LABORATÓRIO DE ANALÍTICA II
PRACTICA N° 5
ANALISIS ESPECTROFOTOMETRICO
DE DOS COMPONENTES DE UN MEZCLA
Estudiantes
Profesor
EDINELDO LANS CEBALLOS. M.Sc.
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
PROGRAMA DE QUÍMICA
MONTERÍA - CÓRDOBA
2015-06-25
1. OBJETIVOS
Adquirir destreza en la realización de medidas experimentales de absorbancia y su aplicación a la
determinación de la concentración de una mezcla de permanganato y dicromato potásicos.
Determinar por el método espectrofotométrico la concentración de los componentes de una
mezcla binaria que absorbe luz en la región visible.
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2. MARCO TEÓRICO
Cuando en una disolución hay varias sustancias que absorben radiación, es posible, en muchos
casos, llevar a cabo su determinación sin necesidad de separar previamente los distintos
componentes. Cuando se trata de dos componentes, M y N, cuyos espectros de absorción están
superpuestos a todas las longitudes de onda, la forma de proceder es medir las absorbancias A1 y A2
a las longitudes de onda λ1 y λ2 respectivamente, y planteando las ecuaciones siguientes:
𝐴1 = 𝜀𝑀1 𝑏 𝐶𝑀 + 𝜀𝑁1 𝑏 𝐶𝑁 (𝑎 𝜆1)
𝐴2 = 𝜀𝑀2 𝑏 𝐶𝑀 + 𝜀𝑁2 𝑏 𝐶𝑁 (𝑎 𝜆2)
Absorbancia
Esto es posible porque la ley de Beer establece que la absorbancia es una propiedad aditiva, de forma
que la absorbancia total de una disolución a una longitud de onda dada es igual a la suma de las
absorbancias de los componentes individuales presentes en las ecuaciones anteriores, b representa el
camino óptico y εM1, εM2, εN1 y εN2 las absortividades molares de M y N a las longitudes de onda
λ1 y λ2, que deben ser determinadas previamente a partir de disoluciones patrón, o mejor, a partir de
las pendientes de sus gráficas de absorbancia vs concentración.
La pendiente de la gráfica de absorbancia vs concentración es el término 𝜺𝒃, el cual es el producto
de la absortividad molar por el espesor de la cubeta, la siguiente figura ilustra este concepto:
𝜺𝒃
Concentración
Figrua 1. Gráfica de absorbancia vs concentración. La pendiente de la recta
determina el valor del protuco 𝜺𝒃. Si 𝒃 es uno, la absortividad molar es la
pendiente de la recta.
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3. METODOLOGÍA
1x10-3 M
8x10-4 M
KMnO4
6x10-4 M
4x10-4 M
2x10-4 M
PREPARACIÓN Y MEDIDA DE
ABSORBANCIA DE LAS SOLUCIONES
1x10-4 M
8x10-5 M
6x10-5 M
K2Cr2O7
4x10-5 M
2x10-5 M
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4. DATOS Y RESULTADOS
Para las disoluciones de KMnO4:
Tabla 1. Datos de absorción para el permanganato de potasio a longitud de onda de 525.2 nm
Concentración de KMnO4 (M)
Absorbancia corregida
0
0,00
2x10-4
0,54
-4
4x10
1,07
-4
6x10
1,61
8x10-4
2,14
-3
1x10
2,68
1,20
ABSORBANCIA
1,00
0,80
0,60
0,40
y = 2680x + 8E-16
0,20
0,00
0
0,0002
0,0004
0,0006
0,0008
0,001
0,0012
CONCENTRACIÓN DE PERMANGANATO (M)
Tabla 2. Datos de absorción para el permanganato de potasio a longitud de onda de 435.2 nm
Concentración de KMnO4 (M)
Absorbancia corregida
0
0,00
2x10-4
0,19
-4
4x10
0,38
6x10-4
0,58
-4
8x10
0,77
1x10-3
0,96
5
1,20
ABSORBANCIA
1,00
0,80
0,60
y = 965x + 2E-16
0,40
0,20
0,00
0
0,0002
0,0004
0,0006
0,0008
0,001
0,0012
CONCENTRACIÓN DE PERMANGANATO (M)
Para las disoluciones de K2Cr2O7:
Tabla 3. Datos de absorción para el dicromato de potasio a longitud de onda de 525.2 nm
Concentración de K2Cr2O7 (M)
Absorbancia corregida
0
0
2x10-4
0,248
4x10-4
0,496
6x10-4
0,744
-4
8x10
0,992
1x10-3
1,24
3,5
3
ABSORBANCIA
2,5
2
y = 1240x
1,5
1
0,5
0
0
-0,5
0,0002
0,0004
0,0006
0,0008
0,001
CONCENTRACION DE DICROMATO (M)
0,0012
6
Tabla 4. Datos de absorción para el dicromato de potasio a longitud de onda de 435.2 nm
Concentración de K2Cr2O7 (M)
Absorbancia corregida
0
0
0,624
2x10-4
1,248
4x10-4
-4
1,872
6x10
2,496
8x10-4
-3
3,12
1x10
3,5
3
ABSORBANCIA
2,5
2
y = 3120x - 8E-16
1,5
1
0,5
0
0
-0,5
0,0002
0,0004
0,0006
0,0008
0,001
0,0012
CONCENTRACION DE DICROMATO (M)
La absortividad molar de cada especie a cada longitud de onda es la pendiente de la gráfica de
absorbancia vs concentración de dicha especie. Para el permanganato y dicromato potásicos, las
absortividades molares son:
Para el KMnO4:
𝜺𝟏(𝟓𝟐𝟓.𝟐) = 𝟐𝟔𝟖𝟎 𝒄𝒎−𝟏 𝑴−𝟏
𝜺𝟏(𝟒𝟑𝟓.𝟐) = 𝟗𝟔𝟓 𝒄𝒎−𝟏 𝑴−𝟏
Para el K2Cr2O7:
𝜺𝟐(𝟓𝟐𝟓.𝟐) = 𝟏𝟐𝟒𝟎 𝒄𝒎−𝟏 𝑴−𝟏
𝜺𝟐(𝟒𝟑𝟓.𝟐) = 𝟑𝟏𝟐𝟎 𝒄𝒎−𝟏 𝑴−𝟏
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Las absorbancias para una mezcla binaria está dada por:
𝑨𝟓𝟐𝟓.𝟐 = 𝜺𝟏(𝟓𝟐𝟓.𝟐) 𝒃𝑪𝟏 + 𝜺𝟐(𝟓𝟐𝟓.𝟐) 𝒃𝑪𝟐
𝑨𝟒𝟑𝟓.𝟐 = 𝜺𝟏(𝟒𝟑𝟓.𝟐) 𝒃𝑪𝟏 + 𝜺𝟐(𝟒𝟑𝟓.𝟐) 𝒃𝑪𝟐
Del sistema de ecuaciones anterior tenemos:
𝑪𝟏 =
𝜺𝟐(𝟒𝟑𝟓.𝟐) 𝑨𝟓𝟐𝟓.𝟐 − 𝜺𝟐(𝟓𝟐𝟓.𝟐) 𝑨𝟒𝟑𝟓.𝟐
𝒃[𝜺𝟏(𝟓𝟐𝟓.𝟐) 𝜺𝟐(𝟒𝟑𝟓.𝟐) − 𝜺𝟏(𝟒𝟑𝟓.𝟐) 𝜺𝟐(𝟓𝟐𝟓.𝟐) ]
𝑪𝟐 =
𝑨𝟓𝟐𝟓.𝟐 − 𝜺𝟏(𝟓𝟐𝟓.𝟐) 𝒃𝑪𝟏
𝜺𝟐(𝟓𝟐𝟓.𝟐) 𝒃
La mezcla presento la siguientes absorbancias:
𝑨𝟓𝟐𝟓.𝟐 = 𝟎, 𝟑𝟗𝟐
𝑨𝟒𝟑𝟓.𝟐 = 𝟎, 𝟒𝟎𝟖𝟓
La concentración de permanganato de potasio (𝑪𝟏 ) y dicromato de potasio (𝑪𝟐 ) son:
𝑪𝟏 =
𝟑𝟏𝟐𝟎 × 𝟎, 𝟑𝟗𝟐 − 𝟏𝟐𝟒𝟎 × 𝟎, 𝟒𝟎𝟖𝟓
= 𝟏𝟎−𝟒 𝑴
𝟏[𝟐𝟔𝟖𝟎 × 𝟑𝟏𝟐𝟎 − 𝟗𝟔𝟓 × 𝟏𝟐𝟒𝟎]
𝑪𝟐 =
𝟎, 𝟑𝟗𝟐 − 𝟐𝟔𝟖𝟎 × 𝟏 × 𝟏𝟎−𝟒
= 𝟏𝟎−𝟒 𝑴
𝟏𝟐𝟒𝟎 × 𝟏
La mezcla se preparó agregando 5 mL de permanganato de potasio a 5 mL de dicromato de
potasio, ambos a una concentración de 𝟐 × 𝟏𝟎−𝟒 𝑴
5. DISCUSIÓN
El químico analítico nunca debe admitir a priori que las soluciones con que trabaja obedecen la ley de
Beer. Lo que se tiene que hacer siempre es medir la absorbancia de tres o cuatro soluciones patrón de
concentración conocida, (y mejor, de un mayor número de estas soluciones) y representar gráficamente
los valores leídos de absorbancia en función de la concentración. Idealmente, esta gráfica debe ser recta
que pasa por el origen (A=0 cuando c=0). Pero si los propios reactivos puestos para producir el color
absorben luz, o si contienen impurezas, la absorbancia A podrá ser distinta de cero cuando la
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concentración (puesta) sea cero. Ocurre muchas veces, además, que este grafico de calibrado no es
rectilíneo más que a concentraciones bajas, curvándose a concentraciones mayores hacia un lado u otro
de la recta ideal, dando lugar a desviaciones positivas o negativas. Son varios los factores que pueden
originar estas desviaciones de la ley de Beer, siendo los más corrientes el empleo de luz no
monocromática y la asociación o disociación de las especies absorbentes de luz.
6. CONCLUSIÓN
Si varias especies químicas absorben radiación a una misma longitud de onda y no hay interacción
química entre dichas especies, la absorbancia total de la solución es debida a la suma de las
absorbancias individuales, lo que se conoce como aditividad de las absorbancias.
7. BIBLIOGRAFÍA
DOUGLAS A. SKOOG. 1992. Principios de análisis instrumental. Concepción Fernández
Madrid. 353-354.
EUGENE D. 1990. Métodos ópticos de análisis. REVERTE. 66-67.
HAROLD FREDERIC WALTON J.R. 1983. Análisis químico e instrumental moderno.
REVERTE. 194-196.
W.F.PICKERING. 1980. Química analítica moderna. REVERTE. 164-166.
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