Concentración y Calibración Ley de Beer

CONCENTRACIÓN Y CALIBRACIÓN: LEY DE BEER   OBJETIVOS

√

Desarr Desarroll ollar ar conocim conocimien ientos tos acerca acerca de la relaci relación ón entre entre la cantid cantidad ad de radiac radiación ión absorbida por soluciones y la concentración de la sustancia absorbente en dichas soluciones.

√

Destacar la importancia de una curva de d e calibración.

√

Seleccionar la longitud de onda más apropiada para analizar la sustancia absorbente (nitrato de cromo) empleando la ley de Beer.

√

Calcular la concentración de cromo en una muestra problema.

 MARCO TEÓRICO

La luz puede puede consider considerars arsee como como ondas ondas energtic energticas as !ue via"an via"an a travs travs del espacio espacio## constituyndose en pa!uetes energticos !ue son absorbidos por las sustancias si ellos tienen la energ$a necesaria para producir cambios en el nivel energtico de los electrones dentro de los átomos !ue %orman esas sustancias. La absorción de la luz por una sustancia en solución se puede describir matemáticamente  por la ley de Beer&Lambert' A=

bc

  absorbancia a una longitud de onda dada de luz#

ε  absortividad molar# *nica para cada molcula y var$a con la longitud de onda#  b  longitud de la trayectoria de la luz a travs de la solución c  concentración de la solución en moles por litro. +ara medidas de absorbancia de una determinada sustancia a una longitud de onda dada# ε y  b son constantes# as$ !ue habrá una relación directa entre la absorbancia de d e una solución y la concentración de la sustancia absorbente en ella. Si se mide la absorbancia en %unción de la concentración de molculas absorbentes en soluciones patrón# se puede construir una grá%ica de la ley de Beer# llamada tambin curva de calibración o curva de traba"o. ,n este tipo de grá%ica se puede determinar la concentración de una muestra desconocida midiendo la absorbancia de la muestra a la mismas condiciones !ue las soluciones patrón e interpolando la concentración correspondiente en la en la curva de calibración. ,n esta práctica práctica se seleccionar seleccionará# á# entre varias varias longitudes de onda del espectro espectro de absorción del nitrato de cromo (---)# la longitud de onda donde me"or se cumple la ley de Beer y usando la curva de calibración a esa longitud de onda se determinará# por interpolación# la concentración de una solución desconocida de cromo (---).

 PROCEDIMIENTO

.  partir de una solución de nitrato de cromo (---) /./0// 1 (solución madre)# preparar  por dilución 20 mL de los estándares /./# /./2# /./3# /./41 a partir de dicha solución madre. 2. Llene# hasta las dos terceras partes# una celda porta muestras con agua destilada. 3. Llene# hasta las dos terceras partes# otra celda porta muestras con la solución de /./21. 4. -denti%i!ue las partes del color$metro. 0. -n%órmese de !u %unción tiene cada uno de los mandos del teclado5 6. ,ncender el instrumento. 7. Llevar el selector de longitud de onda a 30/ nm y con la celda con agua destilada en el  portamuestras llevar la absorbancia a cero (89//) esto se llama cuadrar el cero de absorbancia. :.  esta misma longitud de onda cambie la celda del blanco por la celda !ue contiene la solución de cromo (---) /./21 y leer la absorbancia# anotar estos datos en la tabla de datos. ;. Cambiar la longitud de onda de / en / nm# repetir las 2 operaciones anteriores hasta los 6/ nm. +ueden leer 9rasmitancia para uso en los cálculos del in%orme. 9BL D, D9
Cr +3 %T A

Cr +3 (nm) %T

350

520

360

530

370

540

380

550

390

560

400

570

410

580

420

590

430

600

440

610

A



 

450



 

460



 

470



 

480 490

500 510

/. De la grá%ica de absorbancia =s longitud de onda (espectro de absorción) para el nitrato de cromo (---)# !ue se obtuvo con base en los datos anteriores# seleccionar la longitud de onda (λ) de má>ima absorción# para veri%icar el cumplimiento de la ley de Beer y con esta hacer el análisis cuantitativo. . . +ara cada una de las λs seleccionadas en el numeral anterior# leer la absorbancia y el 8 de transmitancia de cada una de las soluciones preparadas y la solución madre de /./01# recordando !ue cada vez !ue cambie de λ se debe a"ustar el cero de absorbancia con el blanco antes de hacer las lecturas correspondientes. 2.  ?ota' ntes de llenar las cubetas se debe purgar cada una con la solución correspondiente. 3.
0.02

0.03

0.04

0.05M

Muestra#

solucion madre

λ  A ! A ! A ! A !

A !

4. Desocupar celdas# depositar soluciones en garra%ones correspondientes para residuos. 0. pagar el espectronic# desconectar del toma# a"ustar el cable alrededor# colocar el %orro  plástico# de"ar sitio de traba"o limpio y organizado.

RESIDUOS

Se recogen los residuos en %rascos de vidrio rotulados como determinación del espectro de absorción del Cr @3 y Ley de Beer# los cuales posteriormente se precipitan para !uedar como o>iacetato de cromo.

TRATAMIENTO DE LOS DATOS 

. ,n una sola ho"a# gra%icar 89 =s concentración para cada una de las cinco longitudes de onda seleccionadas en el numeral 3. 2. ,n una sola ho"a gra%icar (// & 89) =s logaritmo de Concentración para cada una de las cinco longitudes de onda seleccionadas en el numeral 3 (del procedimiento). 3. ,n una misma ho"a gra%icar absorbancia =s concentración (gra%ica de Beer) para cada una de las longitudes de onda seleccionadas en el numeral 3 (del procedimiento). 4. ,n la grá%ica más apropiada de la ley de Beer (pendiente mayor y me"or linealidad) hallar# por interpolación# la concentración molar de nitrato de cromo (---) de la solución  problema.  PREGUNTAS 

a. +ara cada una de las grá%icas de la ley de Beer ( =s C) e>plicar para !ue concentraciones se cumple la ley.  b. A+ara cuál de las cinco longitudes de onda tiene mayor absortividad molar el nitrato de cromo (---)5 usti%icar la respuesta en base a la relación A = b c c.

De acuerdo a la escala de lectura (en este e!uipo es de /.8) del porcenta"e de transmitancia# ACuál es el error relativo para la concentración de la solución problema5

∆CC  &/.433 ∆ 8 9 89( 2&L<89) d.

Si se !uieren analizar soluciones /./0 y /./7 1# ACuáles son las longitudes de onda más apropiadas5 Dar la respuesta con base en la adhesión a la ley de Beer y en el error inherente a la concentración de la solución

∆CC  &/.433 ∆ 8 9 89( 2&L<89) e. -nvestigar !ue %orma deber$a tener las grá%icas del numeral 2 del tratamiento de los datos (curvas de Eingbom) y !ue in%ormación se puede obtener de este tipo de grá%ica.