UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE CIENCIAS Y EDUCACIÓN PROYECTO CURRICULAR DE LICENCIATURA EN QUÍMICA EJERCICIOS DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL William Fernando CastrillónCardoa Javier Andrés Matulevich Peláez 1. Determine el rango de concentraciones de una sustancia M con absortividad molar 3500, para que las absorbancias estén entre 0.1000 y 1.0000 al leerlas en una celda de 1 cm. 2. Una solución de un colorante 0.5 mM, presenta una transmitancia de 40% en una celda de 1.0 cm. Que diluciones hay que hacer de un patrón de 2 mM para obtener absorbancias de 0.1 y 0.9 en la misma celda y la misma longitud de onda. 3. A partir de un Stock de 1000 ppm de x se preparan diluciones 1:24, 2:23, 3:22, 4:21, 5:20. 2 ml de cada una se tratan con 3 mL de un reactivo especifico para x y se obtienen soluciones coloreadas que al leer las λm producen las transmitancias en porcentajes 82.2; 67.6; 56.1; 45.7; 37.6, respectivamente. Determine a) Absortividad específica de x a partir de la curva de calibración. b) El factor para convertir absorbancia a concentración en mg%. (Las lecturas se hicieron en una celda de 1 cm.). 4. Se prepara un Stock de M pesando 200 mg de M y disolviendo a 550 mL a partir de esta se elaboran por dilución los patrones indicados en la tabla. Igual volumen de cada patrón se mezcla con igual volumen de reactivo para M y se leen a su λm, reactivo de O-toluidina. dil. %T
1/20 96
2/20 80
3/20 73
4/20 54.5
5/20 45
6/20 38.0
8/20 30.0
10/20 25
14/20 12
16/20 9
18/20 8
20/20 8
a. Compruebe si el sistema M reactivo, cumple la ley de B.B.L b. En que rango de concentraciones c. Cual es el error relativo de concentraciones para esta técnica si Ei= 0.12 d. Determine k para la ecuación A=kC 5. Que patrón de un compuesto con absortividad 200L/cm·g debe prepararse para obtener la lectura de transmitancia que contiene el mínimo error fotométrico, en celda de 1 cm y a su longitud de onda de máxima absorción. 6. Un patrón de glucosa de 80 mg% presenta una transmitancia de 42% al leerse a 630 nm después de tratarse con reactivo de O-toluidina. El suero de una muestra de sangre tratado de igual forma, presenta una transmitancia de 32 % a la misma λ y en la misma celda. Calcule los mg% de glucosa en el suero. 7. Que dilución hay que hacerle a un suero de un paciente que al leer su glucosa por Otoluidina presenta 6% de transmitancia, si el valor de T debe estar cerca de 30%. Use los datos del problema 6.
8. Dos mL de un patrón de proteína de 3.5 % p/v se mezclaron con 2 mL de reactivo de Biuret y después de 30 minutos se leyó su transmitancia a 540 nm obteniéndose una lectura de 34 %. Un ml de suero mezclado con 1 ml de solución salina y 2 ml de Biuret, producen una transmitancia de 42 % a 540 nm y en la misma celda del patrón. Calcule la concentración de proteínas totales en el suero. 9. La determinación de la concentración de salicilatos en sueros se lleva a cabo por espectrofotometría U.V. ya que el máximo de absorción de este anión se encuentra a 300 nm. Un patrón de salicilato 100 mg% se diluyo 1/10 y se leyó a 300 nm con buffer pH 10, obteniéndose una absorbancia de 0.425. Una muestra de suero luego de un tratamiento especial que indicaba una dilución 1/5 presentó una absorbancia de 0.320; si el blanco no absorbe, cual es el contenido de salicilatos en el suero? 10. Desarrolle el problema 10 teniendo en cuenta que el blanco presenta una absorbancia de 0.020. 11. Para el análisis del contenido de una sustancia X en una muestra, el folleto del reactivo comercial dice C=3.25*102 × A. donde C es la concentración en mg% y A es la absorbancia de la muestra; 1 mL de solución que contiene × se diluye con 4 mL de solvente, se tratan con el reactivo de coloración según el folleto y se lee su transmitancia a 420 nm, resultando 30%. Calcule los mg% de X en la solución. 12. Para determinar fotometricamente M en una muestra una técnica recomienda un factor de 2400 mg% p/v. La absorbancia de una muestra de M es 0.542 y la del blanco es 0.062 a la longitud de onda que indica la técnica de análisis. Cual es la concentración de M en la muestra en g por 100 mL ? 13. Para la determinación de colesterol en suero se puede usar la técnica de Liebermann-Buchard; un suero estándar de 200mg/L presenta una transmitancia de 45 % después de tratarse con el reactivo de Liebermann y leerse a 610 nm en una celda de un cm. Una muestra de suero se diluyo 1:1 y se trato con el reactivo, en las mismas condiciones que el suero estándar; obteniéndose una lectura de 15%. Calcule los mg/L de colesterol en la muestra de suero. 14. Para estandarizar una técnica espectrofotométrica se prepararon 10 patrones e igual volumen de ellos se mezclo con igual volumen de reactivos, se calentó a 80°C y después de enfriarse se leyeron a la longitud de onda de máxima absorción, obteniéndose los datos que se muestran en la tabla: C mg/L
0
15
20
30
60
90
120
180
200
240
260
%T
100
95.0
88.0
79.5
63.0
50.0
39.5
25.0
15.0
10.0
8.0
a) Encuentre el rango óptimo de concentraciones para esta técnica. b) El factor de conversión de A a C, para cualquier muestra de la misma sustancia en idénticas condiciones. 15. Se pesan 0.025 g de glucosa pura y se disuelven con agua hasta 10 mL, esta solución se diluye 2:3 y 100 mcL se mezclan con 4 mL de reactivo ortotoluidina, se
lleva a ebullición la mezcla por 15 minutos y luego se lee a 630 nm obteniéndose una transmitancia de 0.30. Para analizar el contenido de glucosa en un suero se tomaron 100 mcL de suero y se trataron y leyeron en igual forma que la dilución de glucosa obteniéndose una transmitancia de 0.36. Determine los mg de glucosa por dL en el suero. 16. Una sustancia X presenta una absortividad molar de 21700 a 220 nm. Que dilución debe hacerse de un patrón de X de 20 mg/L para obtener una transmitancia de 36.8 % al leerse la dilución a 220 nm en una celda de 1 cm. El peso mol·g de X es 100. 17. 18. Una técnica fotométrica para Y tiene un rango optimo de 5 a 20 mg% de Y cuando se mezclan 0.2 mL de muestra y 3.8 mL de reactivo. Si la absortividad del complejo coloreado de Y es 3*10-3 cm-1 (mg%) a) Cuanto se debe tomar de suero y de reactivo para llevarlo al rango optimo, si se espera que él tenga una concentración de 400mg%. b) Como se procedería a tratar el suero si se desea que al mezclarse con el reactivo la lectura de T sea de 38% en una celda de 1 cm al lambda de máxima absorción del complejo coloreado de Y. 18. Se espera que en un suero se obtengan concentraciones de un determinado metabolito entre 60 y 120 mg%, si la absortividad del complejo del metabolito es de 0.2 cm-1 (mg/dL)-1 cuanto de suero se debe tomar para obtenerse absorbancias entre 0.3 y 0.6 y un volumen final de 4 mL de mezcla. (Suero más reactivo) 19. Con el fin de determinar la concentración de acido salicílico en una muestra por el método del patrón se leyó la muestra y varios patrones obteniéndose los datos que se dan en la tabla a 298 nm y en una celda de 1 cm. C ppm T
0 2 10 20 30 60 100 100 90 85 56 42 20 12 X se refiere a la muestra diluida 1:4 Encuentre la concentración de ácido salicílico en la muestra.
X 38
20. Para una técnica fotométrica se determino un factor de 550 mg/dL, cuando se mezclan 0.05 mL de muestra y 2.95 mL de reactivo especifico para el metabolito a determinar. Cuanto se debe diluir una muestra de 2200mg de metabolito/dL para obtener en el fotómetro una T de 40 % para esta técnica. 21. Para analizar el contenido de M en una solución se tomaron 0.5 mL de esta y se diluyeron hasta 10 mL. Se prepararon patrones los cuales se leyeron en la misma celda de la solución diluida de la muestra obteniéndose los siguientes datos. T% C ppm
96 60 40 2 0.5 10 20 100 Calcule los mg/L del analito en la solución.
45 X
22. Para analizar el contenido de colesterol de suero de un paciente se tomaron 0.2 mL de suero y se trataron con el reactivo de Liebermann-Burchard, obteniéndose una lectura de T de 40% a 640 nm, en una celda de 1 cm. Un patrón de colesterol de 300 mg% diluido 1:1 y tratado en forma idéntica que el suero, dio una T de 50% para la dilución. Calcule los mg% de colesterol en el suero
23. Para determinar el contenido de glucosa en una solución (X) muy diluida se siguieron los siguientes pasos: • Se pesaron 0.050 g de glucosa anhidra y se disolvieron con agua en un matraz aforado de 25 mL. • Cuatro mL de Stock anterior, se diluyeron con 6 mL de agua y 0.1 mL de esta dilución se mezclo con 3.9 mL de reactivo de ortotoluidina; se calentó por 15 minutos en baño María y se leyó su transmitancia a 630 nm en una celda de 1 cm, obteniéndose un valor de 28%. • Se tomaron 0.2 mL de solución (X) y se mezclaron con 3.8 mL de reactivo de ortotoluidina y después del calentamiento se leyó a 630 nm en una celda de 2.5 cm obteniéndose una transmitancia de 54%. • Encuentre los mg de glucosa por litro en la solución (X) problema. 24. ¿Por qué generalmente es preferible, el uso de absorbancia como medida de la absorción en lugar del % Transmitancia? 25. a) Porque el %T no puede medir con mayor precisión la absorbancia. b) Porque el %T es dependiente del poder de la radiación incidente. c) Por que la absorbancia es proporcional a la absorción del analito, mientras que el %T no lo es. 26. Una solución acuosa de KMnO4 (pM 157) de concentración 7.5 x 10-5M tiene una absorbancia de 0.502 medida a 485 nm en celda de 1.5 cm. Calcule: a) la absortividad expresada en dos formas diferentes, indicando en cada caso las unidades respectivas. b) el porcentaje de transmitancia medido en celda de 10 cm. 27. Del análisis de los siguientes resultados experimentales, compruebe si hay o no cumplimiento de la ley de Beer: C (M) %T 0.01 30 0.02 40 0.03 50 0.04 60 0.05 70 28. ¿Cuál es el peso molecular de un compuesto cuya absortividad molar es 875 y cuya solución de concentración 175 ppm presenta un 43% T? 29. ¿En que intervalo de absorbancias se minimiza el error de concentración para un ensayo espectrofotométrico? 30. Dibuje un diagrama de los componentes necesarios en los instrumentos para realizar mediciones de absorción molecular en el uv - visible. 31. Se pesan 500 mg de una muestra que contiene un compuesto coloreado X, se disuelven y se diluyen a 500 mL. La transmitancia de una alícuota de esta solución, medida a 400 nm y en cubetas de 1 cm de paso, es de 35.5%. Se pesan 10 mg de
sustancia X pura, se disuelven en el mismo solvente y se diluyen a 1 litro; su transmitancia medida en las mismas condiciones es 50.2%. ¿Cuál es el porcentaje de X en la muestra original 32. Una solución de una muestra coloreada que responde a la ley de Beer, muestra una transmitancia de 80.0% cuando se mide en una celda de 1,00 cm de longitud. Calcule el % T para una solución de doble concentración en la misma celda. 33. En etanol, la acetona a 366 nm tiene una absortividad molar de 2,75 *10-3 L/cm mol. ¿Qué intervalo de concentración de acetona podría determinarse si los tantos por ciento de transmitancia de las soluciones deben limitarse al intervalo del 10 % al 90% y se usan cubetas de 1.25 cm? 34. Una determinación simultánea de cobalto y níquel se puede basar en la absorción simultánea de sus respectivos complejos de 8- hidroxiquinolinol. Las absortividades molares correspondientes a sus máximos de absorción son: Absortividad molar, ε 365 nm 700nm Co 3529 428.9 Ni 3228 10.2 Mezcla I A=0.598 A=0.039 Mezcla II A=0.902 A=0.072 Calcular la concentración molar de Ni y Co en cada una de las Mezclas 35. Una alícuota de 25,0 ml de una disolución problema de quinina se diluyó a 50,0 ml y, al ser medida en un espectrofotómetro con b= 1 cm presentó una absorbancia de 0,416 a 348 nm. Una segunda alícuota de 25,0 ml se mezcló con 10,0 ml de una disolución de quinina cuya concentración es de 23,4 mg/l ; luego de diluir esta mezcla a 50,0 ml presentó una absorbancia de 0,610 para b= 1cm . Calcule la concentración de quinina en la muestra expresada en ppm. 36. Una disolución ácida de Ion cúprico tiene una absorbancia de 0,062 a la longitud de onda de máxima absorbancia. A 5,0 ml de esta solución se agregó 1,0 ml de solución estándar de Cu (II) 0,010 F y se determinó que la absorbancia era 0,102 a la misma longitud de onda. Se agregó 1,0 ml adicional de la misma solución estándar y esta vez la absorbancia medida fue 0,131. a) Calcule la concentración de la muestra expresada en moles/litro 37. Una muestra de 0,525 g de una aleación de acero se disolvió, el manganeso se oxidó a permanganato y la solución se diluyó a 100 ml en un matraz volumétrico. La absorbancia a 525 nm en una celda de 1,00 cm de paso óptico fue de 0,496. La absortividad molar del MnO4- a 525 nm es 2,24*103. Calcule el porcentaje de Mn en el acero. 38. Una muestra de 1.0000 g que contiene manganeso se determino por espectrofotometría, se preparo un extracto de 250 ml de la solución de concentración desconocida, se tomo una alícuota de 5 ml y se diluyó en un balón
aforado de 50 ml. Luego, para poder interpolar la curva estándar de manganeso a 535 nm de la ultima solución, se tomó una alícuota y se diluyó en una solución 1:2. La transmitancia de la solución medida en un espesor de 1 cm es de 40 %. Si la absortividad molar es 2300 L.mol-1 .cm-1, determine: % de Mn en la muestra 39. ¿Un compuesto con alta absortividad molar presenta mayor o menor limite de detección que un compuesto con baja absortividad molar? 40. Una solución de cromato de potasio contiene 3,0g de esta sal por litro y transmite una 40% de la luz incidente de una cierta longitud de onda, en una cubeta de 1cm. ¿Qué porcentaje de luz transmitirá una solución de 6,0g de cromato de potasio por litro, en la misma cubeta? 41. La absortividad molar del Ion permanganato, MnO4-, disuelto en agua es 2500 a 525 nm ¿Cuántos miligramos de manganeso, presentes en forma de MnO4- en un litro de solución darían una absorbancia de 0,50 en una cubeta de 1cm? 42. Un agua residual contiene cromo a la concentración de 0,1ppm (partes por millón). Esta concentración se determina formando el complejo Cr (VI) con difenilcarbazida. La absortividad molar de este complejo es 41700 a 540nm: las cubetas disponibles son de 2mm, 1cm, 5cm y 10cm de paso de luz. ¿Qué cubeta se debería usar? 43. El dióxido de nitrógeno es de color pardo rojizo: ¿Cuáles son aproximadamente, las longitudes de onda de la zona visible que absorbe con mayor intensidad? 44. La absortividad molar del benzoato de sodio en agua es 560cm-1Lmol-1, a 268nm. Su peso formula es 144. Una solución contiene 12,0 mg de benzoato de sodio en 25ml. ¿Cuál es (a) su absorbancia, (b) su transmitancia en una cubeta de 1cm a 268nm? 45. La absorbancia de una solución de cromato de sodio que contiene 100.0mg de Cr por litro es de 0.465 a 375nm. Esta solución se coloca en el haz de muestra de un espectrofotómetro y se ajusta el aparato de modo que la lectura corresponda exactamente al 100% de transmitancia. Luego se coloca en dicho haz una solución problema de cromato; la lectura de transmitancia es entonces del 92%. El espesor de la cubeta es de 0.5cm en ambos casos. Calcular: (a) la concentración de cromo en la solución problema; (b) la absortividad molar del cromato de sodio. 46. El hexano puro, apenas presenta absorbancia en el ultravioleta por encima de 200nm. Una disolución preparada disolviendo 25.8mg de benceno en hexano, y diluyendo a 250.0ml, presenta un pico de absorción a 256nm, y una absorbancia de 0.266 en una cubeta de 1.00cm. Hallar la absortividad molar del benceno a dicha longitud de onda. 47. Una muestra de hexano contaminada con benceno dio una absorbancia de 0.070 a 256nm en una cubeta de 5.00cm de paso de luz. Hallar la concentración del benceno en miligramos por litro.
48. Si una disolución 0.010M presenta un 45% de T a una cierta longitud de onda, ¿cuál será el porcentaje de transmitancia de una disolución 0.020M de la misma sustancia? 49. Una disolución 3.96*10-4M de un compuesto A tiene una absorbancia de 0.624 a 238nm en una cubeta de 1.00cm; el blanco que contiene solo el disolvente tiene una absorbancia de 0.029 a la misma longitud de onda. • Hallar la absortividad molar del compuesto A. • La absorbancia de una disolución problema del compuesto A en el mismo disolvente y cubeta fue 0.375 a 328nm. Hallar la concentración de A en el problema. • Una disolución concentrada del compuesto A en el mismo disolvente se diluye de su volumen inicial 2.00ml a un volumen final de 25.0ml, y entonces tiene una absorbancia de 0.733. ¿Cuál es la concentración de A en la disolución concentrada? 50. En un método de determinación de paladio se preparan una serie de patrones de este elemento que originan los siguientes valores de señal instrumental (absorbancia): Pd, mg L-1 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 Señal 0.075 0.225 0.275 0.375 0.470 0.550 • Represente la señal obtenida en función de la concentración de Pd. • Ajuste los puntos experimentales a una línea recta. • En el análisis de dos muestras de agua por el método indicado se obtiene un valor de la señal de 0.610 y 0.400, respectivamente. Calcúlese el valor de la concentración de Pd en ambas muestras y explique la validez de los resultados. 51. En un método de determinación de una especie X utilizando una técnica instrumental se obtiene una respuesta proporcional a la concentración de dicha especie. Los datos de calibración resultantes son los siguientes: X, mg L-1 0.0 2.0 6.0 10 14 18 Señal analítica 0.031 0.173 0.422 0.702 0.956 1.248 Sabiendo que la desviación estándar del blanco es 0.0079: • Represente el calibrado. • Calcule los límites de detección y determinación. • Calcule la concentración molar de X en una muestra que origina, al aplicar dicho método, una señal analítica de valor 0.532 (masa molecular de X 207.2). 52. La absorbancia de una disolución 4.75x10-5 M de permanganato potásico es 0.112 a 525nm, medida en una célula de 1.00 cm de paso óptico. Calcular: a) el coeficiente de absortividad molar, expresado en sus unidades correspondientes; b) la constante de proporcionalidad entre la absorbancia y la concentración cuando ésta se refiere en ppm, expresándola con sus unidades correspondientes; c) el % transmitancia de la
disolución anterior, a 525nm, medida en una cubeta de 2.00 cm de paso óptico. (Dato: densidad de la disolución, 1 g/L). 53. La transmitancia de dos disoluciones B y C que contienen la misma sustancia absorbente es del 15.85 % y del 50.12 %, respectivamente. ¿Cuál será la relación de volúmenes en que deben mezclarse dichas disoluciones para que la transmitancia de la disolución resultante sea del 21.13%? (Considerar que todas las medidas se realizan en la misma cubeta y a la misma longitud de onda). 54. Una disolución de una sustancia pura B (peso molecular 180.00) de concentración 1.43xl0-4 M tiene una absorbancia de 0.572. Una disolución obtenida a partir de 0.1358 g de un preparado farmacéutico, que contiene a la sustancia B, en 1 L de agua presenta una absorbancia de 0.362. Ambas medidas se han realizado a 284 mn y en cubetas de 1.00 cm de paso óptico. Calcular el %B de la muestra. 55. El coeficiente de absortividad molar de un ácido débil, HA (Ka = 1.00x10-5) es 1100 L mol-1 cm-1 a 305 nm, donde la especie A- no absorbe. Calcular los valores de absorbancia correspondientes a disoluciones 1.00x10-3 M, 5.00x10-4 M y 2.00x10-4 M (b = 1.00 cm) a 305 nm y determinar si el sistema presenta una desviación positiva o negativa de la ley de Beer. 56. El logaritmo de la absortividad molar de la acetona en etanol es 2.75 a 366 nm. Calcular el intervalo de concentraciones de acetona en que se podrá trabajar si el porcentaje de transmitancia tiene que ser mayor del 10 % y menor del 90 %, midiendo en una celda de 1.50 cm de paso óptico. 57. Una solución tiene 1 ppm de manganeso y presenta una transmitancia de 0.904 medida en una celda de 1cm y medidos a 526 nm. Cual es %T de una solución que contiene 2ppm de Mn? 58. Para la determinación de colesterol en suero se puede usar la técnica de Lieberman. Un suero estandar de 200mg/L presenta una transmitancia de 45% después de tratarse con el reactivo de Lieberman y leerse a 610 nm en una celda de 1 cm. Una muestra de suero se diluyó 1 a 1 y se trató con el reactivo, obteniéndose una lectura de 15%. Calcule los mg/L de colesterol en la muestra. 59. Para la curva de calibración en la determinación de Cd como Cd(CN)4=, se obtuvieron los siguientes valores: Cd mg/ml 0,04 0,1 0,16 0,2 0,4 0,8 1,2 1,6 2 2,8 4 6 8 %T 96 90,6 84,7 81,4 66,1 47,3 35,8 27,8 23,2 17,2 12,9 9,7 8,1
• ¿Explique como calcular el ámbito de concentración óptima para la máxima precisión?. • ¿Cómo encontrar en qué ámbito de concentración el error analítico relativo por 1% de error fotométrico no excede el 7%? 60. El fósforo de la orina puede determinarse tratandolo con molibdeno y reduciendo el complejo de fosfomolibdato con ácido aminonaftol sulfónico para dar el color
característico del azul de molibdeno. Este complejo absorbe a 660nm. Un paciente excretó 1200 ml de orina en 24 horas y el pH de la muestra fue de 6.5. Una alicuota de la muestra de 1ml se trató con reactivo de molibdato y ácido aminonaftol sulfónico y se diluyó a un volumen de 50ml la lectura de absorbancia en el fotómetro fue 0.535. Se trataron de manera similar una serie de estandares de fosfato a quienes se les midió la absorbancia a 660 nm , obteniendo los siguientes datos: Solución ppm Absorbancia
1
2
3
4
0.205
0.410
0.615
0.820
• Calcule los gramos de fósforo excretados por día. • Calcule la concentración de fosfatos en la orina en mg/ml. 61. Explique si para preparar una curva de calibración se debe utilizar como variable dependiente la transmitancia o la Absorbancia y porqué. 62. Una muestra de 0.300 gramos de cierta aleación metálica se disolvió en ácido y se diluyó a 200 ml exactamente en un matraz volumétrico. Se añadió peryodato a una alícuota de 25 ml y se hizo hervir la solución para que el manganeso se oxidara a permanganato. Después de que se enfrió esta solución, se diluyó a 100 ml exactamente. Se midió fotométricamente una porción de la solución final y se encontró que contenía 1.85 ppm de manganeso. Cual es el porcentaje de manganeso en la aleación metálica. 63. Una solución 20% en peso. de un compuesto orgánico de peso molecular 150 g/mol tiene una transmitancia de 12% cuando se mide en una celda de 0.5 cms. Cual debe ser La concentración para que en una celda de 1 cm la absorbancia de esta muestra sea 0.434. 64. En la determinación del litio por fotometría de llama se preparó un stock de 10 mg/l y en diluciones del patrón 1/2; 1/3; 1/4; 1/5 se determinó la curva de calibración. Una muestra de 0.1 g de un material se disolvió en ácido clorhídrico y se llevo a 50 ml con agua desionizada. A una dilución 1/2 de esta solución se le leyó la absorbancia a 671 nm. Con los datos de la siguiente tabla, determine el porcentaje de litio en la muestra A 0.4 0.32 0.21 0.16 0.23 Dilución 1/2 1/3 1/4 1/5 Muestra diluída Explique como utilizar la técnica de IR (ventajas y desventajas) en el análisis químico cualitativo y cuantitativo. 65. Una solución presenta una absorbancia de 0.520. ¿Qué dilución hay que hacerle a esta solución para que la absorbancia sea de 0.10 medida en la misma celda? 66. Se midieron a las longitudes de onda que se dan a continuación los porcentajes de T de soluciones coloreadas de las sustancias M y N por separado, cada una de ellas a una concentración 5x10-4 M. También se midió una solución de una muestra desconocida que contenía ambos compuestos. A partir de los siguientes datos, calcule la concentración en mg/ml de M y N si sus pesos moleculares son 157 y 320 respectivamente.
%T λ = 530 nm M 40 N 80 M+N 70
%T λ = 690 nm 80 25 35
67. El volumen de sangre de una persona se puede estimar inyectándole en una vena una cantidad conocida de una tintura innocua y determinando su concentración en el plasma sanguíneo por medio de una espectrofotometría unos minutos después, cuando toda la tintura se ha mezclado bien por la circulación. Se supone que no hay sangre que se acumule o se estanque dentro del cuerpo, que la tintura permanece en el sistema vascular y que solo está en el plasma sanguíneo, esto es, que no penetra las células de la sangre. Al haber obtenido el volumen de plasma, se calcula el volumen total de la sangre a partir de información sobre el volumen total del plasma en toda la sangre. Un laboratorio utiliza una solución estéril en ampolleta que contiene una tintura conocida como azul de Evans. A una persona de sexo masculino que pesa 75 kg se le inyecta por vía intravenosa exactamente 1,00 mL de esta solución. Diez minutos después se le saca una muestra de sangre. La sangre se centrifugó para separar del plasma de las células y se encontró que el plasma representaba el 53% del volumen total. La absorbancia del plasma en una celda de 1 cm en la longitud de onda apropiada fue 0,323. Otra muestra de 1,00 mL de la solución de la tintura original se diluyó exactamente a 1,00 L en un matraz volumétrico. Después se tomaron 10,00 mL de esta solución y se diluyeron exactamente a 50 mL en un matraz volumétrico. La absorbancia de la solución final fue de 0,2000. Calcular el volumen de sangre del hombre, expresado en litros. 68. El Cu (I) reacciona con la neocupreina para formar un complejo coloreado con un máximo de absorción a 454 nm cuando el complejo se extrae en fase orgánica con alcohol isoamílico (solvente orgánico inmiscible con el agua). Suponga que se desarrolla el siguiente procedimiento: • Una roca que contiene cobre se pulveriza y todos los metales con un ácido fuerte. La solución ácida se neutraliza con una base y se lleva a 250 mL en el matraz A. • Se transfieren 10,0 mL de la solución a un matraz B y se tratan con 10,0 mL de un agente reductor a fin de que todo el cobre pase a Cu (I). Después se agregan 10,0 mL de la solución tampón, con el objeto de llevar el pH a un valor apropiado para la formación del complejo con la neocupreina. • Luego se transfieren 15.0 ml de esta solución a un matraz C, se agregan 10.0ml de una solución acuosa que contiene neocupreina y 20.0 ml de alcohol isoamílico. Después de agitar vigorosamente y dejar que las fases se separen, todo el complejo de Cu (I)-neocupreina se encuentra en la fase orgánica. • De la fase orgánica se sacan unos pocos mililitros y se determina la absorbancia a 454 nm en una celda de 1 cm. el blanco preparado de la misma fase presenta una absorbancia de 0.056 • Suponga que la roca pulverizada contiene 1 mg de Cu ¿Cuál será la concentración de Cu en moles/litro en la fase orgánica (Alcohol isoamílico)?
69. En la determinación de análisis de multicomponentes en una muestra de cromo y manganeso se midieron las absortividades molares de dicromato de potasio y permanganato de potasio a dos longitudes de onda. Para el Cr2O72- a 440 nm є=369 y a 545 nm є=11 y para el MnO4- a 440 nm є=95 y a 545 nm є=2350. Una muestra de acero de 1.000 g se disolvió en los ácidos adecuados (H2SO4, H3PO4, HNO3) y se trató con persulfato y peryodato para oxidar el manganeso a MnO4- y el cromo a Cr2O72-. La solución final después del tratamiento preliminar se diluyó a 100 mL en un matraz volumétrico y los valores de absorbancia se determinaron en una celda de 1 cm; a 440 nm A=0.108 y a 545 nm A=1.296. calcular los porcentajes de cromo y de manganeso en el acero. 70. Enuncie y explique los lineamientos y todos los parámetros de calidad que se deben tener en cuenta para la puesta a punto de un método fotométrico. ¿Cual es el fundamento de los métodos analíticos cuantitativos que emplean absorción de energía radiante? 71. Describa las causas físicas y químicas de las desviaciones de la ley de Beer. Describa cual es el procedimiento general para efectuar un análisis cuantitativo por espectrometría. 72. Explique dos métodos para la determinación de la composición estequiométrica de un complejo 73. La calidad de una medida o de un método analítico, depende del sistema químico observado y de la calidad de los instrumentos utilizados para observarlo. Explique esta afirmación. 74. Conocidas las limitaciones instrumentales y si el espectrofotómetro opera correctamente, las mayores fuentes de error en espectroscopia UV-visible están relacionadas con el tratamiento y la química de la muestra. Describa explícitamente los cuidados que deben tenerse en cuanto a: Tratamiento, celdas, muestra, solvente, concentración, pH, temperatura, presión, geometría de la molécula, estado sólido etc. 75. Una alícuota de 25 ml de una solución acuosa de quinina se diluyó a 50 ml y se encontró que tenía una absorbancia de 0.832 a 348 nm cuando se midió en una celda de 2 cm. Una segunda alícuota de 25 ml se mezcló con 10 ml de una solución que contenía 23.4 ppm de quinina; después de diluir a 50 ml, esta disolución tenia una absorbancia de 1.220 en una celda de 2 cm. Cual es el número de ppm de quinina en la muestra 76. En etanol, la acetona a 366 nm tiene una absortibidad molar de 2.75*103 l cm-1 mol-1 cual es el intervalo de concentraciones de acetona que podría determinarse si los tantos porcientos de transmitancia de las soluciones deben limitarse al intervalo del 10 al 90% usando celdas de 1.25 cm 77. Cual es el peso molecular de un compuesto que tiene una absortividad molar de 850 y una solución de 0.065 g/50ml da una absorbancia de 0.7695 medido en una celda de 1 cm. B) Una solución de cierta sustancia coloreada a una concentración X tiene
una transmitancia de 60%. Si es aplicable la ley de Beer cual sería la transmitancia de una solución de concentración 3X 78. Una solución de 50 mg de una sustancia X en 200 ml presenta una T de 40% en una celda de 2 cm a 450 nm. Determine la absortividad específica de X a esa longitud de onda y la absortividad molar de X si su peso molecular es de 250 g/mol. 79. La 2 ciclohexenona (PM= 96g/mol) tiene un Epsilon de 10000 a la longitud de onda de 225 nm. Si se pretende prepara una soluciòn del compuesto de modo que la absorbancia sea de 0.3, cuando se hace en una celda de 1 cm, ¿cùantos gramos se requiern de 2 ciclohexenona por litro de soluciòn? 80. Se determinó el Cr en una muestra acuosa pipetiando alícuotas de 10 ml de la muestra en 5 matraces aforados de 50 ml. Antes de enrasar los matraces, se añadieron a cada uno de ellos volúmenes distintos de un patrón de 12.2 ppm de Cr. ¿Cuál es la concentración de Cr en ppm en la muestra? Muestra en ml 10 10 10 10 10
Patrón en ml 0 10 20 30 40
Absorbancia 0.201 0.292 0.378 0.467 0.554
81. Cuando se midió en una celda de 1 cm una solución de 8.5X10-5 M de la especie A, presentó una absorbancia de 0.129 y 0.764 a 475 y 700 nm respectivamente. Una solución de la especie B de 4.65X10-5 M dio absorbancias de 0.567 y 0.083, bajo las mismas condiciones. Calcule las concentraciones de A y B en soluciones que dieron absorbancias de 0.502 a 475 nm y 0.912 a 700 nm cuando se midieron en celdas de 1.25 cm.
