Informe N 9 de Qumica Analtica

CURVA PATRN PARA DETERMINACIN ESPECTROFOTOMTRICA DE AMONIO

I. INTRODUCCINEl estudio a nivel bioqumico de cualquier biomolcula requiere la utilizacin de tcnicas analticas que permitan su determinacin cualitativa y cuantitativa, as como su caracterizacin fsico-qumica y biolgica. Uno de los mtodos ms sencillos, accesibles, tiles y utilizados es la espectroscopa, en general, y la espectroscopa ultravioleta-visible, en particular. Se pueden identificar y cuantificar biomolculas en solucin y en muestras biolgicas, con el empleo de reactivos especficos que reaccionan con el compuesto a analizar y forman un producto coloreado que permite detectarlo en muestras complejas.El fundamento de la espectroscopa se debe a la capacidad de las molculas para absorber radiaciones, entre ellas las radiaciones dentro del espectro UV-visible. Las longitudes de onda de las radiaciones que una molcula puede absorber y la eficiencia con la que se absorben dependen de la estructura atmica y de las condiciones del medio (pH, temperatura, fuerza inica, constante dielctrica), por lo que dicha tcnica constituye un valioso instrumento para la determinacin y caracterizacin de biomolculas.Las molculas pueden absorber energa luminosa y almacenarla en forma de energa interna. Esto permite poner en funcionamiento ciclos vitales como la fotosntesis en plantas y bacterias. Cuando la luz (considerada como energa) es absorbida por una molcula se origina un salto desde un estado energtico basal o fundamental, E1, a un estado de mayor energa (estado excitado), E2. Y slo se absorber la energa que permita el salto al estado excitado. Cada molcula tiene una serie de estados excitados (o bandas) que la distingue del resto de molculas. Como consecuencia, la absorcin que a distintas longitudes de onda presenta una molcula -esto es, su espectro de absorcin- constituye una sea de identidad de la misma. Por ltimo, la molcula en forma excitada libera la energa absorbida hasta el estado energtico fundamental.En espectroscopa el trmino luz no slo se aplica a la forma visible de radiacin electromagntica, sino tambin a las formas UV e IR, que son invisibles. En espectrofotometra de absorvancia se utilizan las regiones del ultravioleta (UV cercano, de 195-400nm) y el visible (400-780nm).

II. OBJETIVOS

Preparar soluciones acuosas de sulfato y diluirlas e al concentracin deseada. Leer la Absorbancia de un conjunto de soluciones patrn de sulfato de amonio. Graficar la curva patrn Absorbancia-ppm amonio. Aplicar el mtodo de los mnimos para obtener la ecuacin de ppm de amonio en funcin de la Absorbancia.

III. FUNDAMENTO TEORICO

EL MTODO DE NESSLER

Emplea una solucin alcalina de yoduro de potasio y mercurio que acta sobre el amonio presente en la muestra, formando un compuesto coloreado el cual se mide la Absorbancia a una longitud de onda de 380nm en un espectrofotmetro. El reactivo de Nessler debe ser recin preparado y se debe determinar una curva patrn cada vez que se prepare dicho reactivo.

La curva patrn sirve para determinar la concentracin de una sustancia en una muestra, tendiendo la lectura de Absorbancia en un espectrofotmetro. Esta tcnica analtica permite evaluar en un gran nmero de muestras en un tiempo mucho menor, comparado con mtodos volumtricos o gravimtricos.

Es un marco de referencia que se construye de cantidades conocidas de una sustancia (por ejemplo la albmina srica bovina) que se utiliza para determinar la cantidad de protenas presente en una muestra incgnita.

ESPECTROFOTOMETRIA

La espectrofotometra es el mtodo de anlisis ptico ms usado en las investigaciones biolgicas. El espectrofotmetro es un instrumento que permite comparar la radiacin absorbida o transmitida por una solucin que contiene una cantidad desconocida de soluto, y una que contiene una cantidad conocida de la misma sustancia.Todas las sustancias pueden absorber energa radiante, aun el vidrio que parece ser completamente transparente absorbe longitud de ondas que pertenecen al espectro visible; el agua absorbe fuertemente en la regin del infrarrojo.La absorcin de las radiaciones ultravioleta, visibles e infrarrojas depende de la estructura de las molculas, y es caracterstica para cada sustancia qumica.Cuando la luz atraviesa una sustancia, parte de la energa es absorbida; la energa radiante no puede producir ningn efecto sin ser absorbida.El color de las sustancias se debe a que stas absorben ciertas longitudes de onda de la luz blanca que incide sobre ellas y solo dejan pasar a nuestros ojos aquellas longitudes de onda no absorbida.

MTODOS FOTOMTRICOS DE ANLISIS NATURALEZA DE LA RADIACIN ELECTROMAGNTICA

La Radiacin Electromagntica es una forma de Energa radiante que se propaga en forma de ondas. En este fenmeno ondulatorio se define: Longitud de onda: es la distancia entre dos mximos de un ciclo completo del movimiento ondulatorio. Se expresa, segn el S.I. en nanmetros (nm) y sus equivalencias son: 1nm = 1m =10 A0 = 10-9 m. Frecuencia: es el nmero de ciclos por segundo. Es inversa a la longitud de onda., y se mide en ciclos por segundo o hertzios. Fotones: la luz est formada por fotones, y estos son paquetes discontinuos de E. La E de un fotn depende de la frecuencia y de la longitud de onda, segn la siguiente expresin. Espectro Electromagntico: cubre un amplio intervalo de E radiante, desde los rayos de longitud de onda corta hasta las ondas de radio, de longitud de onda larga. Se divide en varias regiones, las ms interesantes para nosotros son: Regin Ultravioleta: = 10-380 nm Regin Visible: = 380-780 nm Regin Infrarroja: = 780-30.000 nm En la Regin Visible, la luz se descompone en colores. La luz blanca contiene todo el espectro de longitudes de onda. Si interacciona con una molcula puede ser dispersada o absorbida. FENMENOS DE INTERACCIN ENTRE LUZ Y MATERIA A. FENMENO DE ABSORCINCuando una partcula que se encuentra en estado de reposo o estado fundamental interacciona con un haz de luz, absorbe E y se transforma en una partcula en estado excitado. La molcula absorbe la E de la onda y aumenta su energa, y ese aumento de energa es igual a la E de la Radiacin Electromagntica absorbida (E = h). La partcula en estado excitado tiende a volver de forma espontnea a su estado de reposo desprendiendo la E absorbida en forma de calor.Espectro de Absorcin. Cada especie absorbente, que recibe el nombre de cromgeno, tiene un determinado espectro de absorcin. El espectro de absorcin es un grfico donde se representa en ordenadas la Absorbancia y en abscisas la longitud de onda. La medida de la cantidad de luz absorbida por una solucin es el fundamento de la espectrofotometra de absorcin.Por eso es importante trabajar a la longitud de onda a la que la sustancia estudiada absorbe la mayor cantidad de luz (a mayor cantidad de luz, mayor cantidad de sustancia). B. FENMENO DE EMISIN Algunos compuestos, tras ser excitados por la luz, vuelven al estado fundamental produciendo la emisin de energa radiante. En este caso, lo que se mide es la energa emitida y, en este fenmeno se basa la fotometra de llama o la fluorescencia. LEYES DE ABSORCINCuando un haz de luz pasa a travs de un medio, se registra una cierta prdida de intensidad, debido a la absorcin por parte de la sustancia.Se llama TRANSMITANCIA (T) a la relacin entre la luz incidente y la luz transmitida:T = Is / I0; %T = (Is / I0 ) x 100.

Se puede perder intensidad por la interaccin con la cubeta o el solvente. Para evitar este error se hace una primera medida con una solucin de referencia o BLANCO, que contiene todos los posibles compuestos que intervienen en la lectura menos el que vamos a medir. Todas las medidas que se hagan con posterioridad sern referidas a esta medida inicial y se harn en la misma cubeta que se utiliz en la medida del blanco.La Transmitancia se usa poco, se emplea ms la Absorbancia (A) porque la relacin entre A y la concentracin de una solucin es directamente proporcional y la de la T es inversamente proporcional.La relacin entre la Absorbancia y la transmitancia es la siguiente:Si l %T = 100 A = 2-log T = 2-log 100 = 0Si l %T = 0 A = 2-log 0 = En los aparatos que se usan actualmente se presentan absorbancias, pero el aparato lo que mide realmente es %T que luego transforma a Absorbancia.

LEY DE BEER

La Absorbancia de una solucin es directamente proporcional a la concentracin y a la longitud del paso de la luz. A = . b. cSiendo:A: Absorbancia. No tiene unidades.: el coeficiente de extincin molar, tambin llamado coeficiente de absorcin. Es constante para un compuesto dado siempre que se fijen condiciones de longitud de onda, de pH, de temperatura, de solventes, etc. Sus unidades son 1/ (mol/cm).b: es la longitud de paso de la luz, en cm.c: es la concentracin del absorbente. Se mide en mol/L. La aplicacin prctica de la Ley de Beer es, que conociendo la Absorbancia de una sustancia podemos averiguar su concentracin y esto lo podemos hacer de dos formas: Por comparacin con una solucin conocida: si tenemos 2 soluciones, una problema (P) y una estndar (S), podemos establecer la siguiente relacin matemtica entre ellas: A travs de una curva de calibracin: la curva de calibracin es la representacin grfica en un eje de coordenadas de la Absorbancia (eje de ordenadas) frente a la Concentracin (eje de abcisas). Se ensayan varias soluciones de concentracin conocida y se determinan sus A, construyndose la curva de calibrado, que es una recta. Una vez ensayadas las soluciones problemas, su concentracin se averigua por interpolacin de las A de las soluciones problema en la curva de calibracin. Hay que tener en cuenta la LINEALIDAD, que es el intervalo de concentraciones del cromgeno entre las cuales existe una relacin lineal entre Absorbancia y Concentracin. Cuando la concentracin del cromgeno sobrepasa los lmites de linealidad se deja de cumplir la Ley de Beer, convirtindose la recta en una curva. La lectura de la Absorbancia fuera de los lmites de linealidad se traduce en una concentracin falsamente baja de cromgeno. En esta situacin, hay que diluir la muestra para que su concentracin entre en los lmites de la linealidad. Empleo de los Factores de Calibracin: Para reactivos estables y sistemas fotomtricos estables, este factor se puede mantener constante, siendo slo necesario ensayar las muestras problema multiplicando la A resultante por el factor F.

TIPOS DE ESPECTROMETRA

ESPECTROMETRA DE ABSORCINLa espectrometra de absorcin es una tcnica en la cual la energa de un haz de luz se mide antes y despus de la interaccin con una muestra. Cuando se realiza con lser de diodo ajustable, se la conoce como espectroscopia de absorcin con lser de diodo ajustable. Tambin se combina a menudo con una tcnica de modulacin, como la espectrometra de modulacin de longitud de onda, y de vez en cuando con la espectrometra de modulacin de frecuencia a fin de reducir el ruido en el sistema.

ESPECTROMETRA DE FLUORESCENCIALa espectrometra de fluorescencia usa fotones de energa ms elevada para excitar una muestra, que emitir entonces fotones de inferior energa. Esta tcnica se ha hecho popular en aplicaciones bioqumicas y mdicas, y puede ser usada con microscopa confocal, transferencia de energa entre partculas fluorescentes, y visualizacin de la vida media de fluorescencia.

ESPECTROMETRA DE RAYOS XCuando los rayos X con suficiente frecuencia (energa) interaccionan con una sustancia, los electrones de las capas interiores del tomo se excitan a orbitales vacos externos, o bien son eliminados completamente, ionizndose el tomo. El "agujero" de la capa interior se llena entonces con electrones de los orbitales externos. La energa disponible en este proceso de excitacin se emite como radiacin (fluorescencia) o quitar otros electrones menos enlazados del tomo (efecto Auger). La absorcin o frecuencias de emisin (energas) son caractersticas de cada tomo especfico. Adems, para un tomo especfico se producen pequeas variaciones de frecuencia (energa) que son caractersticas del enlace qumico. Con un aparato apropiado pueden medirse estas frecuencias de rayos X caractersticas o energas de electrones Auger. La absorcin de rayos X y la espectroscopia de emisin se usan en qumica y ciencias de los materiales para determinar la composicin elemental y el enlace qumico.

La cristalografa de rayos X es un proceso de dispersin. Los materiales cristalinos dispersan rayos X en ngulos bien definidos. Si la longitud de onda de los rayos X incidentes es conocida, se pueden calcular las distancias entre planos de tomos dentro del cristal. Las intensidades de los rayos X dispersados dan informacin sobre las posiciones atmicas y permiten calcular la organizacin de los tomos dentro de la estructura cristalina.

ESPECTROMETRA DE LLAMALas muestras de solucin lquidas son aspiradas en un quemador o una combinacin de nebulizador/quemador, desolvatadas, atomizadas, y a veces excitadas a un estado electrnico de energa ms alta. El uso de una llama durante el anlisis requiere combustible y oxidante, tpicamente en forma de gases. Los gases combustibles comunes que se usan son el acetileno (etino) o el hidrgeno. Los gases de oxidante suelen ser el oxgeno, el aire, o el xido nitroso. Estos mtodos son a menudo capaces de analizar elementos metlicos en partes por milln, billones, o posiblemente rangos ms bajos de concentracin. Son necesarios detectores de luz para detectar la luz con informacin que viene de la llama.

* Espectrometra de emisin atmica. Este mtodo usa la excitacin de la llama; los tomos son excitados por el calor de la llama para emitir luz. Este mtodo suele usar un quemador de consumo total con una salida de incineracin redonda. Se utiliza una llama de temperatura ms alta que la usada en la espectrometra de absorcin atmica para producir la excitacin de tomos de analito. Ya que los tomos de analito estn excitados por el calor de la llama, no es necesaria ninguna lmpara elemental especial. Puede usarse un policromador de alta resolucin para producir una intensidad de emisin contra el espectro de longitud de onda por encima de un rango de longitudes de onda que muestran lneas de excitacin de elementos mltiples. O bien puede usarse un monocromador en una longitud de onda determinada para concentrarse en el anlisis de un solo elemento en una cierta lnea de emisin. La espectrometra de emisin de plasma es una versin ms moderna de este mtodo.

* Espectrometra de absorcin atmica (a menudo llamada AA). Este mtodo usa un nebulizador pre-quemador (o cmara de nebulizacin) para crear una niebla de la muestra, y un quemador en forma de ranura que da una llama de longitud de ruta ms larga. La temperatura de la llama es lo bastante baja como para no excitar los tomos de la muestra de su estado basal. El nebulizador y la llama se usan para desolvatar y atomizar la muestra, pero la excitacin de los tomos de analito se realiza mediante lmparas que brillan a travs de la llama en varias longitudes de onda para cada tipo de analito. En la absorcin atmica, la cantidad de luz absorbida despus de pasar por la llama determina la cantidad de analito en la muestra. Suele usarse un horno de grafito para calentar, desolvatar y atomizar la muestra con el fin de obtener una mayor sensibilidad. El mtodo del horno de grafito tambin puede analizar algn slido o muestras mezcladas. A causa de su buena sensibilidad y selectividad, es un mtodo que todava se usa para el anlisis de ciertos microelementos en muestras acuosas (y otros lquidos).

* Espectrometra de fluorescencia atmica. Este mtodo usa un quemador con una salida de incineracin redonda. La llama se usa para solvatar y atomizar la muestra, y una lmpara emite luz a una longitud de onda especfica en la llama para excitar los tomos de analito. Los tomos de ciertos elementos pueden entonces fluorescer, emitiendo luz en diferentes direcciones. La intensidad de esta luz fluorescente sirve para cuantificar la cantidad del elemento analizado en la muestra. Tambin puede usarse un horno de grafito para la espectrometra de fluorescencia atmica. Este mtodo no es tan comn como el de absorcin atmica o el de emisin de plasma.

ESPECTROMETRA DE EMISIN DE PLASMAEs similar a la emisin atmica por llama, y la ha sustituido en gran parte.* Espectrometra de plasma de corriente contnua (DCP). Un plasma de corriente contnua se crea por una descarga elctrica entre dos electrodos. Es necesario un gas de apoyo al plasma, y el ms comn es el argn. Las muestras pueden ser depositadas en uno de los electrodos.

* Espectrometra de emisin ptica por descarga luminiscente (GD-OES)* Espectrometra de emisin plasma-atmica acoplada inductivamente (ICP-AES)* Espectrometra de ruptura inducida por lser (LIBS), tambin llamada espectrometra de plasma inducida por lser (LABIOS)* Espectrometra de plasma inducida por microondas (MIP)

ESPECTROMETRA DE CHISPA O ARCOSe usa para el anlisis de elementos metlicos en muestras slidas. Para materiales no conductores, se usa polvo de grafito para hacer conductora la muestra. En los mtodos de espectroscopia de arco tradicionales se usa una muestra slida que es destruida durante el anlisis. Un arco elctrico o chispa se pasan por la muestra, calentndola a alta temperatura para excitar los tomos. Los tomos de analito excitado emiten luz en varias longitudes de onda que pueden ser detectadas mediante mtodos espectroscpicos comunes. Ya que las condiciones que producen la emisin por arco no son controladas cuantitativamente, el anlisis de los elementos es cualitativo. Hoy da, las fuentes de chispa con descargas controladas bajo una atmsfera de argn permiten que este mtodo pueda ser considerado eminentemente cuantitativo, y su uso est muy extendido en los laboratorios de control de produccin de fundiciones y aceras.

ESPECTROMETRA VISIBLEMuchos tomos emiten o absorben la luz visible. A fin de obtener un espectro lineal fino, los tomos deben estar en fase gaseosa. Esto significa que la sustancia tiene que ser vaporizada. El espectro se estudia en absorcin o emisin. La espectroscopia de absorcin visible a menudo se combina con la de absorcin ultravioleta (espectroscopia UV/Vis). Aunque esta forma pueda ser poco comn al ser el ojo humano un indicador similar, todava se muestra til para distinguir colores.

ESPECTROMETRA ULTRAVIOLETATodos los tomos absorben en la regin ultravioleta (UV) ya que estos fotones son bastante energticos para excitar a los electrones externos. Si la frecuencia es lo bastante alta, se produce la fotoionizacin. La espectrometra UV tambin se usa para la cuantificacin de protenas y concentracin de ADN, as como para la proporcin de protenas y ADN en una solucin. En las protenas se encuentran generalmente varios aminocidos, como el triptfano, que absorben la luz en el rango de 280nm. El ADN absorbe la luz en el rango de 260nm. Por esta razn, la proporcin de Absorbancia 260/280nm es un buen indicador general de la pureza relativa de una solucin en trminos de estas dos macromolculas. Tambin pueden hacerse estimaciones razonables de la concentracin de ADN o protenas aplicando la ley de Beer.

ESPECTROMETRA INFRARROJALa espectrometra infrarroja ofrece la posibilidad de medir tipos diferentes de vibraciones en los enlaces atmicos a frecuencias diferentes. En qumica orgnica, el anlisis de los espectros de absorcin infrarroja indica qu tipo de enlaces estn presentes en la muestra.

ESPECTROMETRA RAMANLa espectrometra Raman usa la dispersin inelstica de la luz para analizar modos vibracionales y rotatorios de las molculas. Las "huellas digitales" que resultan son una ayuda para el anlisis.

ESPECTROMETRA DE RESONANCIA MAGNTICA NUCLEAR (RMN)La espectrometra de resonancia magntica nuclear analiza las propiedades magnticas de ciertos ncleos atmicos para determinar diferentes ambientes locales electrnicos del hidrgeno, carbono, u otros tomos en un compuesto orgnico u otro compuesto. Se usa para determinar la estructura del compuesto.

ESPECTROMETRA DE FOTOEMISINLa fotoemisin puede referirse a: * Emisin de electrones a partir de la materia despus de la absorcin de fotones energticos (efecto fotoelctrico).* Emisin de fotones a partir de los semiconductores y metales cuando los electrones que fluyen en el material pierden energa mediante deceleracin o recombinacin.ESPECTROMETRA MSSBAUERLa espectrometra de transmisin o conversin electrnica (CEMS) de Mssbauer prueba las propiedades de los ncleos de istopos especficos en ambientes atmicos diferentes, analizando la absorcin resonante de rayos gamma de energa caracterstica, lo que se conoce como efecto de Mssbauer.

COMPONENTES DEL ESPECTROFOTMETRO

1. Fuente de luz: proporciona energa radiante en forma de luz visible o no visible.Tipos de lmparas: Lmparas de filamento de tungsteno: se utilizan para longitudes de onda del espectro visible y el ultravioleta prximo. Son fuentes de un espectro continuo de energa radiante entre 360-950 nm. Lmparas de filamentos de haluros de tungsteno: son de mayor duracin y emiten energa radiante de mayor intensidad. Lmparas de Hidrgeno y Deuterio: producen un espectro continuo en la regin ultravioleta entre 220-360 nm. Lmparas de vapores de Mercurio: Emiten un espectro discontinuo o espectro de lneas que se utilizan para calibracin de longitudes de onda, se emplean solo para espectrofotmetros y cromatografa HPLC.

2. Rendija de entrada: tiene como funcin reducir al mximo la luz difusa y evitar que la luz dispersa entre en el sistema de seleccin de longitud de onda.

3. Monocromadores. Pueden ser: Prismas: son fragmentos con forma de cua de un material que permite el paso de la luz. Ej. De vidrio para trabajar en el espectro visible o cuarzo para trabajar en el ultravioleta lejano. Redes de difraccin: son un gran nmero de lneas paralelas situadas a distancias iguales entre s y son hendiduras sobre un vidrio o una superficie metlica. Cada una de estas hendiduras se comporta como un pequeo prisma.

4. Rendija de salida: tiene como funcin impedir que la luz difusa atraviese la cubeta de la muestra, que provocara desviaciones a la Ley de Beer. 5. Celdas: es el recipiente donde se coloca la muestra para la medicin. Pueden ser de distintos tipos y tamaos (cuadradas, rectangulares, redondas). Se obtienen mejores resultados usando cubetas de bordes paralelos. Si se utilizan celdas redondas se deben marcar e introducir en el aparato siempre en la misma posicin. Suelen estar fabricadas en vidrio o en plstico.

6. Detector. Puede ser de dos tipos: Fotoclulas o clulas fotovoltaicas:Es una lmina de Cobre sobre la que se extiende una capa de Selenio o de xido de Cobre. A esto se le conoce como semiconductor. Sobre el semiconductor hay una capa de metal transparente que sirve de electrodo. La luz incide sobre el Selenio y ste desprende electrones, que pasan a la placa de Cobre originando una diferencia de potencial por existir carga negativa sobre el Cobre y positiva sobre el Selenio. El conjunto se conecta a un ampermetro que seala el paso de corriente.Caractersticas: son resistentes; econmicas; sensibles desde el ultravioleta hasta los 1.000nm de longitud de onda; no se requiere batera externa, ni vaco; la corriente producida es directamente proporcional a la Energa que llega y tienen efecto fatiga, es decir, que presentan una subida inicial de corriente, que luego decrece progresivamente hasta el equilibrio. Por eso hay que esperar entre 30-60 segundos entre una lectura y otra. Fototubos multiplicadores:Un fototubo multiplicador es un tubo que contiene un ctodo que emite electrones de forma proporcional a la Energa que incide sobre l. Tiene un nodo que recoge los electrones y la corriente se multiplica varias veces al chocar los electrones sobre sucesivos nodos que van teniendo un voltaje superior al precedente. La seal se amplifica en cientos o miles de veces.Caractersticas: el tiempo de respuesta es muy rpido, no tienen efecto fatiga tan altos como la anterior y son muy sensibles.

7. Medidor: son sistemas de lectura de la Energa elctrica que recoge el detector y que puede ser lectura directa (se utiliza una clula fotovoltaica) o puede ser amplificadores de seal como en el caso del fototubo multiplicador. Los actuales aparatos incorporan lectura digital y clculos automticos de concentraciones con relacin a las curvas de calibracin.

MNIMOS CUADRADOS

Mnimos cuadrados es una tcnica de anlisis numrico encuadrada dentro de la optimizacin matemtica, en la que, dados un conjunto de pares, se intenta encontrar la funcin que mejor se aproxime a los datos (un "mejor ajuste"), de acuerdo con el criterio de mnimo error cuadrtico.En su forma ms simple, intenta minimizar la suma de cuadrados de las diferencias ordenadas (llamadas residuos) entre los puntos generados por la funcin y los correspondientes en los datos. Especficamente, se llama mnimos cuadrados promedio (LMS) cuando el nmero de datos medidos es 1 y se usa el mtodo de descenso por gradiente para minimizar el residuo cuadrado. Se puede demostrar que LMS minimiza el residuo cuadrado esperado, con el mnimo de operaciones (por iteracin), pero requiere un gran nmero de iteraciones para converger.Desde un punto de vista estadstico, un requisito implcito para que funcione el mtodo de mnimos cuadrados es que los errores de cada medida estn distribuidos de forma aleatoria. La tcnica de mnimos cuadrados se usa comnmente en el ajuste de curvas. Muchos otros problemas de optimizacin pueden expresarse tambin en forma de mnimos cuadrados, minimizando la energa o maximizando la entropa.

EL YODURO DE POTASIOEsta sal blanca es el compuesto yoduro de ms importancia comercial. Es menos higroscpico (absorbe el agua con menos facilidad) de yoduro de sodio, por lo que es ms fcil trabajar con l.

El yoduro de potasio se suministra con fines medicinales en 130 mg comprimidos para casos de emergencia. El yoduro de potasio tambin puede ser administrado como una "solucin saturada de yoduro de potasio" (SSKI), que en la USP formulacin genrica contiene 1000 mg de KI por ml de solucin.

TARTRATO DE SODIO Y POTASIOSu formula qumica es KNaC4H4O6.4H2O. Tiene las siguientes caractersticas:Aspecto: Cristales descoloridos, transparentes o polvo blanco.Olor: Inodoro.Solubilidad: Soluble en agua.Densidad: 1.79.pH: 7-8.Punto que hierve: 220C (428F) comienza a descomponerse.Punto de fusin: 70 - 80C (158 - 176F).Densidad del vapor (Air=1): Ninguna informacin encontr.Presin del vapor (milmetro hectogramo): Ninguna informacin encontr.Tarifa de la evaporacin (BuAc=1): Ninguna informacin encontr.Estabilidad: Establo bajo condiciones ordinarias del uso y del almacenaje.Condiciones a evitar: Calor, llamas, fuentes de ignicin e incompatibles.

IV. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOSInforme N 9 de Qumica Analtica2011

4Ingeniera Ambiental

Fiola de 200mL Fiolas de 50mL Tubos de ensayo Balanza analtica Vasos de presipitados de 100mL Pipetas de 1mL Pipetas de 10mL. Frasco mbar de 250mL Agua destilada Centrifuga Espectrofotmetro Cocina elctrica KI HgCI2 KOH I2 Tartrato de sodio y potasio.

V. PROCEDIMIENTO

1. Preparativo del reactivo Nessler

Para preparar el reactivo Nessler se disuelve 10g de KI en 10mL de agua, aparte se disuelve 5g de HgCI2 en 20mL de agua caliente, luego ambas soluciones se mezclan. A esto se adiciona la solucin obtenida al disolver 30g de KOH en 60mL de agua. La mezcla resultante se afora a 200mL. Finalmente, se separa por centrifugacin el lquido sobrante y se almacena en un frasco ambar. La duracin mxima del reactivo de Nessler es de un mes.

2. Preparacin de otras soluciones.

La solucin de yodo 0.01N se prepara disolviendo 40g de KI en poco agua, se le adiciona 1.27g de yodo y una vez disuelto se afora a 1 litro.La solucin tartrato de sodio y potasio al 50% (p/v) se prepara disolviendo 5g de tartrato de sodio y potasio en agua hasta un volumen de 10mL.

3. Determinacin espectrofotmetro de amonio

Encender el espectrofotmetro media hora antes de empezar la lectura. En el espectrofotmetro, seleccionar la longitud de onda de 380nm. Pipetear 5 mL de la solucin a una fiola de 50mL. Aadir agua destilada hasta la mitad de la fiola. Agregar 1mL de solucin de yodo 0.01N. Agregar dos gotas de solucin de tartrato de potasio al 50%(p/v). Adicionar dos mililitro del reactivo Nessler y aforar la fiola. Hasta aqu, la solucin se habr diluido 10 veces. Preparar un blanco, solo agua destilada con los reactivo indicados en anteriormente. Con el blanco, calibrar a cero de absorbancia el espectrofotmetro a 380nm. Leer la Absorbancia de la muera a 380nm en el espectrofotmetro.Los datos de concentracin de amonio (x) y la lectura de absorbancia (Y) de cada muestra a 380nm de ajusta a recta con mtodo de los mnimos cuadrados como se indica en la Tabla 2. Las ecuaciones correspondientes al mtodo de los mnimos cuadrados son:

VI. RESULTADOS

1. Preparacin de 6 soluciones patrn de (NH4)2SO4Calculo de los miligramos de sulfato de amonio para 1 litro, que contiene las ppm de amonio indicadas en la Tabala1.

Para no preparar u litro de solucin, el resultado lo convertimos en gramos de sulfato de amonio para 50mL de solucin.

Nota: As realizamos el clculo de las 6 muestras.

Como el valor resultante es muy pequeo y no se puede medir correctamente, se pesara 1000 veces ms, se preparara la solucin y luego se diluir 1000 veces para tener recin la solucin que se necesita. Realizamos clculo similar para las otras.

Tabla 1. Soluciones de sulfato de amonio para preparar la curva patrn con reactivo de Nessler.

Numero muestraPpm NH4+(mg/L)(NH4+)2SO4 (mg/L)(NH4+)2SO4 (g/50mL)(NH4+)2SO4 (g/50mL)x1000

127.330.00036670.3667

2414.670.00073340.7333

3518.3340.00091670.9167

4622.0000.001101.1000

5829.33360.0014671.4667

61036.6670.0018331.8333

Si preparamos la solucin de acuerdo a la ltima columna de la Tabla 1, la debemos diluir 1000 veces para tener la concentracin de amonio indicado en la segunda columna de la misma tabla. Al realizar la evaluacin espectrofotomtrica del amonio, la solucin se diluye 10 veces ms con los reactivos del mtodo de Nessler.

Para diluir una solucin 1000 veces, se debe tener 3 tubos de ensayo numerados y con 9mL de agua destilada en cada uno. Pipetear un mL de la solucin (muestras 1) al primer tubo de ensayo, agitar enrgicamente. Pipetear 1mL del tubo 1 al tubo 2, agitar enrgicamente. Pipetear 1mL del tubo 2 al tubo 3, agitar enrgicamente. En el tubo 3 la solucin estar diluida 1000 veces.Y se procede de la misma forma con las otras muestras obteniendo un total de 18 tubos.

1mL1mL

1mL

2. Lectura de la Absorbancia de las soluciones patrn.

Tabla 2. Linealizacin con el mtodo de los mnimos cuadrados para obtener la ecuacin de ppm en funcin de la Absorbancia a 380nm con reactivo Nessler.N Muestra Ppm NH4+ (X)Absorbancia (Y)XYX2

10,20,0600,012000.04

20,40,0950,038000.16

30,50,1400,070000.25

40,60,1590,095400.36

50,80, 2700,021600.64

61,00,3050,305001

N=63,5 1.029 0,7364 )=2.45

3. Graficar la Absorbancia-ppm NH4+ en papel milimetrada.El eje X va las ppm de amonio y el eje Y la Absorbancia.

4. Determinacin de la ecuacin para ppm NH4+ de amonio en funcin de la Absorbancia.Remplazamos los datos de la Tabla 2 en la ecuacin.

Despejamos en funcin de b1:

Remplazamos b0 por su equivalente en la ecuacin anterior.

Calculamos b0 y b1

Remplazamos b0 y b1 en la ecuacin.

VII. CONCLUSIONES

En el practico realizado el objetivo era descubrir la concentracin desconocida de la muestra para lo cual utilizamos el mtodo del espectrofotmetro. Este es un mtodo muy confiable, siempre y cuando se tengan las precauciones del caso, como sera la limpieza en el trabajo, el orden y la precisin.La prctica realizada nos permiti encontrar las ecuaciones que nos permitirn encontrar el amonio ppm de una muestra desconocida.Adems nos permiti darnos cuenta de la precisin y la dedicacin que se debe tener al realizar este tipo de procedimientos, ya que cualquier error en el mtodo nos entregara un resultado equivoco, cosa que no es para nada conveniente al momento de realizar un diagnostico.Adems para realizar la medicin espectrofotomtrica tuvimos que calibrar el aparato a 0 absorbancia para lo cual usamos la muestra blanco, adems de esto, debimos elegir cubetas que estuvieran en buen estado, es decir, que estuvieran dentro del rango de absorbancia permitida de 0.015, ya que si hubiramos usado cubetas defectuosas se alterara la lectura real de nuestra muestra.

VIII. RECOMENDACIONES

Tomar precauciones con las subidas y bajadas bruscas de tensin producen sufrimiento de la lmpara y cambios en las lecturas de la Absorbancia. La lmpara tiene una vitalidad limitada y se debe vigilar para que funcione bien el aparato. Otro punto importante fue realizar una homogenizacin correcta de los tubos, con el fin de evitar errores posteriores y realizar una lectura uniforme en el espectrofotmetro. Tener cuidado con las celdas que no estn rayadas, sucias porque eso alterara el resultado, adems tener en cuenta la posicin de correcta de la celda. Tomar precauciones con la manipulacin de tartrato de potasio puede causar la irritacin a la piel, a los ojos, y a la zona respiratoria.

IX. BIBLIOGRAFIA SKOOG, WEST, HOLLER, Qumica analtica, Sptima edicin, Editorial McGraw-Hill, 2001, Mxico. Pginas 578-581. ALFONSO CLAVIJO DAZ. Fundamentos de Qumica Analtica. Universidad Nacional de Colombia, 2002.ISBN: 9587011430. GARY, CHRISTIAN. Qumica Analtica Primera Edicin, Editorial Limusa S.A., Mxico 1981. http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/