PRÁCTICA # 1 EPECTRO DE ABSORCIÓN ” “ EPECTRO INTRODUCCIÓN: La interacción entre las ondas electromagnéticas y la materia de la región UV-visible es el campo de estudio de la espectroscopia UV-visibles o espectrofotometría. Esta basada en la relación que presenta un haz de luz incidente en la muestra y el haz de luz que pasa por la solución. Su estudio se basa en que la cantidad de luz absorbida por la materia presente en la solución es característica del compuesto. La respuesta de dicho componente es función de las características del haz de luz incidente en la muestra, lo que permite determinar la respuesta en función de la calidad del haz proporcionado. Dicho conjunto de respuesta en el rango de longitud de onda de la gama UV-visible se denomina espectro de absorción; dicha respuesta es característica de cada compuesto.
OBJETIVO: ℘ Determinar el aspecto que presenta el espectro de absorción de un colorante. ℘ Comparar el aspecto de un colorante y el de una sal colorida. ℘ Familiarizarse con la utilización y manejo de un espectrómetro UV- visible.
ANTECEDENTES Espectro de absorción
La espectroscopia de absorción es la medida de la cantidad de luz absorbida por un compuesto en función de la longitud de onda de la luz. En general, e irradia una muestra con una fuente de luz y se mide la cantidad de luz transmitida a varias longitudes de onda, utilizando un detector y registrando el fenó fenóme meno no en un gráf gráfic ico. o. Al cont contra rari rio o que que en los los ensay ensayos os quím químic icos os,, la mayor mayoría ía de las técn técnic icas as espectroscópicas no son destructivas, es decir, no destruyen las muestras durante el análisis; se pueden realizar diferentes tipos de espectros sin pérdida o perdiendo muy poco de muestra. Cuando un sólido incandescente se halla rodeado por un gas más frío, el espectro resultante presenta un fondo continuo interrumpido interrumpido por espacios oscuros denominados denominados «líneas de absorción» absorción» que ocurren ocurren porque el gas ha absorbido de la luz aquellos colores que éste irradia por sí mismo. Pero también se da el caso que en la naturaleza cohabitan cuerpos que absorben radiación emitida por otros, eliminando del espectro de radiación que reciben aquellas bandas absorbidas, las cuales quedan de color negro. A esas bandas, se les suele llamar «rayas negras» o simplemente «rayas» espectrales. Por otra parte, suele ocurrir que unos cuerpo absorben sólo la radiación de unas determinadas longitudes de onda y no aceptan absorber otras de otras longitudes, por lo que cada cuerpo, cada elemento químico en la práctica, tiene su propio espectro de absorción, el cual se corresponde con su espectro de emisión, al igual como si fuera el negativo con el positivo de una película.
Un liviano, transparente y caliente gas en frente de una fuente productora de radiaciones espectrales, especialmente de características continuas, genera un espectro de absorción, el cual se distingue por una serie de líneas espectrales oscuras entre los colores brillantes del espectro continuo. En el gráfico de la
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figura se grafica la intensidad lumínica versus la longitud de onda (visuales) contrastada con las líneas espectrales sustraídas del resto de la luz. En el caso de una estrella, estrella, cuando la luz del caliente y energético interior interior de ella atraviesa atraviesa la más fría y menos energética atmósfera exterior, alguno de los fotones son absorbidos por electrones, que saltan a niveles concretos de energía. Muchas de tales interacciones crean bandas oscuras en el espectro continuo con longitudes de onda que corresponden con los intervalos entre pares de niveles energéticos. Espectro electromagnético
Es el intervalo de todas las frecuencias posibles, desde cero hasta el infinito. En la práctica, en el espectro se representan representan desde loas bajas frecuencias frecuencias de radio utilizadas utilizadas en las comunicaciones comunicaciones con submarinos submarinos hasta las altas frecuencias de los rayos gamma. El espectro electromagnético es continuo.
(Figura 1: espectro electromagnético) electromagnético)
Todas las radiaciones electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz (aproximadamente 3 x 1010cm/s, en el vacío), pero difieren en la frecuencia y en la longitud de onda. Onda electromagnética
Una onda electromagnética electromagnética es la forma de propagación propagación de la radiación radiación electromagnétic electromagnética a a través del espacio. En la naturaleza, las fuerzas eléctricas se originan de dos formas: Primero está la atracción o la repulsión eléctricas entre las cargas eléctricas (+) y (-). Las ondas electromagnéticas siguen una trayectoria rectilínea y su velocidad es constante en cada medio específico. Al pasar de un medio a otro la única característica que permanece constante es la frecuencia. La velocidad varía para cada longitud de onda. La frecuencia y la longitud de onda se relacionan según la siguiente expresión matemática: Longitud de onda = C x T = C / f Donde es la longitud de onda, C es la velocidad de la luz en el vacío, T el periodo y "f" la frecuencia. La frecuencia de una onda es el número de ondas que pasan por un punto fijo cada segundo o el número de vibraciones por unidad de tiempo; se representa por la letra griega ν (>un<), y generalmente se mide en hertzio hertzioss (Hz) (Hz) o ciclos ciclos por segundo. segundo. La longit represent entada ada por la letra letra griega griega λ longitud ud de onda onda, repres (>lambda<), es la distancia entre dos picos (o dos valles) de una onda. La longitud de onda es una distancia y por lo tanto su unidad de medida es el metro. Como la luz es una radiación electromagnética que tiene unas longitudes de onda muy pequeñas se usan submúltiplos del metro, como son el Ángstrom (Å) que es la diezmilmillonésima de metro (1x10-8m) y el Nanómetro (nm) que es la milmillonésima de metro (1x10-9m). La long longit itud ud de onda onda y la frec frecue uenc ncia ia,, las las cual cuales es son son inve invers rsam amen ente te prop propor orci cion onal ales es,, está están n rela relaci cion onada adass por por la ecuación: νλ
=
c
o
λ =
c ν
c = velocidad de la luz (3x1010 cm/s)
Donde: ν = frecuencia de hertzios λ = longitud de onda en cm.
Las ondas electromagnéticas viajan como los fotones, corpúsculos de energía carentes de masa. La energía de un fotón es proporcional a su frecuencia e inversamente proporcional a su longitud de onda. Un fotón de frecuencia ν tiene una energía dada por:
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ε
=
hν
hc =
λ
Donde h es la constante de Planck: 1.58x10-37 Kcal. /s o 6.62x10-37 kJ/s.
En ciertas condiciones, una molécula puede absorber la energía de un fotón que ha chocado sobre ella. En este caso, la energía de la molécula aumenta una cantidad igual a la energía del fotón hv . Por esta razón, la irradiación de una mezcla de reacción se suele representar por el símbolo hv. hv. Los rayos X son tan energéticos que excitan a los electrones hacia todos los niveles de energía, produciendo ionización. El ultravioleta-visible excita a los electrones a niveles de energía más altos dentro de las molécu moléculas las.. Las energí energías as de infrar infrarroj rojo o produc producen en vibrac vibracion iones es molecu molecular lares es y las energí energías as de microo microonda ndass produc producen en rotaci rotacione ones. s. Las frecue frecuenci ncias as de onda onda de radio radio (energ (energía ía muy baja) baja) produc producen en transiciones de espín nuclear que se observan en la espectroscopia RMN. Otras ondas electromagnéticas: La naturaleza de onda de la luz origina que los diferentes colores se reflejen de forma diferente por una superficie, generando finas rayas paralelas [a esto se debe el que un disco compacto láser (para uso musical o para ordenador) brille en todos los colores del arco iris]. Las filas ordenadas de los átomos en un cristal también forman líneas paralelas pero mucho menos espaciadas y resultan tener el mismo efecto sobre los rayos X, mostrando que los rayos X, al igual que la luz, también son ondas electromagnéticas, pero con una longitud de onda mucho más corta. Se encontró posteriormente que los haces de electrones en un campo magnético, dentro de un tubo de vacío, podían hacerse inestables y emitir ondas más largas que la luz: el tubo magnetrón donde ocurría esto fue un dispositivo de radar de alto secreto durante la II Guerra Mundial e hizo posible posteriormente la fabricación del horno microondas. Las ondas electromagnéticas lideran la radio y la televisión y la enorme industria electrónica. Pero también se generan en el espacio (por rayos de electrones inestables en la magnetosfera, así como en el Sol y en el universo remoto, informándonos sobre las partículas magnéticas del distante espacio). Las ondas, o 'disturbios', se dan en un medio invisible llamado el campo de fuerza eléctrico (que utiliza partículas cargadas, como los electrones (-) y los protones (+) que se afectan y hacen mover entre sí); sin estas estas partíc partícula ulass cargad cargadas as no puede puede haber haber campos campos de fuerza fuerza eléctrica eléctrica y por tanto no hay ondas electromagnéticas. Por lo tanto, los campos magnéticos podrían producir corrientes eléctricas y las corrientes eléctricas producen campos magnéticos. Espectrofotómetro
Un espectrofotómetro es un instrumento usado en la física óptica que sirve para medir, en función de la longitud de onda, la relación entre valores de una misma magnitud fotométrica relativos a dos haces de radiaciones. También es utilizado en los laboratorios de química para la cuantificación de sustancias y micr microo oorg rgan anism ismos os.. Hay Hay vari varios os tipo tiposs de espe espect ctro rofo fotó tóme metr tros os,, pued puede e ser ser de abso absorc rció ión n atóm atómica ica o espectrofotómetro de masa. Región UV-visible:
La espectroscopia visible es una de las técnicas más ampliamente y más frecuentemente empleadas en el análisis químico; Para que una sustancia sea activa en el visible debe ser colorida: el que una sustancia tenga color, es debido a que absorbe ciertas frecuencias o longitudes de onda del espectro visible y transmite otras más. Por ejemplo: una solución es amarilla debido a que dentro de la región visible absorbe radiación en el rango de 435 a 480 nm. En este rango de longitud de onda se encuentra el color azul del visible, por lo que este compuesto absorbe el color azul y transmite los colores complementarios que dan origen al color amarillo de la solución mencionada. La absorción y transmisión de las longitudes de onda de la región visible de esta parte del espectro no es la misma en substancias que den diferentes tonalidades de amarillo, por lo que podemos tener una gama diferente de tonalidades como: amarillo canario, amarillo limón, amarillo pálido, etc. La siguiente tabla nos da una relación entre rango de longitudes de onda en que absorbe el compuesto, color absorbido y color observado o transmitido. Espectro visible Violeta Azul Verde-azul Azul-verde verde Verde-am -amarillo llo Amarillo Naranja
λ en nm
400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-575 575-590 590-625
El Ultravioleta del vacío se considera aquella región comprendida de los 100 a los 190 nm. Se le llama así debido a que el nitrógeno atmosférico
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absorbe este tipo de radiación, por lo que se debe efectuar el vacío para poder excluir las absorbancias de este gas de las absorbancias del compuesto en estudio. Las complicaciones técnicas asociadas al vacío necesario, además de la poca utilidad que se tiene en el Ultravioleta del vacío, han hecho que esta técnica prácticamente no tenga uso y de hecho no hay equipos disponibles comercialmente para aplicaciones de este tipo de espectroscopia. El espectro Visible y Ultraviolet Ultravioleta, a, por el contrario, tienen amplia aplicación y son técnicas que se emplean continuamente. continuamente. El rango visible se considera de los 380 a los 750 nm. El rango del Ultravioleta cercano o del Cuarzo es de 190 a 380 nm. La base de la espectroscopia Visible y Ultravioleta consiste en medir la intensidad del color (o de la radiación absorbida en UV) a una longitud de onda específica comparándola con otras soluciones de concentració concentración n conocida conocida (soluciones (soluciones estándar) que contengan contengan la misma especie absorbente. absorbente. Para tener esta relación relación se emplea emplea la Ley de Beer, que establece establece que para una misma especie absorbente absorbente en una celda de espesor constante, la absorbancia es directamente proporcional a la concentración. La coloración de la solución se debe a la especie absorbente y esta coloración puede ser natural o inducida. La coloración natural puede ser la base de la cuantificación de una especie, como por ejemplo: la clorofila en ciertas plantas, los complejos metálicos que se encuentran presentes en solución acuosa, como son los iones de Cobre (II), Manganeso (VII), Cobalto (III), etc. Más frecuentemente, se induce a la formación de un complejo colorido que absorba en el visible, y que sea específico para el elemento o compuesto que se desea cuantificar colorimétricamente. Ejemplo: la formación de un complejo colorido cuando el cloro libre reacciona con la ortotoluidina, o la cuantificación de glucos glucosa a en la sangre sangre y orina orina por la acción acción del molibd molibdato ato en determ determina inadas das condicion condiciones, es, o la intensificación del color del ion cobre, al formar un complejo amoniaco-cobre, el cual se forma cuando a una solución acuosa que contiene iones cobre se le agrega hidróxido de amonio. Para esto se requiere de un control de ciertas condiciones, que inhiben o favorecen la formación de compuestos coloridos:
° pH: El pH es un factor determinante en la formación de ciertos complejos o compuestos coloridos. Cuando el pH influye en la técnica analítica, se requiere de un control adecuado de este valor para lo cual se agrega alguna solución buffer, o estabilizador de pH. ° Temperatura: La temperatura es factor importante, sobre todo en reacciones en las cuales el factor cinético es la base del análisis. ° Tiempo: En ciertas reacciones, se requiere de un tiempo determinado para que se tenga una lectura estable de absorbancia de la solución producida. Es también factible que los complejos o compuestos formados sean lábiles, estos es que después de un cierto tiempo se descompongan a otros productos diferentes, por lo que el tiempo indicado al que debe hacerse la lectura debe establecerse con base a la experiencia y los resultados que se tengan. Las técnicas analíticas UV-Visible han recibido gran aceptación debido, entre otras a las siguientes razones: 1. Amplio campo de aplicación: Como ya se ha mencionado, las técnicas espectroscópicas UV-Vis., son ampliamente empleadas ya que son muchas las especies que son activas en el Visible, y muchas más las que con un tratamiento adecuado son capaces de formar especies coloridas. Lo mismo puede decirse de la espectroscopia UV. UV. 2. Selectividad adecuada: Aunque no es muy común si es posible tener interferencias en UV-Visible. Cuando esto ocurre, es posible emplear los métodos para análisis de multicomponentes. Otra alternativa es aislar el analito de la interferencia, o separa la interferencia misma. 3. Buena Exactitud y Precisión: En estas técnicas espectroscópicas es normal tener errores relativos del 1 al 3 %, por lo cual se puede considerar que se tendrán resultados analíticos con un mínimo de incertidumbre si se procede en la forma correcta. 4. Facilid Aunque existen existen instru instrumen mentos tos altame altamente nte sofisti sofisticad cados os acopla acoplados dos a Facilidad ad y Conven Convenien iencia cia: Aunque computadoras y con sistemas ópticos y electrónicos de alta precisión, es posible obtener resultados muy aceptables para análisis de rutina, con instrumentos o espectrofotómetros de los más sencillos en el mercado, a un costo muy accesible. En 1852, 1852, August August Beer Beer estudi estudió ó la influe influenci ncia a de la concen concentra tració ción n de solucio soluciones nes colori coloridas das sobre sobre la transmisión de luz. La conclusión a la que llegó fue que el valor de a' para una determinada sustancia es proporcional a su concentración, es decir: Donde, c es la concentr concentraci ación ón y
´
la absorti absortivid vidad ad (consta (constante nte indepe independi ndient ente e de la concent concentrac ración) ión)..
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La ley de Beer es análoga a la ley de Bouguer - Lambert. Mientras que Bouguer y Lambert estudiaron la variación en la absorción de un haz de luz, en función de la variación de la espesura de la camada absorb absorbent ente, e, Beer Beer hizo hizo el mismo mismo estudi estudio o en lo que se refier refiere e a la concen concentra tración ción de la soluci solución, ón, manteniendo la espesura constante. En ambos casos, el resultado es el mismo pues, ya que al variar la concentración, o variar la espesura de la solución a ser atravesada por la luz, esencialmente aumentamos o disminuimos el número de partículas que interaccionan con la radiación. Para realizarse un análisis espectrofotométrico es también necesario conocer el espectro de absorción de la muestra que se quiere determinar. Esto es hecho para definirse cual es la longitud de onda de la radiación incidente, que causará la absorción máxima de la especie a ser determinada y así obtener la mejor sensibilidad en su cuantificación. El espectro de absorción es obtenido variando la longitud de onda de la radiación que incide sobre la muestra y mediéndose la cantidad de radiación absorbida en un espectrofotómetro. Una otra característica particular de la ley de Beer es la sumatoria de las absorbancias. En muchos casos, es posible posible determ determina inarr simult simultáne áneame amente nte dos o más especi especies es difere diferente ntess presen presentes tes en una muestr muestra, a, utilizándose esta misma ley. Teóricamente, esto puede ser realizado desde que no ocurra ninguna interacción entre las especies y que el espectro de absorción observado por la mezcla sea la suma de los espectros individuales que serian obtenidos en el caso de que sólo una de las especies estuviese presente en la solución y bajo las mismas condiciones experimentales. En la práctica, estas condiciones ideales no ocurren, pero sin embargo es posible la determinación de especies químicas en una mezcla. En este caso, para cada longitud de onda, la absorbancia total debida a las especies presentes en la solución puede ser expresada como la suma de las absorbancias de cada una de ellas, Para el caso particular de dos sustancias,
Donde Aλ1 e Aλ2 son los valores de absorbancia medidas a dos longitudes de onda diferentes, λ1 e λ2, y los índices 1 y 2 representan las dos sustancias diferentes.
MATERIAL: 2 Matraz aforado 10ml 1 embudo
1 Pizeta 2 Celdas/espectrofotómetro
2 vidrios de reloj 1espátula
2 vasos de precipitados 50ml EQUIPO: Balanza analítica
Espectrofotómetro
SUSTANCIAS SUSTANCIAS (Propiedades de las sustancias) PERMANGANATO DE POTASIO
La sustancia sustancia forma mezclas explosivas explosivas con muchos muchos compuestos compuestos como acido sulfúrico, sulfúrico, amoniaco amoniaco y acético. Cuando se calienta desprende oxigeno lo que incrementa peligro de fuego, la sustancia es un oxidante fuerte y reacciona violentamente con materiales combustibles causando fuego y peligro de explos explosión ión.. Puede Puede descom descompon poners erse e violen violentam tament ente e en presen presencia cia de álcali álcaliss o ácidos ácidos concen concentra trados dos liberándose oxigeno. •
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Propiedades físicas
Punto de fisión °C Densidad relativa (agua=1) Solu Solubi bililida dad d en agua agua g/10 g/100m 0mll a 20°C Masa mo molecular re relativa (g (g/mol)
2.40 2.70 6.4 158.03
Propiedades químicas
Reacciona de manera explosiva con muchas sustancias como: ácido y anhídrido acético sin control de la temperatura; polvo de aluminio; nitrato de amonio; nitrato de glicerol y nitrocelulosa; dimetilformamida;
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formaldehído; ácido clorhídrico; arsénico (polvo fino); fósforo (polvo fino); azúcares reductores; cloruro de potasio y ácido sulfúrico; residuos de lana y en caliente con polvo de titanio o azufre. El permanganato de potasio sólido se prende en presencia de los siguientes compuestos: dimetilsulfóxido, glicerol, compuestos nitro, aldehídos en general, acetilacetona, ácido láctico, trietanolamina, manitol, eritrol, etilen glicol, ésteres de etilenglicol, 1,2-propanodiol, 3-cloropropano-1,2-diol, hidroxilamina, ácido oxálico oxálico en polvo, polvo, polipr polipropi opileno leno y dicloro diclorosila silano. no. Lo mismo mismo ocurre ocurre con alcoho alcoholes les (metan (metanol, ol, etanol etanol,, isopropanol, pentanol o isopentanol) en presencia de ácido nítrico y disolución al 20 % de permanganato de potasio. Por otro lado, se ha informado de reacciones exotérmicas violentas de este compuesto con ácido fluorhídrico y con peróxido de hidrógeno. Con mezclas etanol y ácido sulfúrico y durante la oxidación de ter-alquilaminas en acetona y agua, las reacciones son violentas. Con carburo de aluminio y con carbón se presenta incandescencia. Trazas de este producto en nitrato de amonio, perclorato de amonio amonio o diclor diclorosi osilan lano, o, aument aumentan an la sensibi sensibilid lidad ad de estos estos produc productos tos al calor calor y la fricci fricción. ón. Puede Puede descomponerse violentamente en presencia de álcalis o ácidos concentrados liberándose oxígeno. En general, es incompatible con agentes reductores fuertes (sales de fierro (II)y mercurio (I), hipofosfitos, arsenitos), metales finamente divididos, peróxidos, aluminio, plomo, cobre y aleaciones de este último. •
Toxicidad
Categoría de peligro: Nocivo, peligroso para el ambiente Veneno Clase CH: 3 – veneno fuerte Símbolo de peligro
O, Xn, N Dosis letal: 50 oral ratas 1090 mg/Kg (etanol) Por contacto con piel: Quemaduras. Sobre ojos: Quemaduras. Riesgo de turbidez en la córnea. Por inhalación: Puede producir edemas en el tracto respiratorio. Por ingestión: Náuseas y vómito. Existe riesgo de perforación intestinal y de esófago
DICROMATO DE POTASIO
El dicromato de potasio (K2Cr 2O7) es la sal del hipotético ácido dicrómico (este ácido en sustancia no es estable) H2Cr 2O7. Se trata de una sustancia de color intenso anaranjado. Es un oxidante fuerte. En contacto con sustancias orgánicas puede provocar incendios. •
Propiedades físicas ∼ Punto de Ebullición: Se descompone a 500 oC ∼ Punto de fusión: 398 oC ∼ Densidad (a 25 oC respecto al agua a 4 oC): 2.676 ∼ Calor de fusión: 29.8 cal/g ∼ Calor de disolución: -62.5 cal/g
∼Solubilidad: soluble en agua: una disolución saturada a 0 oC, contiene 4.3 %; a 20 oC, 11.7 %; a 40 oC, 20.9 %; a 60 oC, 31.3 %; a 80 oC, 42 % y a 100 oC, 50.2 %. ∼ Una disolución acuosa al 1% tiene un pH de 4.04 y una al 10 % de 3.57.
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Propiedades químicas
El dicrom dicromato ato de potasi potasio o reaccio reacciona na violen violentam tament ente e con ácido ácido sulfúr sulfúrico ico y aceton acetona a o hidrac hidracida ida.. Con hidroxilamina, reacciona explosivamente y con etilenglicol a 100 ºC, la reacción es exotérmica. Las mezclas de este compuesto con hierro metálico, tungsteno metálico y boro son pirotécnicas. En general, es incompatible con agentes reductores, materiales orgánicos y con materiales combustibles que se encuentren como partículas pequeñas, pues puede haber ignición. •
Toxicidad
El dicromato de potasio es tóxico. En contacto con la piel se produce sensibilización y se pueden provocar alergias. Al igual que los cromatos los dicromatos son cancerígenos. En el cuerpo son confundidos por los canales iónicos con el sulfato y pueden llegar así hasta el núcleo de la célula. Allí son reducidos por la materia orgánica presente y el cromo (III) formado ataca a la molécula de la ADN. Residuos que contienen dicromato de potasio se pueden tratar con sulfato de hierro (II) (FeSO 4). Este reduce el cromo (VI) a cromo (III) que precipita en forma del hidróxido o del óxido INDICADORES ACIDO BASE
Un indicador es un compuesto orgánico en propiedades de ácido débil o base débil, cuyo ión y la molécula correspondiente presentan coloraciones diferentes. El pH medio, al actuar sobre el equilibrio de estas dos formas hacen que los mismos capten o liberen iones OH- o H+, variando la coloración del medio; el cambio de color del color del indicador se denomina viraje. Una serie de pigmentos naturales presentan un color en disoluciones ácidas y otro color en disoluciones básica básicas, s, por ejemplo ejemplo el pigmen pigmento to tornas tornasol ol tiene tiene color color rojo rojo en disolu disolucio ciones nes ácidas ácidas y color color azul en disoluciones básicas.
PROCEDIMIENTO Preparación de la solución de permanganato de potasio: Realizar los cálculos para preparar una
solución 10-4M. Preparar 25ml de solución. Preparación de la solución de dicromato de potasio: Realizar los cálculos para preparar una solución 10-4M. Preparar 10ml de solución. Obtención del espectro de absorción: Elija una de las soluciones anteriores y obtenga el espectro de absorción dentro del rango de longitud de onda de 250 a 800nm realizando las lecturas en incrementos de 50nm. Repita con la otra solución. Graficar y encontrar el máximo de absorción.
RESULTADOS: Cálculos:
K 2 Cr 2 O7 = (0.0001mol / L )(0.025 L ) = ( 2.5 × 10 −6 mol )(247.9866 g / mol ) = 6.199665 × 10 −4 g KMnO4 = (2.5 × 10 −6 mol )(158.0377 g / mol ) = 3.9509425 × 10 − 4 g = 0.0004 g Como es muy pequeña la concentración se prepara a 0.01M y se diluye hasta obtener una concentración de 0.0001M 0.01
mol 0.001 L 0.001 L mol × × = 0.0001 L 0.01 L 0.01 L L
Por lo tanto: K2Cr 2O7 = 0.0620g KMnO4 = 0.0395g Tabla de longitud de onda y absorbacias
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K2Cr 2O7
λ (nm)
340 390 440 490 540 590 640 690 740 790 840 890
KMnO4
A A λ (nm) 2.500 390 2.500 1.613 440 1.593 1.241 490 1.061 1.061 540 0.692 0.895 590 1.457 1.509 640 1.269 1.304 690 1.234 1.259 740 1.253 1.272 790 1.288 1.3301 840 1.240 1.304 890 1.256 1.272 940 1.245 GRAFICA del K2Cr2O7 K2Cr2O7
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( a 1.5 i c n a 1 b r o s b 0.5 A 0 0 4 3
0 9 3
0 4 4
0 9 4
0 4 5
0 9 5
0 4 6
0 9 6
0 4 7
0 9 7
0 4 8
Longitud de onda Linea de absorción
GRAFICA del KMnO4 2
( a 1.5 i c n a 1 b r o s b 0.5 A 0
0 9 3
0 9 4
0 9 5
0 9 6
0 9 7
0 9 8
Longitud de onda Linea de absorción
DISCUSIÓN DE RESULTADOS: Se realizó la medición de la absorbancia en el espectrofotómetro de absorción de luz uv-visible de
las muestras de concentración 0.0001M de KMnO4 y K 2Cr 2O7. se tomaron 12 mediciones de cada compuesto y se graficaron sin tomar en cuenta el primer valor, y se observó que para el K2Cr 2O7 el valor más alto fue de 1.613A a 390nm mostrando su espectro en la región violeta, mismo color del compuesto que era morado. Y su punto más bajo a 0.895A en na longitud de 540nm.
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Para el K 2Cr 2O7 su región más alta sin tomar en cuenta las primeras 2 mediciones fue de 1.457A a
590nm, mostrando su espectro en la región UV-visible amarillo, mismo color que el compuesto mostraba (amarillo claro) y con su punto más bajo en 0.692A a 540nm. Esto se puede observar en las tablas graficadas anteriormente donde se pueden apreciar estos datos.
CUESTIONARIO 1.-¿Qué es el espectro de absorción? es la medida de la cantidad de luz absorbida por un compuesto en función función de la longitud longitud de onda de la luz. Se representa representa por un gráfico de absorbanci absorbancia a en función función de la longitud de onda o de la frecuencia. La absorbancia también puede representarse en función del número de onda o de la frecuencia. 2.-¿Qué puntos importantes se pueden identificar en un espectro de absorción? El punto mas altos y el punto mas bajo. 3.-¿Qué es un grupo cromóforo? Son los grupos funcionales orgánicos insaturados sueles absorber en la región UV y visible. Un cromóforo es, en sentido estricto el grupo funcional de una molécula que le imparte su color. El termino viene del griego cromo o chromus, que significa color y phorus, que significa el que lleva o acerca. 4.-¿Qué es un grupo auxócromo? Es un grupo funcional que no absorbe por si solo en la región del ultravioleta pero tiene en efecto de desplazar los pi cos de los cromóforos hacia longitudes de onda largas, además de aumentar su intensidad. 5.- Explique el comportamiento de los dos grupos que trabajo : Para cada sustancia se logró observar la región de luz UV-visible con la que trabaja que se logró ver tanto técnicamente (o prácticamente) como teóricamente ya que de acuerdo al color de la muestra y de su longitud de absorbancia presentaban su espectro en el color que teóricamente esta señalado, ya que el permanganato se encuentra en la región violeta, misma que mostró su espectro y color y el dicromato en amarillo, en el límite para pasar al naranja, mismo que mostró su espectro. 6.- Localice en los espectros obtenidos los puntos mencionados en la pregunta dos. K 2 C 2Cr r 2 2O 7= El punto mas alto se dio en una longitud de onda= 390, contra 1.613 A y el punto mas bajo se dio en una longitud de onda =540 contra 0.895A KMnO4= El punto mas alto se dio en una longitud de onda= 590, contra 1.457 A y el punto mas bajo se dio en una longitud de onda =540 contra 0.692A
CONCLUSIONES Por Por medio medio de esta esta prác práctitica ca se logr logró ó fami famililiar ariza izars rse e y apre aprend nder er el uso uso corr correc ecto to y mane manejo jo del del espectrofotómetro de absorción UV-visible por medio de sustancias que presentan color y que por medio de la espectrofot espectrofotometr ometría ía se puede observar observar su región de absorbancia en determinada determinada longitud longitud de onda que nosotros podemos manejar de acuerdo a nuestras necesidades, así como lograr determinar en que región se encuentra determinado compuesto si es que este es desconocido, ayudándonos también al graficarlo para facilitar la determinación del mismo. En esta práctica aprendimos a utilizar el espectrofotómetro que nos sirvió para medir, en función de la longitud de onda, la relación entre valores de una misma magnitud fotométrica relativos a dos haces de radiaciones. También se puede utilizar para la cuantificación de sustancias, que fue lo que nosotros realizamos con espectrofotómetro de absorbancia básicamente obtuvimos mejorar la resolución de los espectros obtener mayor sensibilidad. Estuvo interesante la práctica por que fue la primera vez que pudimos utilizar el espectrofotómetro de absorbancia y así poderlo ocupar con mucho más facilidad. Se pudo realizar exitosamente el experimento ya que al colocar muestra nuestra muestra se obtuvo la medida de la cantidad de luz de absorción del compuesto, para la obtención de su longitud de onda.
BIBLIOGRAFÍA
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