ESPECTROFOTOMETRÍA DANIELA LASPRILLA RESTREPO, MANUEL ALEJANDRO MOSQUERA, ZAHYRA CORREA VELÁSQUEZ
RESUMEN
a substance white as standard substance to observe the absorbance permanganate potassium was the other substance.
En esta práctica se realizó la técnica de espectrofotometría de dos sustancias, donde se busca la absorbancia absorbanc ia utilizando una sustancia blanca como sustancia patrón para poder observar la absorbancia del permanganato de potasio que fue la otra sustancia.
To start the test is realized the measurement absorbance and transmittance with differents measures wavelength to determine how best.
Al iniciar la prueba se realizó la medición medición de absorbancia y transmitancia con diferentes medidas de longitud de onda para determinar cuál era la mejor.
Absorbance was taken permanganate potassium in order to observe the amount of energy absorbed incident by a substance.
La absorbancia se tomó del permanganato de potasio el fin de observar la cantidad de energía incidente absorbida por una sustancia.
Also is observed the transmittance because it is used to measure the absorption of light by a sample.
También se observa la transmitancia ya que se utiliza para medir la absorción de luz por parte de una muestra. Dentro de los procedimientos se realiza la toma de la absorbancia de 7 tubos de ensayo con diferentes concentraciones obtenidas. Al finalizar se realizaron unas graficas con el fin de observar los resultados obtenidos.
ABSTRAC In this practice is realized the technic of spectrophotometry dual substances, where is searched the absorbance using
Among the procedures procedur es is realized reali zed taking the absorbance of 7 test tubes with different concentrations obtained. At the end of some graphics were performed in order to observe the results. INTRODUCCIÓN
La espectrofotometría comprende una serie de técnicas analíticas usadas para análisis cualitativo y cuantitativo. Una radiación electromagnética se puede describir como un flujo de partículas llamadas fotones, o bien como una onda propagándose en el espacio. De esta última descripción se toma el concepto de longitud de onda,
definiéndolo como la distancia entre dos máximos consecutivos de la onda. Esta es inversamente proporcional a la energía de la misma, de tal manera que el espectro de radiaciones electromagnéticas abarca un amplio rango de energías, las de menor energía son las ondas de radio y las de mayor energía son las llamadas radiación gamma. Las moléculas tienen un estado energético que se puede alterar por la absorción de radiación electromagnética a determinada longitud de onda, lo que se puede medir para realizar un estudio cualitativo o cuantitativo. Para obtener la máxima sensibilidad en una determinación debe conocerse la longitud de onda de mayor absorción de la sustancia analizada, que no deberá coincidir con una alta absorción de otras sustancias presentes en la reacción. Cuando una radiación electromagnética de intensidad I atraviesa un medio homogéneo, parte de la radiación es absorbida por la muestra y otra parte es transmitida con una intensidad i, de tal manera que se define transmitancia de una muestra como la relación entre la radiación transmitida i versus la intensidad luminosa incidente I, multiplicado x 100:
% T = i x 100 La absorbancia es una medida de la cantidad de Energía luminosa incidente absorbida por una sustancia en solución. Está relacionada con Transmitancia por medio de: 1
A = - Log T A = log (100 / %T)
OBJETIVOS 1. Aprender a manejar bien el espectrofotómetro. una curva de 2. Realizar absorbancia vs concentración.
3. Obtener mediciones rápidas.
MATERIALES Y MÉTODOS
Para empezar a usar el espectrofotómetro se utilizaron dos sustancias, sustancia blanca que era agua y la otra sustancia que era permanganato de potasio. En el espectrofotómetro se utilizó la sustancia blanca como sustancia patrón para poder medir la absorbancia y la transmitancia del permanganato de potasio. Después se hizo lo mismo con 7 tubos con volúmenes diferentes de agua y de la sustancia permanganato para medir su absorbancia y se hicieron de igual manera se usó el agua como regulador como se mencionó antes. Se tomó nota de todo los valores obtenidos de absorbancia del segundo procedimiento para realizar una gráfica de la concentración vs absorbancia, y del primer procedimiento se tomaron los valores de absorbancia y de transmitancia para realizar otra gráfica que mostrara lo obtenido.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Tabla 1. Resultados obtenidos a diferentes longitudes de onda nm
400
450
500
550*
600
650
%T
96,8%
10,39%
92,7%
87,0%
109,6%
111,0%
A
0,014
0,017
0,033
0,061
0,040
0,046
Al buscar la absorbancia y la transmitancia a diferentes longitudes de onda con el espectrofotómetro podemos notar en la tabla 1 que la absorbancia más alta fue la de 550nm, la cual esta fue la longitud que se usó en los procedimientos que se realizaron con los 7 tubos. En lo investigado teóricamente se dice que la absorbancia es una medida de la cantidad de Energía luminosa incidente absorbida por una sustancia en solución. Está relacionada con Transmitancia por medio de:
A = - Log T
A = log (100 / %T)
Según la ley de Lambert y Beer a través de sus observaciones establecieron relaciones de la variación de la intensidad de luz transmitida por una muestra con el espesor de ella o con la concentración de la sustancia, para materiales translúcidos. Esta ley expresa que la absorbancia de una solución es directamente proporcional al camino recorrido por la radiación electromagnética y a la concentración de la solución.
A = abc A: absorbancia; definida como la cantidad de radicación que absorbe una solución y es una magnitud adimensional. a: absortividad específica de cada soluto; (Constante de proporcionalidad) b: distancia recorrida por el haz de luz en cm (Longitud interna de la celda 1cm) c: concentración de la solución Para poder aplicarse la ley mencionada debe tenerse en cuenta unas imposiciones
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.
Y de la transmitancia se dice teóricamente que es la fracción de la radicación que se transmite, la cual se mide en unidades de transmitancia o porcentaje de transmitancia como se observa en la tabla 1. Ya que él %T= Tx100% entonces; A= -Log T=2-Log %T donde 2= Log100, luego la escala de absorbancia se e ncuentra en un intervalo entre 0 y 2.4 En cada tubo se hizo un cálculo para determinar la concentración 2 del permanganato de potasio que fue la sustancia utilizada, de estos cálculos la ecuación usada fue C 1.V1= C2.V2 los resultados obtenidos fueron:
Tubo 1: =
0,01g/mlx6ml 10ml
= 0,006/
Tubo 2: =
0,01g/mlx9ml 10ml
= 0,009/
Tubo 3: =
0,01g/mlx1ml 10ml
= 0,001/
Tubo 4: =
0,01g/mlx3ml 10ml
= 0,003/
Tubo 5: =
0,01g/mlx7ml 10ml
= 0,007/
Tubo 6: =
0,01g/mlx10ml 10ml
= 0,01/
Luego en el espectrofotómetro se buscó la absorbancia de cada uno de los tubos usando la sustancia blanca como sustancia patrón, que con esta sustancia se mide primero la absorbancia del disolvente (conocido como blanco) y al que se le asigna el valor de cero mediante el ajuste del mando y así obteniendo la absorbancia de permanganato de potasio.
Tubo 1 Tubo 3 Tubo 2 Tubo 4 Tubo 3 Tubo 1 Tubo 4 Tubo 5 Tubo 5 Tubo 2 Tubo 6 Tubo 6
Tabla 2. Resultados obtenidos de las concentraciones y la absorbancia
[C]
A
0,001
0,027
0,003
0,064
0,006
0,078
0,007
0,084
0,009
0,092
0,01
0,127
En la tabla 2 podemos ver los resultados que se obtuvieron de las absorbancias de los 7 tubos que contenían permanganato de potasio y las concentraciones que se obtuvieron, ya mencionadas antes. Una concentración de la solución se le llama a la relación existente entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución o de disolvente:
Concentración= cantidad de soluto / cantidad de disolución (o disolvente) Gráfica 1. Absorbancia vs Longitud de onda
Absorbancia vs Longitud de onda 0,07 0,06 a0,05 i c n0,04 a b r o0,03 s b A0,02
y = 0,0073x + 0,0095 R² = 0,5931
Series1 Lineal (Series1)
0,01 0 400
450
500
550
Longitud de onda
600
650
En la gráfica 1 se puede observar que de las absorbancias tomadas a diferentes longitudes de onda, de acuerdo a las absorbancias obtenidas y mostradas la longitud de onda mejor fue la de 550nm, ya que tuvo una absorbancia mayor a las otras obtenidas. De acuerdo a esto la longitud de onda que se usó para el procedimiento de los 7 tubos de ensayo fue la de 550nm para así poder obtener mejores resultados.
Gráfica 2. Absorbancia vs Concentración
Absorbancia VS Concentracion 0,14
y = 0,0169x + 0,0197 R² = 0,9163
0,12 0,1
a i c n0,08 a b r o0,06 s b A
Series2
0,04
Lineal (Series2) 0,02 0 0,001
0,003
0,006
0,007
0,009
0,01
Concentración
La curva de calibración absorbancia vs concentración primero se debe permitir determinar la concentración de una muestra incógnita; Preparar una muestra de concentración conocida y creciente utilizando los mismos diluyentes y reactivos que se empleará en la preparación de la muestra incógnita; medir la absorbancia de estas muestras; medir la absorbancia de la muestra problema 3; graficar Absorbancia vs concentración como se observa en la gráfica 2. Si la sustancia cumple con la Ley de Lambert y Beer el gráfico será una recta y será posible sacar un factor ya que la pendiente de la recta será la misma en todos los puntos. Así se podrá calcular la concentración de la muestra problema. Si la sustancia no cumple la Ley, el gráfico será una curva y se extrapolará dentro de un rango apropiado para calcular el valor de la muestra problema. Como se puede observar en la gráfica 2, según lo explicado anteriormente nos podemos dar cuenta de que no es una línea recta eso significa que la sustancia no cumple la ley de Lambert y Beer porque la pendiente de la recta no es la misma para todos los puntos, entonces con esto se sabe que para poder calcular el valor de la muestra problema se tendrán que extraer conclusión de cuál será el valor adecuado para esto.
CONCLUSIÓN Con esta práctica se pudo concluir según lo investigado, en lo observado y en los resultados que la espectrofotometría es un método analítico indirecto porque se basa en la medición de la absorbancia o transmitancia de las radiaciones; es de gran utilidad en la actualidad para la identificación de un analito en una muestra problema. La espectrofotometría es el método más usado, debido a que es sencillo, específico y sensible. Además de lo obtenido se pudo concluir que al hacer la curva de calibración nos dimos cuenta que la sustancia no cumple la ley de Lambert y Beer, pero aunque no dio la práctica como dice teóricamente se pudo observar cambios y demás cosas.
ANEXOS 1. Indique el uso bioquímico de una curva de calibración. R/: La curva de calibrado es un método de química analítica empleado para medir la concentración de una sustancia en una muestra por comparación con una serie de elementos de concentración conocida. Se basa en la existencia de una relación en principio lineal entre un carácter medible (por ejemplo la absorbancia en los enfoques de espectrofotometría) y la variable a determinar (concentración). Para ello, se efectúan diluciones de unas muestras de contenido conocido y se produce su lectura y el consiguiente establecimiento de una función matemática que re lacione ambas; después, se lee el mismo carácter en la muestra problema y, mediante la sustitución de la variable independiente de esa función, se obtiene la concentración de esta. 2 2. Grafique el porcentaje de transmitancia vs la concentración Gráfica 3. Transmitancia vs Concentración
Transmitancia Vs Concetración 0,012
y = 0,0018x - 0,0004 R² = 0,9752
0,01 n ó i 0,008 c a r t n0,006 e c n0,004 o C
Series1 Lineal (Series1)
0,002 0 87,0
92,7
96, 8
103,9
109,6
% Transmitancia
111,0
En la gráfica 3 también se pudo observar que no se c umple la ley de Lambert y Beer ya que como se explicó en los resultados la pendiente de la recta no es la misma para todos los puntos con esto se sabe que para poder calcular el valor de la muestra problema se tendrán que extraer conclusión de cuál será el valor adecuado para esto.
3. Halle la concentración en mg% de cada uno de los tubos Tubo 1: 0,006 x
1000mg 1g
= 6
Tubo 2: 0,009 x
1000mg 1g
= 9
Tubo 3 0,001 x
1000mg 1g
= 1
Tubo 4: 0,003 x
1000mg 1g
= 3
Tubo 5: 0,007 x
1000mg 1g
= 7
Tubo 6: 0,01 x
1000mg 1g
= 10
BIBLIOGRAFIA 1.http://www.fcn.unp.edu.ar/sitio/quimicabiologica1/wp-content/uploads/2010/08/2011TP-1-ESPECTROFOTOMETRIA.pdf 2. Harris, Daniel Charles (2003). Quantitative chemical analysis. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4464-3. 3.http://www.fcn.unp.edu.ar/sitio/quimicabiologica1/wp-content/uploads/2010/08/2011TP-1-ESPECTROFOTOMETRIA.pdf 4.http://copernico.escuelaing.edu.co/ceciba/dep_cnaturales/upload/file/Laboratorios/QU IM/ANALISIS%20ESPECTROFOTOMETRICO.pdf 5. http://www.upo.es/depa/webdex/quimfis/docencia/quimbiotec/FQpractica4.pdf 6. http://materias.fi.uba.ar/6305/download/Espectrofotometria.pdf
