ESPECTROFOTOMETRÍA.

CONOCIMIENTO DE
TÉCNICAS ANALÍTICAS
PARTE I:
FUNDAMENTOS DE
ESPECTROFOTOMETRÍA.
I. OBJETIVO GENERAL
Conocer y aplicar los fundamentos de la
ESPECTROFOTOMETRÍA
para la determinación de
concentraciones en soluciones.
II. OBJETIVOS PARTICULARES
a. Conocer los fundamentos de la espectrofotometría y las variables
involucradas en la ley de Lambert-Beer-Bourger.
b. Seleccionar la longitud de onda apropiada para DETERMINACIÓN de
absorbancia.
c. Construir una curva patrón de la solución de YODO-YODURADO (serie
tipo) a diferentes concentraciones .
III. PROBLEMA
A partir del espectro de absorción de una
solución acuosa de yodo-yoduro de potasio
seleccionar la longitud de onda apropiada para
determinar el coeficiente de absortividad molar
de soluciones acuosas de yodo por medio de
una curva patrón.
I2
+
0.002
I0.2
→ I32X10-3
Introducción
“Espectro”
“Foto”
“Metría”
Espectro de radiación electromagnética
Luz visible
Medición
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Tipos de Espectrofotometría
La espectrofotometría de
Absorción de infrarrojos
‡
ABSORCIÓN DE UV-VISIBLE
Resonancia magnética nuclear (RMN)
Fluorescencia
Emisión atómica
Absorción atómica de masas
Fluorescencia de Rayos X
Espectroscopia UV y Visible
Estudia el fenómeno de adsorción de la radiación UV-Visible de moléculas orgánicas e
inorgánicas.
La región UV del espectro electromagnético se encuentra entre 0.6 y 380 nm.
UV lejano
0.6 – 190 nm
UV cercano
190 – 380 nm
Visible
380 – 780 nm
UV “cercano o de cuarzo”. Región en la que el aire y el cuarzo son transparentes)
UV “lejano o de vacío” . intervalo 0.6 a 190 nm.
El UV lejano requiere técnicas especiales, ya que el aire que
se encuentra en el trayecto óptico absorbe intensamente en esta
región, no es útil desde un punto de vista práctico.
La región visible, a la que es sensible el ojo humano, se localiza entre los 380 y
780 nm.
La absorción de la radiación UV o Visible por moléculas ,
generalmente se produce por la excitación de los electrones de
enlace.
‡ La longitud de onda de los máximos de absorción se puede
relacionar con los enlaces de las especies absorbentes.
Espectrofotometría
Es el método de análisis óptico
más usado en el área de
investigación.
Es la medida de la cantidad de
energía radiante absorbida por
las moléculas de una muestra en
función de las longitudes de onda
específicas.
Los métodos espectroscópicos se basan en la
capacidad de las sustancias de ABSORBER o
EMITIR radiación electromagnética, y tales
métodos se pueden emplear para determinar
la concentración de un reactivo o producto
durante una reacción.
Pantalla de lecturas
Compartimento de
celda
Encendido y ajuste
Del cero de T
Selector de medida λ
Ajuste de cero
de Absorbancia
El aparato detecta la cantidad de “luz” transmitida y/o
absorbida a través de la solución en la celda y la compara
con la que se transmite o absorbe a través de una solución
de referencia o “blanco”.
¿Qué establece la ley de Lambert-Beer-Bourger?
“A diferencia de la transmitancia,
P
la absorbancia de unaT =solución
≡ Transmitancia
aumentaP a medida que
aumenta
P0
P
la atenuación del haz de luz”
0
P
Aλ = log
P0
P
Aλ = log = εbc
P0
P0
A = − log T = log
P
P
Aλ = log = εbc ⇒ A = εbc
P0
ε.- Es la cte. de proporcionalidad llamada coeficiente de
absorción molar, de absortividad o coeficiente de extinción.
b.- Es el paso óptico, anchura de la celda que contiene la
muestra (cm).
c.- Es la concentración de la especie de la cual se esta
midiendo la absorbancia (M).
La
ecuación
mencionada
es
el
fundamento
de
la
espectrofotometría, y se cumple para una radiación
monocromática que atraviesa una disolución diluida (≤ 0.01M),
cuando la especie absorbente no participa en un equilibrio que
dependa de su concentración.
1 ERA PARTE
CALIBRACIÓN DEL ESPECTROFOTÓMETRO Y
BARRIDO DEL ESPECTRO DE ABSORCIÓN
1.- Encender el espectrofotómetro.
2.- Esperar 15 minutos.
3.- Calibración: oprimir la tecla MODE, hasta que la luz roja se
encuentre en A (absorbancia).
4.- Seleccionar la longitud de onda girando la perilla.
5.- Introducir la celda con el blanco (con un volumen por arriba de la
mitad; nunca llena) en la porta-celda, oprime la tecla Λ (0A/100%T) y
esperar a que se ponga en ceros la absorbancia.
6.- Tomar la lectura de absorbancia de la solución propuesta a una
longitud de onda baja (λ nm). utilizar como blanco agua destilada.
7.- Repetir el procedimiento desde el punto 4 dando incrementos
regulares a la longitud de onda. Registrar los datos en la tabla 1
A5. ORGANIZACIÓN DE DATOS,
Temperatura:
Registrar los datos experimentales del espectro de absorción de yodo (2*10-4M) en la tabla 1.
Tabla 1. Absorbancia de la solución de I2 a diferentes longitudes de onda.
EVENTO
λ(nm)
1
ABSORBANCIA
EVENTO
λ (nm)
380
9
460
2
390
10
470
3
400
11
480
4
410
12
5
420
13
490
500
6
430
14
7
440
8
450
ABSORBANCIA
Espectro Yodo 0.0002M
1.8
1.6
1.4
Abs
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
300
320
340
360
380
400
420
440
460
l (nm)
Seleccionar una λ de esta zona
480
500
520
2 DA PARTE
Curva Patrón
1.- Preparar soluciones de distinta concentración a partir de la
solución de referencia I2 –KI (0.0002M - 0.2M) (Serie tipo).
2.- Seleccionar una longitud de onda adecuada para hacer las
lecturas de Absorbancia para las soluciones de la serie tipo.
3.- Introducir la celda con el blanco (agua destilada), con un
volumen por arriba de la mitad; nunca llena, en la porta-celda,
oprimir la tecla Λ (0A/100%T) y esperar a que se ponga en
ceros la absorbancia.
4.- Tomar la lectura de absorbancia
propuestas para la serie tipo, a la
seleccionada (λ nm).
de las soluciones
longitud de onda
5.- Registrar las lecturas de absorbancia y concentración de la
serie tipo en la tabla 2
TABLA 2. Absorbancia a diferentes
concentraciones molares de I2
Mezcla
I2
H2O (ml)
I2 mol/L
CIV1=C2V2
(0.002 M)
(ml)
1
6
4
2
5
5
3
4
6
4
3
7
5
2
8
Abs
TABLA 2. Absorbancia a diferentes
concentraciones molares de I2
Mezcl
I2 (0.002 M)
H2O (ml)
I2 mol/L
Abs
a
(ml)
1
10
0
0.002
1.61
2
8
2
0.0016
1.290
3
6
4
0.0012
0.950
4
4
6
0.0008
0.625
5
2
8
0.00045
0.311
Curva Patrón de soln de yodo ( Abs/ nm)
1.8
1.6
1.4
Abs
1.2
1
y = mx + b
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.0005
0.001
0.0015
I2 (mol/L)
A = εbc
0.002
0.0025