantalla en función de los valores de

absorvancia en el eje de la ordenada frente a las concentraciones ppm. de

manganeso, en el eje de la abscisa, presionar la tecla COPY.

Calcular el error relativo de la concentración o de la absorvancia que surge de

un error fotométrico de 1% a partir de la ecuación

INFORME No II

FECHA: 24 / 09 / 09

SUBGRUPO DE TRABAJO: Jueves de 8 am - 11 am

ESPECTROSCOPIA DEL VISIBLE DEMOSTRACION DE LAS LEYES

FOTOMETRICAS Y ERROR RELATIVO DE LA CONCENTRACION

Se denomina espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo

humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de

longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en

el espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a

700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda

desde 380 a 780 nm.

No Patrón Concentracion

Ppm.

Volumen A

Medir Del

Estándar

Volumen A

Preparar Ml.

1 0.5 0.5 0.5

2 1.0 1.0 1.0

3 2.0 2.0 2.0

4 4.0 4.0 4.0

5 6.0 6.0 6.0

6 8.0 8.0 8.0

7 10.0 10.0 10.0

8 12.0 12.0 12.0

9 16.0 16.0 16.0

10 20.0 20.0 20.0

11 30.0 30.0 30.0

12 40.0 40.0 40.0

Calcular El Error Relativo De La Concentración O De La Absorvancia Que Surge De

Un Error Fotométrico 1% A Partir De La Ecuación.

(D C/C) / D T = 0.4343 / T. logT.

(D C/C) = 0434 x 0.01 x 100%

0.01 x log 0.01

(D C/C) = -0.434 = - 2.17

-0.02

(D C/C) = 0.434 x 0.7 x 100 (D C/C) = 280.25

0.7 x log 0.7

Calculo Del Error Fotométrico Para Las Absorvancias De Cada Patrón ( AT = 1%)

No STD Conc. ABS. a media T %T (D C/C)

1 2 0.191 0.0955 0.6442 64.42 -4.34

2 4 0.286 0.0715 0.5176 51.76 -3.1

3 6 0.36 0.6 0.4375 43.75 -2.77

4 8 0.448 0.056 0.3564 35.64 -2.73

5 10 0.556 0.0556 0.2779 27.79 -2.88

6 12 0.634 0.0528 0.2323 23.23 -3.26

7 14 0.815 0.0509 0.1531 15.31 -4

Elabore El Grafico Correspondiente De Error Relativo De La Concentración (D C/C)

Vs El % De T, Para Cada Uno De Los Datos De Cada Patrón En La Tabla Anterior

Con Un Error Fotométrico De 1% (AT).

% T %(DC/C)

1 -21.7

5 -6.67

10 -4.34

20 -3.1

30 -2.77

40 -2.73

50 -2.88

60 -3.26

70 -4

80 5.59

90 -10.54

95 -20.5

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

1. Para la ley de BEER

La curva de calibración cumple con las leyes, sin embargo no se suele usar

concentraciones elevadas ni bajas por que el resultado varia, por tanto si la

concentración es elevada se diluye y si esta diluida se concentra.

2. Para la interpretación del grafico (D C/C)

Los %T son de 1 a 95 por lo tanto de 1 - 10 es de 75 - 95 las soluciones son

muy concentradas y diluidas lo cual se deprecia por qué no se obtiene buenos

resultados por eso se toman de 20 - 60 % para obtener mejores resultados en el

análisis de las muestras.

OBSERVACONES

El resultado no salió bien debido a una mala manipulación en la preparación de los

estándares.

PROPUESTAS Y PREGUNTAS

Observar La Curva Del Calibrado De La Experiencia Realizada Y Señale Si La

Sustancia En Análisis Cumple Con La Ley De Beer ( O Dentro De Que Intervalo De

Concentración L Hace)

La curva de calibración es recta si cumple se desprecia los 3 primeros valores y los 4

últimos valores, tomando en cuenta solo las concentraciones de 10, 12, 40, 80.

¿Qué Objetivos Cumple La Curva De Calibrado?

Para probar si los patrones están bien realizados

Medir los rangos a los que la muestra es analizada

Se hace para detectar la concentración de la muestra

Se trabaja en la forma cuantitativa del espectrofotómetro

¿A Que Longitud De Onda Levanta La Curva De Calibrado ,Por Que?

Se levanta a 524.8 ya que esta nos informa la identificación del elemento de interés.

Suponga que realizo un análisis de una muestra determinada que contiene el analito en

cuestión y obtuvo un valor de absorvancia de 0.237 ¿ qué valor de concentración le

corresponde? Realice los 3 tipos de cálculo

a) Mediante el grafico correspondiente.

b) Mediante la ecuación que propone el espectrofotómetro

c) Mediante la ecuación de la ley de beer y la absortividad media.

T = anti log ( -0.237 ) T = 0.5794

(D C/C) = 0.434 x 10 -3

0.5794 x log 0.5794

(D C/C) = 3.1602 x 10-3

CÁLCULOS

Absortividad Media

a1 = A __

C.C. ppm.

a1 = 0.191 = 0.0955

2.0

a1 = 0.286 = 0.0715

4.0

a1 = 0.360 = 0.600

6.0

a1 = 0.448 = 0.0560

8.0

a1 = 0.556 = 0.0556

10.0

a1 = 0.634 = 0.0528

12.0

a1 = 0.845 = 0.0509

16.0

a1 = 0.995 = 0.0955

20.0

TRANSMITANCIA

A = log T

T = anti log -A

T1 = anti log (-1.91)

T1 = 0.6442

T2 = antilog (-0.286)

T2 = 0.5176

T3 = antilog (-0.360)

T3 = 0.4365

T4 = antilog (-0.448)

T4 = 0.3564

T5 = antilog (-0.556)

T5 = 0.2779

T6 = antilog (-0.634)

T6 = 0.2323

T7 = antilog (-0.845)

T7 = 0.1531

T1 = antilog (-0.995)

T1 = 0.1011

(D C/C) / D T = 0.4343 / T. logT.

(D C/C) = 0.434 x 10 -3 = 0.0434 -4.34

0.1 x log 01

(D C/C) = 0.434 x 10 -3 = 0.0310 -3.10

0.2 x log 02

(D C/C) = 0.434 x 10 -3 = 0.0272 -2.77

0.3 x log 03

(D C/C) = 0.434 x 10 -3 = 0.0272 -2.72

0.4 x log 04

(D C/C) = 0.434 x 10 -3 = 0.0288 -2.88

0.5 x log 05

(D C/C) = 0.434 x 10 -3 = 0.0326 -3.26

0.6 x log 06

(D C/C) = 0.434 x 10 -3 = 0.0400 -4.00

0.7 x log 07

(D C/C) = 0.434 x 10 -3 = 0.5594 -5.59

0.8 x log 08

ESPECTROFOTOMETRIA DEL VISIBLE ANALISIS DEL MANGANESO

1. Objetivos

Prepara soluciones patrones para levantar la curva de calibrado

Analizar el contenido de manganeso en un farmaco constituido por una

capsula de Pharmaton

2. Generalidades

Pueden determinarse por espectrofotometría y colorimetría en forma de

permanganato pequeñas cantidades de manganeso en minerales, aguas,

alimentos, aceros y fármacos.

Entre los diversos reactivos capaces de oxidar los estados inferiores de

oxidación del manganeso a permanganato, es el per yodato de potasio cuya

reacción se desarrolla de la siguiente manera:

2 Mn+2 + 5 IO- + 3 H2O → 2MnO4- + 5IO3

- + 6H-

Analito Per yodato Ion permanganato

Las soluciones de permanganato que contienen un exceso de per yodato son muy

estables.las capsulas de Pharmaton son productos farmacéuticos que contienen

extracto de ginseng, vitaminas A, B1, B2, B6, B12, C, D, E, hierro, calcio,

fosforo, flúor, cobre, potasio, magnesio, zinc y manganeso en cantidad de 10

mg. Por capsula y otro componentes.

Interferencias

Son pocas las interferencias para el método. La presencia de iones

coloreados se puede compensar empleando como blanco, una alícuota de

la muestra problema, no oxidada con el per yodato. El cesio (III) y el

cromo (III) son excepciones; estos dan productos de oxidación por el per

yodato que absorben en el mismo grado a la longitud de onda que se usa

para la medición del permanganato.

Los componentes que acompañan al manganeso comunican cierta

coloración a la solución, el ion férrico se elimina con acido fosfórico por

formación del complejo fosfórico incoloro, el color debido a pequeñas

cantidades de cromo, vanadio, níquel y cobalto se compensan con el

blanco tal como se ha señalado.

3. Fundamento

La muestra es sometida a calcinación seca entre 500 – 550 0C, hasta obtener un

residuo de ceniza, la que es disuelta por acido y tratada con per yodato de

potasio en caliente, el manganeso es oxidado por este reactivo hasta

permanganato.

En esta condición de color desarrollado por reacción y diluido a un volumen

conocido se realiza la medición espectrofotométrica a una longitud de onda de

525 NM.

4. Arreglo experimental

5. Aparatos

Espectrofotómetro: Shimadzu 160 – A

Cubeta : 1cm. De trayecto óptico

Region de trabajo: Espectro visible

Longitud de Onda: 525.4 NM.

Blanco: Solución problema no oxidada

6. Materiales

Fiolas de 100ml.

Pipeta graduada de 10 ml.

Equipo de filtración

Vaso de precipitación

Pipetas

7. Reactivos

Solución de acido nítrico 1 : 1

Per yodato de potasio

Acido fosfórico

Solución de permanganato de potasio de 100 ppm. En manganeso

Soluciones patrones o estándares

8. Técnica

1) Obtención de curva de calibrado

Preparar las soluciones patrones o estándares de ; 4. 8. 12 y 16 ppm. En

manganeso para un volumen de 100ml.

CUADRO DE SOLUCIONES

No. Estándar Volumen del

Stock

Volumen

Aforado

Concentracion

1 4.0 100.0 4

2 8.0 100.0 8

3 12.0 100.0 12

4 16.0 100.0 16

2) Tratamiento de la muestra

A. Medida y disolución de la muestra

Pesar la muestra en un crisol de porcelana y someterla a

calcinación a mas o menos 500 oC, matener esa temperatura por

espacio de 3 - 4 horas hasta obtener un residuo de cenizas.

Trasladar las cenizas a un vaso de precipitado de 250 ml. y

agregar 20ml. de HNO3 1 : 1, cubrí el vaso con un vidrio de reloj

y hervir lentamente hasta lograr disolución de la muestra, si es

necesario , añadir agua para compensar las pérdidas por

evaporaciones y hervir nuevamente. Si queda un residuo solido

filtrar. Enfriar la solución, transferirla cuantitativamente a una

fiola de 100 ml. diluir hasta el enrase y homogenizar.

B. Oxidación del manganeso

Medir 80.0 ml. de solución problema y colocado en un vaso,

añadir de 3 a 5 ml. de acido fosfórico y unos 0.4 gramos de per

yodato. Hervir la solución suavemente durante unos 5 minutos

para desarrollar el color purpureo, enfriar y diluir con agua

destilada a 100 ml. en un matraz aforado.

Los 20.0 ml.de la solución restante se trata con el mismo

volumen de acido fosfórico y se diluye en fiola a 100 ml. (esta

solución corresponde al blanco)

3) Medición cuantitativa

A. Selección de modo

Encender el instrumento y seleccionar en el menú de modo básico ,

presionando “5” que corresponde al modo cuantitativo y ajustar los

parámetros de medición a lo siguiente :

CUANTIT. CAMBIO DE PARAMETROS S/N

1.-Metodo λs = 525.4 NM

2.-Estándar No. = 4

3.- Muestra No. = 1

4.- Repetir No. = 1

5- impresión de datos = NO

6.- Curva de trabajo no lineal = NO

7.- Fila

El sistema pregunta “CAMBIO DE PARAMETROS S/N” al

presionar “NO” aparece en pantalla “CALIBRATION” e

ingresa los valores de concentración como soluciones Estándares,

aparece luego en pantalla el manejo de “CAMBIO DE

CONCENTRAIONES S/N”.

Si presiona “NO” el sistema pregunta “INGRESO MANUAL

DE DATOS DE ABS: S/N” para ingresar las absorvancias de las

soluciones Estándares presionar “YES” y luego ingresar los

valores de absorvancia desde el standar No 1 hasta el No 4.

Cuando aparece “MOSTRARIO DE CURVA DE

TRABAJO” , presionar YES y la curva se indica en pantalla .

Presionar “RETURN”, aparece el modo cuantitativo y presiona

la tecla “NO”

B. Medición

Cuando aparece en pantalla “COLOCAR MUESTRA Y

PRESIONAR LA TECLA START” luego aparecen los valores

de absorvancia y concentración para cada muestra.

9. Cálculos

1) Método grafico

Presionar la tecla “COPY” para obtener la curva de calibrado y en ella se

plotea el valor de absorvancia de la muestra en la curva para determinar

su concentración. Luego calcular, la concentración final de la muestra

teniendo en cuenta la alícuotas correspondientes.

2) Método analítico

Los paso a seguir en el cálculo son :

Calculo de las absrotividades de los Estándares en base a :

A = a x b x C

Donde :

A = Absorvancia

a = Absortividad

b = Trayecto óptico

c = Concentracion

La absortividad del primer Estándar es :

a1 = A1 / C1

a2 = A2 / C2

a3 = A3 / C3

a4 = A4 / C4

la absortividad media se calcula en base a estos datos:

am = a1 + a2 + a3 + a4

4

Calculo de la concentración de la muestra.

En A = a x b x C

Se despeja c que corresponde a la concentración de la muestra.

C muestra = Abasorvancia de la Muestra = A = mg./L

am x b L x Cm

Cm x mg.

Calculo de la concentración de la muestra teniendo en consideración

las diluciones efectuadas.

Considerar en estos cálculos las diluciones que se han realizado con la

disolución problema. Se tiene un peso inicial, un volumen inicial de la

solución, una medición de una porción alícuota y finalmente un volumen

final de muestra.

Expresión de resultado.

El resultado del análisis expresado bajo las dos formas siguientes:

Contenido de Manganeso en Miligramos:

En porcentaje de Manganeso

Calcular el % de manganeso que presenta la muestra analizada en base a

la siguiente relación:

% Mn = peso en miligramos x 100%

Peso de muestra

10. Discusión de datos

Discutir los datos obtenidos comparando este resultado con el valor considerado

verdadero, de acuerdo con el contenido declarado en el producto que sirve de

muestra y señalar las conclusiones que se desprenden de la misma.

Determinar el error relativo en función de la siguiente fórmula:

% Error = valor experimental - valor verdadero x 100%

Valor verdadero