Fecha de entrega: Marzo 21 de 2017 Colorimetría (1)
María Alejandra Roncancio Velasco y
(1)
Valentina Escobar Muñoz
1) Estudiante Estudiante progra programa ma curricular curricular Química Química - Universidad Universidad Nacion Nacional al de Colombia, sede Bogotá Resumen: La colo colori rime metr tría ía es una prác prácti tica ca que que permi ermite te enco encont ntra rarr la conc concen entr trac ació ión n de
un solu soluto to seg según las las ondas ndas de luz luz que que abso absorb rbe, e, pues pues esta esta abso absorb rban anci ciaa será será dire direct ctam amen ente te proporcional a la concentración según la ley de Beer-Lambert
3,4
. En esta práctica se
pretendía confirmar experimentalmente la validez de esta ley, usando una disolución de sulfato ato de cob cobre en agu agua. En la prácti ctica se rec reconociero eron las lim limitaci aciones de dicha ley, pues la relación no es tan lineal como se esperaría teóricamente. Sin embargo pudieron construirse curvas espectral y de calibración que fueron útiles para determinar la concentración de este soluto en dos disoluciones problema. Palab Palabras ras Clave Clave:: Ley Beer-L Beer-Lamb ambert, ert, espectro espectrofot fotóme ómetro tro,, absorba absorbanci ncia, a, concent concentraci ración, ón,
disolución, dilución. I.
diferentes diluciones de sulfato de
Introdución.
cob cobre (Cu (CuSO4), gracias a las que se La colorimetría es la encargada de
pudo observar correctamente la Ley de
cara caract cter eriz izar ar cuan cuanti tita tati tiva vame ment ntee el colo color r
Beer-Lambert3,4 y cons constr trui uirr las las gráf gráfic icas as
de un objeto1; el prin rincip cipal objeti etivo de
mencionadas
la colorimetría es la evaluación de la
expe experim rimen ental talme ment ntee la conc concen entr traci ación ón de
ener energí gíaa radi radian ante te,, es deci decir, r, la capa capaci cida dad d
dos muestras problema.
para
determinar
de producir la sensación de color. La defi defini nici ció ón de colo colorr seg según el Comit omitéé de
II. II.
Mater terial iales y métodos odos..
Colorimetría de la Optical Society of America es: “El color se compone de
Par a
aquellas
luz
util utiliz izar aron on los los inst instru rume ment ntos os apre apreci ciad ados os
distintas de la de espacio y tiempo;
en la Imagen 1, a partir de una
siendo la luz aquel aspecto de la
disolución
ener energí gíaa radi radian ante te que que el homb hombre re perc percib ibee
preparada. Adicionalmente se usó un
a trav través és de las las sens sensac acio ione ness visu visual ales es que que
espectrofotómetro y sus respectivas
se producen por el estímulo de la
celdas.
características
de
la
retina”2. El objet bjetiv ivo o de esta esta práct ráctic icaa era era util utiliz izar ar la colorimetría como un método para hallar la concentraciones en algunas diluciones, con ayuda de la medición de la absorbancia y la creación de una curva espectral. Para esto se usaron
preparar
las
stock
diluciones
se
previamente
longitudes de ondas que permitía el espectrofotómetro. Para observar la tabla de valores, ver el Anexo 2. Gráfica 1. Curva espectral para el sulfato de cobre.
Imagen 1. Montaje colorimetría. Tomada por Alejandra Roncancio.
El método utilizado para esta práctica se muestra brevemente en la Imagen 2,
Como se observa en la Gráfica 1, la
para más detalle dirigirse al anexo 1.
longitud de onda más propicia fue de 658nm y por tanto fue con esta que se construyó la curva de calibración. Para esta curva y como se muestra en la Imagen 2, se efectuaron varias mediciones a disoluciones de sulfato de cobre en diferentes concentraciones. En
la
Tabla
1
se
muestran
concentraciones y medidas absorbancia de las muestras.
las de
Tabla 1. Concentración y absorbancia de diluciones CuSO4. Disolución
Cantidad de
Cantidad de agua
Concentración (ppm)
Absorbanc ia
Solución
Imagen 2. Diagrama de flujo práctica de colorimetría (resumido).
III.
Resultados y Discusión.
Lo primero que se hizo fue hallar el valor de longitud de onda que más favorecía la absorción del sulfato de cobre. Esto se hizo usando la muestra Stock y haciendo un barrido por varias
1
Stock
-
50
-
2
8
2
40
2,535
3
6
4
20
2,136
4
4
6
30
1,416
5
2
8
10
0,858
6
1
9
5
0,281
7
0.5
9.5
2.5
0,134
personales fueron mínimos y por lo Como
se
puede
mediciones
observar,
concuerdan
con
las
tanto a pesar de no ser estrictamente
lo
lineal, si sigue el modelo esperado
esperado, por lo menos a grandes
teóricamente.
rasgos,
la
Después de esto y teniendo la ecuación
un
de la Gráfica 2, se tomaron dos
la
soluciones
pues
el
aumento
concentración
genera
aumento
la
en
de
también
medida
de
con
absorbancia.
desconocidas
Para modelar más claramente esta
absorbancia, con la que fue posible
situación se construyó una curva de calibración, que se muestra a
hallar su concentración, puesto que para ambas la absorbancia estaba
continuación,
partir de esta se
dentro del rango lineal de la Gráfica 2,
formuló una ecuación y se calculó la
sus valores fueron de 1,901 U.A. y
regresión lineal.
1,264 U.A.
a
y
concentraciones se
midió
su
Se usa entonce la Ecuación 1: Gráfica 2. Curva de calibración para diluciones de sulfato de cobre.
y=0.0654x + 0.0554, donde: y= absorbancia (U.A.) x= concentración (ppm) Y por lo tanto si se despeja la concentración queda: x=(y-0.0554)/0.0654 Reemplazando valores para la primera solución:
En la gráfica se puede observar con mayor
claridad
proporcionalidad
la
relación
directa
entre
de la
absorbancia y la concentración. Sin embargo el hecho de que los valores medidos no estén exactamente sobre la función lineal se debe a posibles errores personales en la medida o incluso a las pequeñas variaciones que sufre la ley de Beer-Lambert en la práctica experimental3. No obstante un valor de regresión lineal tan alto permite
pensar
que
los
errores
x=(1.901-0.0554)/0.0654 x=28.25 ppm Y para la segunda: x=(1.264-0.0554)/0.0654 x=18.48 ppm Como ya se dijo, el uso de esta ecuación fue posible porque los valores de absorbancia cayeron dentro del rango que se estableció como lineal y por lo tanto lo que se realizó fue una interpolación. En el caso de que alguno
de los valores fuera mayor al del rango
4
no se hubiera podido seguir el mismo
Técnicas y medidas básicas en el
proceso, pues como se ha dicho, la
laboratorio de química. Universidad
gráfica se desvía en concentraciones
Nacional
altas.
Unibiblos) pp. 185, 186.
IV.
Conclusiones
La absorbancia y la transmitancia son dos características de los líquidos muy útiles, pues nos ayudan a conocer la concentración de una dilución. Es importante la realización de una curva espectral para hallar los valores de absorbancia según la longitud de onda en cada muestra y con ello hallar la concentración. El método del espectrofotómetro puede ser
efectivo,
pues
nos
ayuda
a
encontrar la concentración en una dilución, según su absorbancia es decir con la cantidad de luz que absorbe una sustancia en una determinada longitud de onda. Sin embargo este método cuenta
con
un
gran
número
de
limitaciones y por lo tanto debe ser usado con bastante precaución. V. 1
Referencias
J. M. Artigas; P. Capilla; J. Pujol.
Tecnología del color (Universitat de Valencia, 2002) pp. 15. 2
J. Ruiz Martínez. Fisica Y Quimica.
Profesores de Enseñanza Secundaria. (Editorial Mad, S.I., 2003) pp. 314. 3
J.L.;
Serrano
Martinez.
Curso
Instrumentación y Métodos de Análisis Químico.[online] pp. 9, 10, 12. Disponible
en:
http://www.upct.es/~minaeees/espectro _electromagnetico.pdf
C. A, Trujillo; J. E, Sánchez.
de
Colombia
(2007
ANEXOS:
Anexo 1. Diagrama de flujo práctica de colorimetría.
Anexo 2. Tabla para creación curva espectral.
Longitud de onda (λ)(nm)
Absorbancia
325,0
0,108
335,0
0,072
345,0
0,022
400,0
0,003
450,0
0,003
500,0
0,035
550,0
0,107
600,0
0,544
650,0
1,021
656,0
0,906
658,0
1,264
660,0
1,188
700,0
0,086
