UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Facultad de Ingeniería Química ANALISIS INSTRUME INSTRUMENTAL NTAL Informe N°2 N°2
“COMPROBACIÓN DE LA LEY DE BEEN BAMBERT” Alumna: •
Supo Osorio, Diana Milagros
Grupo Horario: 92G Semestre: 2018-A Fecha de realización: 12/04/18 Fecha de entrega: 19/04/18
2018
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I.- FUNDAMENTO TEÓRICO En la Figura pueden verse las regiones del espectro electromagnético, en función de los valores de la longitud de onda (λ) de cada radiación:
En esta figura puede también observarse como la luz visible para el ojo humano constituye únicamente una pequeña parte del espectro electromagnético. Dado que los primeros métodos espectroscópicos desarrollados corresponden a la región del visible recibieron la denominación de métodos ópticos, la cual se utiliza todavía con frecuencia. A continuación, se ofrece una breve información sobre la ley de Lambert-Beer y la espectrofotometría de absorción en la región visible del espectro. Si se considera que se dispone de una fuente de radiación que hace llegar a la muestra un haz de radiación, de longitud de onda previamente seleccionada, cuya potencia es P 0, la muestra de espesor b absorbe una parte de esa radiación incidente, de forma que la potencia del haz disminuye después de atravesar la muestra siendo su nueva potencia P. El cociente entre la potencia de la radiación que sale de la muestra y la de la que incidió sobre ella, se define como transmitancia:
= La transmitancia también puede expresarse en tanto por ciento, multiplicando el cociente anterior por 100. Es más frecuente utilizar el concepto de absorbancia, o densidad óptica, que se define como el logaritmo de la transmitancia cambiado de signo:
= log () = log De acuerdo con estas expresiones, si la muestra no absorbe radiación, P y P 0 coinciden, por lo tanto, A=0, y se transmite toda la radiación T=1 (100% de transmitancia). Si, en UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO – FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
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otro caso, se transmite solo un 1% de radiación (T=0.01), P=P 0/100, la absorción que ha tenido lugar correspondiente a A=2. Al incidir radiación electromagnética visible sobre la materia puede ser totalmente absorbida o totalmente reflejada. En el primer caso el objeto aparecerá de color negro y en el segundo de color blanco. Puesto que nosotros percibimos los objetos por medio de la luz reflejada, si hacemos incidir un haz de luz blanca (que contiene todas las longitudes de onda) sobre un objeto, éste absorberá ciertas longitudes de onda y reflejará otras, siendo éstas últimas las responsables del color. Se dice que este color (observado) es complementario del que se percibiría si la luz absorbida se pudiera detectar. Dado que en la parte experimental de esta práctica las medidas van a realizarse con espectrofotometría visible, es conveniente conocer para qué longitud de onda tiene cada color su máxima absorción, lo que se muestra en la tabla siguiente:
Para medir los valores de absorbancia y transmitancia de una disolución se utilizan espectrofotómetros UV-Vis, que, como puede verse en la figura, se componen de cinco elementos principales:
La ley de Lambert y Beer expresa que la absorbancia de una solución es directamente proporcional al campo recorrido por la radiación electromagnética y a la concentración de la solución. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO – FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
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A= abc A: absorbancia a: absortividad específica de cada soluto b: distancia recorrida por el haz de luz en cm c: concentración de la solución Requerimientos para poder aplicar la Ley: ▪ ▪ ▪ ▪
La medición del % de T es realizada con luz monocromática. La medición del % de T es realizada a una región de absorción del componente a estudiar. La referencia es elegida de tal manera que C=0 cuando T=100% o A=0%. La naturaleza de la solución debe ser tal que su transmisión responda a variaciones de C.
A=C. .L donde: A = Absorbancia de la muestra C = Concentración del cromóforo L = Longitud del paso óptico que contiene la muestra = Absortividad molar. Depende del cromóforo en sí mismo, de la y de las condiciones de medida (pH, T...). Ya que la absorbancia es adimensional las unidades son concentración-1 longitud -1.
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II.- DATOS EXPERIMENTALES 2.1. Materiales utilizados •
6 matraces de 25ml
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Bureta de 50ml
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Soporte para bureta
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Piseta
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1 vaso precipitado de 25ml
2.2. Equipos utilizados •
Celdas portamuestra de 1cm
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Espectrofotómetro Perkin Elmer Lambda 3B doble haz
2.3. Reactivos utilizados • •
Solución de Manganeso al 66 mg/L Diluciones de Mn de 1/5,2/5,3/5,4/5 de la concentración del Patron a volumen de 10 ml en 4 tubos, completar con agua.
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III.- DATOS EXPERIMENTALES a) Preparamos una solución de 66 mg/L de Mn a partir de KMnO 4
1 ∗ 158,04 ∗ 1 = , ₄ 66 ∗ 100 ∗ 1000 55 1000 b) Preparamos diluciones de concentración 1/5, 2/5, 3/5, 4/5, de la muestra patrón en 25 ml. •
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•
•
₁ = 1/5 = 0.2∗ 66 = 13,2 / = . ∙ −/ ₂ = 2/5 = 0,4∗ 66 = 26,4 / = . ∙ −/ ₃ = 3/5 = 0.6∗ 66 = 39.6 / = . ∙ −/ ₄ = 4/5 = 0.8∗ 66 = 52.8 / = . ∙ −/
c) Hallamos que volumen necesitaremos de la muestra patrón, para preparar las diluciones.
➢
➢
➢
➢
₁ ∗ 66 = 25 ∗ 13.2 ₁ = ₂ ∗ 66 = 25 ∗ 26.4 ₂ = ₃ ∗ 66 = 25 ∗ 39.6 ₃ = ₄ ∗ 66 = 25 ∗ 52.8 ₄ =
₁ ∗ ₁
=
₂ ∗ ₂
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d) Datos de Absorbancia para cada volumen:
V (ml)
Absorbancia (A)
5 10 15 20
0.570 1.136 1.696 2.236
e) Dadas 3 muestras desconocidas a concentraciones desconocidas, medimos su absorbancia:
Muestra
Absorbancia (A)
P Q R
0.970 1.459 2.010
Nota: La longitud óptima para el manganeso es de 525nm
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IV.- PROCESAMIENTO DE DATOS a) Mediante una gráfica observaremos el comportamiento de la concentración frente a la absorbancia.
Concentración (mol/L)
2.4∙10−− 4.8∙10− 7.2∙10− 9.6∙10
Absorbancia (A) 0.570 1.136 1.696 2.236
De la gráfica obtenemos la pendiente, que viene a ser la absorbancia molar (ɛ)
ɛ = . ∗ Mediante un ajuste de recta, hallamos la ecuación de la recta, y esto nos servirá para determinar la concentración de la muestras P, Q, R.
= . ∗ + . La absorbancia de las muestras:
Muestra
Absorbancia (A)
P
0.970
Q R
1.459 2.010
Reemplazamos cada Absorbancia en la ecuación de la recta obtenida.
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▪
Muestra P:
0.970 = 2315.8∗ + 0.02
= . ∙ − / ▪
Muestra Q:
1.459 = 2315.8∗ + 0.02
= . ∙ − / ▪
Muestra R:
2.010 = 2315.8∗ + 0.02
= . ∙ − / V.- RESULTADOS EXPERIMENTALES ✓ Absorbancia molar
ɛ = . ∗
= . ∙ − / Concentración de Q, = . ∙ − / Concentración de R, = . ∙ − /
✓ Concentración de P, ✓ ✓
VI.- CONCLUSIONES ➢ Observamos que la absorbancia varia directamente proporcional a la trasmitancia ,
es decir cuando la absorbancia aumenta, la trasmitancia aumenta.
VII. BIBLIOGRAFÍA ✓ Hernández, L, 2002, Introducción al análisis instrumental , Madrid, España. ✓
https://qcabiologica.files.wordpress.com/2009/11/tp1espectrofotometrc3ada.pdf
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https://es.slideshare.net/asaor/analisisinstrumental-presentation
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VIII.- CUESTIONARIO 1.- ¿Cuál será los gramos necesarios para preparar la solución parón de Manganeso?
∗ 158,04 = . ₄ 66 ∗0.25 ∗ 1 1000 55 2.- Determinar las concentraciones de las diluciones en 10 ml. •
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₁ = 1/5 = 0.2∗ 66 = 13,2 / = . ∙ −/ ₂ = 2/5 = 0,4∗ 66 = 26,4 / = . ∙ −/ ₃ = 3/5 = 0.6∗ 66 = 39.6 / = . ∙ −/ ₄ = 4/5 = 0.8∗ 66 = 52.8 / = . ∙ −/
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