9. Calcular la longitud de onda para una estación de radio que transmite a 92.1 (1MHz = 106 Hz) 10. Una solución de una especie absorbente presenta el siguiente espectro de absorción molecular. De las
λ señaladas en el espectro indique cuál seleccionaría para la cuantificación espectrofotométrica de la misma y cuales no utilizaría. Justifique ordenando los puntos señalados en orden creciente, según la sensibilidad. 1
A
2
3
360 380 420
4
450
5
500
540
600
nm
Longitud de onda 11. Indique los pasos a seguir para determinar experimentalmente la concentración de una mezcla de dos sustancias absorbentes. 12. ¿Cuál será el efecto sobre la concentración aparente (indique si aumenta, disminuye o no se modifica) si: a. Se detecta una huella digital sobre la celda mientras se lee la Absorbancia del estandar, y se limpia antes de tomar las lecturas para las muestras en la misma celda. b. No se ajusta el cero del instrumento con disolvente antes de tomar las mediciones de absorbancia para el estandar (A= 0.751) y para una muestra a la misma concentración? 13. Indique como procedería experimentalmente para determinar el Límite de detección, Límite de cuantificación y el rango de trabajo en una determinación espectrofotométrica 14. En la determinación de P, el alumno calcula erróneamente el volumen de muestra a utilizar en la reacción colorimétrica y obtiene una absorbancia superior a la del patrón de mayor concentración. ¿Cómo subsanaría su error? 15. Se realiza una determinación de Gomori según la técnica del TP. Las absorbancias obtenidas son las siguientes:
Estandar
Concentración
Absorbancia
(ppm) 0
0.006
0.800
0.099
1.200
0.143
1.600
0.189
2.000
0.240
Muestras
Masa (g) Dulce de leche 1
Dulce de leche 2
2.306
0.2280
1.8932
0.1853
1.4192
0.1672
1.3883
0.1336
Calcule la concentración de P en las muestras de dulce de leche si luego de la mineralización las cenizas se solubilizaron y se colocaron en matraces de 10.00 mL. Luego se realizó una dilución 1 en 25 y se tomaron 5.00 mL para la reacción de color que se desarrolló en matraces de 50.00 Ml 3.11. Problemas. Problema Nro. 63. Se mide la transmitancia de la solución resultante del siguiente tratamiento. Se disuelve
la muestra que contiene el compuesto X, se desarrolla un complejo coloreado y se diluye a
250 ml.
Porciones de 1 g de 4 patrones y una muestra dan los siguientes resultados: 1
2
3
4
M
%T
64.5
47.4
37.6
25.0
30.2
%X
0.200
0.400
0.600
1.00
?
a) Construya una curva de trabajo y hallar el % X en la muestra desconocida. b) Usando sólo el dato del patrón 4 y el de la incógnita, calcule el % X de la muestra, suponiendo que se cumple la Ley de Beer. c) Idem b) pero usando el patrón 3. d) Explique los resultados obtenidos en base de un análisis de la curva de calibración. 2. 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. a) Calcule el % T para una solución de doble concentración en la misma celda. b) ¿Cuál debe ser la longitud de la celda para obtener la misma transmitancia (80%) en el caso de una solución cuya concentración es dos veces la original? c) Si la concentración original era 0,005% (p/v), ¿cuál es el valor de la absortividad a? Rta.: a) 64% T b) 0.5 cm c) a = 1.938 L / g.cm 3. El calciferol (vitamina D2) medido a 264 nm en alcohol como solvente, cumple la ley de Beer sobre un rango amplio de concentraciones con una absortividad molar de 18200. a) Si el peso molecular es 396, ¿cuál es el valor de a? b) ¿Qué rango de concentraciones, expresado en %, puede ser usado para el análisis si se desea mantener la absorbancia dentro de los límites 0,4-0,9?. Suponga b = 1cm Rta.: a) a = 45.96 L / g.cm b) 8.7 10-4 a 1.96 10-3 g%
4. En etanol, la acetona a 366 nm tiene una absortividad molar de 2,75x10-3 L/cmmol. ¿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? Rta: 2.91 10-4 M a 1.33 10-5M 5. El sistema Fe (II)-o-fenantrolina obedece a la Ley de Beer en el ámbito de 0 a 8 ppm de Fe(II). Una solución que contiene 0,100 ppm de Fe (II) y un exceso de o-fenantrolina da una absorbancia de 0,200 en una celda de 1,00 cm. Una solución desconocida da una absorbancia de 0,470 en las mismas condiciones. a) Calcule la concentración de Fe(II) en ppm y mol/l. b) Calcule la absortividad del complejo. Rta.: a) 0.235ppm y 4.2 10-6M b) 1.17 105 L / M.cm 6. Una alícuota de una sustancia S coloreada se diluye con un volumen igual de agua y se mide su absorbancia, siendo ésta de 0.325. Otra alícuota se diluye con un volumen igual de una solución patrón que contiene 3.00x10 –4M de S y la absorbancia es de 0.657. Calcule la Concentración de S en la solución original. Rta.: 2.94 10-4M 7. La absortividad molar de una sustancia X es de 3500 a una longitud de onda determinada. Una solución que contiene una concentración desconocida de X y otra sustancia Y que también absorbe, tiene una transmitancia de 37.0 % a la longitud de onda determinada en una celda de 1.00cm. Una solución patrón de 2.00 x10-4M en X y la misma concentración en Y que la muestra, tiene una transmitancia de 18.5 %. ¿Cuál es la concentración de X en la muestra? Rta.: 1.14 10-4M 8. Una solución de una muestra que contiene MnO4- y Cr 2O7= da una absorbancia de 0.688 a 500 nm en cierta celda. Luego de decolorar el MnO4- con KNO2, la absorbancia bajó a 0.306. Una solución patrón de MnO4- (10.0 g/ ml de MnO4-) tiene una A: 0.310, mientras que una solución patrón de Cr 2O7=(200 g de Cr / ml) tiene una A: 0.492. Calcule las concentraciones de Mn y Cr en la muestra. Rta.: 124.4 g Cr / mL y 5.8 g Mn / mL 9. 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
Calcular la concentración molar de Ni y Co en cada una de las siguientes disoluciones basándose en los datos siguientes: Absorbancia , A (cubetas de 1 cm) 365 nm
700nm
solución I
0.598
0.039
solución II
0.902
0.072
Rta.: Solución I. Co 8.9 10 -5 M y Ni 8.8 10-5M Solución II.Co 1.7 10 -4 M y Ni 9.8 10-5M 10. Porciones de un milimol de un ácido débil AH y su sal NaA se disuelven en volúmenes de un litro de diversos buffers. Las absorbancias de las soluciones resultantes a 650 nm y en una celda de 2.00 cm son: absorbancia
0.950
0.950
0.677
0.000
0.000
pH
12.00
10.00
7.00
2.00
1.00
Calcule las absortividades molares de HA y A- y la constante de disociación del ácido HA. Rta.: Kd 2.48 10-7 11. Se ha demostrado que la cafeína (pf: 212.1) tiene una A: 0.510 para la concentra ción de 1 mg/ 100 ml a 272 nm. Una mezcla de 2.5 g de una muestra de café soluble se mezcló con agua hasta un volumen de 500 ml y se transfirió una alícuota de 25,00 ml a un matraz que contenía 25 ml de H 2SO4 0.1 N. Esto fue sometido a un tratamiento de clarificación y se aforó a 500 ml. Una parte de esta solución tratada mostró una absorbancia de 0.415 a 272 nm. a. Calcular la absortividad molar. b. Calcular el número de gramos de cafeína por gramo de café. Dato: b: 1.00cm Rta.: 3.25 10-2 g de cafeína por g de café 12. Se disuelven separadamente con HNO3 una muestra de 1.0 g de acero que contiene 0.41 % de Mn y otra muestra de una acero análogo que pesa 1.1 g y cuyo % en Mn se desconoce. Se oxida el Mn de ambas muestras a MnO4- con IO4-, se diluyen ambas al mismo volumen y se comparan en un colorímetro de espesor variable. Se comprueba que las intensidades de color se igualan cuando el espesor de la solución patrón es un 10% menor que el de la otra solución. Calcular el porcentaje de Mn en la muestra problema. Rta.: 0.369 g% de Mn 13. El quelato CuA 22- presenta un máximo de absorción a 480 nm. Cuando el reactivo complejante está presente en un exceso de al menos 10 veces, la absorbancia depende sólo de la concentración analítica del Cu (II) y cumple la ley de Beer en un largo intervalo. Una solución en la que la concentración analítica de Cu(II) es de 2.30 10 -4 M y que cuando A 2- es 8.60 10-3 M tiene una absorbancia de 0.690 cuando se mide en una cubeta de 1 cm a 480 nm. Una solución en la que la concentración analítica de Cu(II) es 2.30 10-4 M y la de A2- es 5.00 10-4 M tiene una absorbancia de 0.540 cuando se mide en las mismas condiciones. Utilizando esta información calcular la constante de formación de la reacción: Cu2+ + 2 A2- CuA22Rta.: Kf 1.8 108
Elaboración de Prácticas de laboratorio.
Se procede a titular con HCl valorado, hasta que el color rosa vira a incoloro; con esto, se titula la mitad del CO32 –. Seguidamente se agregan unas gotas de indicador de azul bromofenol, apareciendo una coloración azul y se continúa titulando con HCl hasta la aparición de una coloración verde. Con esto, se titulan los bicarbonatos (HCO3 –) y la mitad restante de los carbonatos (CO32 –). Si las muestras tienen un pH menor que 8.3 la titulación se lleva a cabo en una sola etapa. Se agregan unas gotas de indicador de azul de bromofenol, apareciendo una coloración azul y se procede a titular con solución de HCl hasta la aparición de un color verde; con eso se titulan los HCO3 –.
Fuente: www.uclm.es/profesorado/jmlemus/T-07.ppt Reactivos Agua destilada Debe cumplir la especificación ASTM D 1193 tipo I, además, deberá estar libre de CO2 y tener un pH a 25°C entre 6.2 y 7.2 Fenolftaleína (0.25%) Disolver 0.25 g de fenolftaleína en 100 mL de etanol al 50% Azul de bromofenol (0.04%) Disolver 0.04 g de azul de bromofenol en 15 mL NaOH 0.01N y aforar a 100 mL con agua destilada. Solución de HCl 0.01N. Diluir 0.83 mL de HCl al 37 % en agua destilada y aforar a 1000 mL con agua destilada. Solución de Na2C03 0.01 N. Na2CO3 secado a 110°C durante dos horas. Disolver 0.530 g de Na2CO3 en agua destilada y aforar a 1000 mL Valoración de la solución de HCl. Colocar 15.0 mL de la solución de Na2CO3 0.01N en un matraz erlenmeyer de 125 mL y agregar 3 gotas de azul de bromofenol. La muestra adquiere un color azul. Titular con solución de HCl hasta que aparezca un color verde. Calcular la normalidad: Na 2CO3 V1 x N1
=
HCl
V2 x N2
Donde V1 es el volumen de la solución de Na2CO3 N1 es la normalidad de la solución de Na2CO3 V2 es el volumen de la solución de HCl gastado en la titulación N2 es la normalidad de la solución de HCl Procedimiento. Colocar 5 mL de muestra de agua en un matraz erlenmeyer de 125 mL. Agregar 3 gotas de indicador fenolftaleína al 0.25%. Si aparece un color rosa, titular con HCl 0.01N hasta un vire incoloro, si no aparece el color rosa, indicar que la concentración de carbonatos es igual a cero. Calcular CO32 –
Agregar 3 gotas de azul de bromofenol 0.04% al mismo matraz apareciendo un color azul. Continuar titulando con HCl 0.01N hasta la aparición de un color verde Calcular HCO3 –: Cálculos meq/L de
CO32−
2V x N x 1000 = -----------------------mL de muestra
Donde V son los mL de HCl gastados N es la normalidad del HCl usado
meq/L de
HCO3−
(T - 2V) x N x 1000 = --------------------------mL. de muestra
Donde T son los mL de HCl gastado en las 2 titulaciones V son los mL gastados en la primera titulación N es la normalidad del HCl DETERMINACION DE CIANUROS. El método más utilizado es el fotométrico aunque también puede determinarse por potenciométria. El método fotométrico se basa en la formación de cloruro de cianógeno, reacción con piridina para dar dialdehído glutacónico y posterior condensación con ácido 1,3-dimetilbarbitúrico para formar un colorante violeta de polimetino con un máximo de absorción a 585 nm. Los metales tóxicos en agua son: As, Cd, Hg, Pb y Cr DETERMINACION DE ARSENICO METODO FOTOMETRICO. Método con dietilditiocarbamato de plata: Los compuestos inorgánicos de As,
se reducen con H2 en medio ácido a AsH 3 , que con dietilditiocarbamato de Ag da un complejo de color rojo. El método permite detectar 0.03 ppm de As. DETERMINACION DE CADMIO, MERCURIO Y PLOMO METODO EXTRACTOFOTOMETRICO. Método con ditizona : Cd , Hg y Pb forman complejos rojos con ditizona (518 nm, el de Cd y 510 nm los de Pb y Hg ) que se extraen en cloroformo. Es necesario eliminar las interferencias cada uno de ellos en la determinación del otro. Los métodos difieren en lo que se refiere a los reactivos empleados en la eliminación de las interferencias. DETERMINACION DE CROMO. El Cr se encuentra disuelto en agua como Cr 3+ y como Cr 6+ (muy tóxico).
METODO FOTOMETRICO. Método fotométrico con difenilcarbacida : Se basa en la reacción en medio fuertemente ácido de Cr 6+ con difenilcarbacida para dar un complejo de color rojo violeta (540 nm). El Cr total se determina transformando previamente el Cr 3+ en Cr 6+, con permanganato. BIBLIOGRAFIA
1. CLIFTON E.Meloan. Problemas y experimentos en Análisis Instrumental, México: REVERTE 1973. Cap. 1,14, y 15. 2. HEIN, Morris. Química, Mexico: IBEROAMERICA, 1992, p. 341 -344. 3. JOSEPH, N.P. Análisis Óptico. Mexico: ANUI; 1975, p 15 -80.
