grafico de absorbancia

Trabajo Práctico 5 Soluciones II (segunda parte)
Soluciones, absorción de radiación electromagnética y ley de Beer
Objetivo:
Adquirir las habilidades básicas para la preparación de soluciones y comprobar la relación entre la
absorbancia de una solución y su concentración.
Introducción
Se denomina absorción al proceso por el cual una especie química capta selectivamente ciertas
frecuencias de la radiación electromagnética para pasar de su estado de menor energía, o estado
basal, a un estado excitado de mayor energía. La absorción de especies poliatómicas es un
proceso más complejo que la absorción atómica. La energía total de una molécula corresponde a
la suma de varias energías:
E= Eelectrónica + Evibracional + Erotacional + Etraslacional
Donde la Eelectrónica es la energía asociada a los electrones, la Evibracional es la energía involucrada en
las vibraciones, la Erotacional representa la energía puesta en juego en la rotación de la molécula y la
Etraslacional es el componente que expresa el movimiento de la molécula debido a su cambio de
posición en el espacio.Todas estas energías son de muy diferente magnitud, siendo la mayor la
energía electrónica..
La absorción se mide determinando la disminución de la intensidad de un haz de radiación
monocromática (de una sola longitud de onda) cuando atraviesa una muestra. La intensidad del
haz luego de atravesar la muestra será menor que la intensidad inicial como resultado de las
interacciones de la especie absorbente situada en la trayectoria de dicho haz.
Luz incidente
Solución absorbente
Luz emergente
Luz monocromática
Intensidad I0
concentración C
Intensidad I
Como la disminución de la energía de la radiación es el resultado de la interacción con las
especies químicas, la cantidad de partículas que interaccionan con la radiación influye en la
magnitud de la radiación absorbida. Por lo tanto, al variar la concentración se esta modificando el
numero de partículas que interaccionan con la radiación.
En 1852, August Beer estudio la influencia de la concentración de soluciones coloreadas sobre la
transmisión de la luz y encontró que, para una misma especie absorbente, la absorción de la
energía radiante es proporcional a su concentración.
Así, la ley de Beer puede representarse como:
A∝c
Donde el termino A, absorbancia, se define como A= log I0/I, siendo I0 la intensidad del haz de luz
incidente e I la intensidad de la luz luego de atravesar la sustancia absorbente. El termino c
representa la concentración de la especie absorbente.
La absorbancia es directamente proporcional a la longitud del camino b a través de la
solución y la concentración c de la especie absorbente. Estas relaciones se dan como:
A = a·b·c
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Siendo a una constante de proporcionalidad llamada absortividad. La magnitud de a
dependerá de las unidades empleadas para b y c. A menudo b es dada en cm y c en
gramos por litro, entonces la absortividad tiene unidades de l·g–1·cm–1.
Cuando la concentración se expresa en moles por litro y la longitud de la celda en
centímetros, la absortividad se llama absortividad molar, se designa como ε y tiene
unidades de l·mol–1·cm–1, entonces la absorbancia es:
A = ε·b·c
Curva de Calibración
Denominamos espectro de una sustancia a la representación de absorbancia (A) en
función de longitud de onda (λ), este gráfico presenta ondulaciones con máximos y
mínimos.
Para hacer las determinaciones cuantitativas sobre por ejemplo la concentración de una
solución se elige, en general, la longitud de onda correspondiente a un máximo, pues el
error de medición es mínimo y la sensibilidad máxima.
Para verificar el cumplimiento de la ley de Beer, se debe realizar una curva de calibración;
absorbancia (A) en función de concentración (c), para lo cual se preparan soluciones de la
sustancia de concentraciones conocidas y se mide la absorbancia a la longitud de onda
elegida.
Si es válida la ley de Beer, para esa sustancia a esas concentraciones, la relación debe
ser una recta, que pase por el origen de los ejes cartesianos; a menudo se observan
desviaciones debidas a diversos factores.
La relación lineal entre la absorbancia de una especie y su concentración, expresada en la ley de
Beer, se cumple para soluciones diluidas (menores a 0.01 M) en las que no existen interacciones
importantes ente las partículas de la especie absorbente y para soluciones que no presentan
reacciones químicas entre el soluto y el solvente.
Los aparatos de medida de la absorción de la radiación electromagnética se denominan
espectrofotómetros y básicamente constan de los siguientes elementos:
1. Una fuente de energía radiante
2. Una selector de longitud de onda
3. Un cubeta para la muestra transparente a la luz de la longitud de onda empleada
4. Un detector de la radiación que sale de la muestra
5. Un dispositivo para lectura
En este Trabajo Practico comprobaremos la dependencia lineal de la concentración con la
absorción de energía radiante, expresada matemáticamente como la ley de Beer.
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3º día
Procedimiento experimental
Para realizar la curva de calibración, a partir de una solución stock de CuSO4 1M se harán las
siguientes diluciones con agua destilada con un volumen final de 3ml, por duplicado:
1. 0M (blanco)
2. 0.002M
3. 0.0096M
4. 0.0172M
5. 0.0248M
6. 0.0324M
7. 0.04M
8. 0.06M
Estas soluciones se utilizaran para comprobar la ley de Beer midiendo la absorbancia en un
espectrofotómetro con un haz monocromático de 740 nm (máximo de absorción del CuSO4).
Medir espectrofotométricamente las diluciones realizadas guardadas en la parte I del TP de
soluciones.
4ºDía
Análisis de Datos y Conclusiones
•
Con los datos de absorbancia se hará un grafico de absorbancia vs. concentración de la
solución para comprobar si se cumple una relación lineal entre estas dos medidas.
•
Comparar los resultados obtenidos de la concentración de las diluciones realizadas
en la parte I a partir del gráfico (curva de calibración) y analíticamente.
•
¿Por qué se realizó la curva de calibración por duplicado?
•
¿Qué tipo de errores son los más frecuentes de realizar en la preparación de disoluciones?
¿Y al realizar diluciones? ¿De qué manera se podrían eliminar o disminuir?
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