Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ingeniería Química Colegio de Ingeniería en Alimentos
ANALISIS INSTRUMENTAL
Practica #3 -ESPECTROSCOPIA DE ABSORCION PARA DETERMINAR LA CONCENTRACION DE Cu -
Profesora
Lourdes Castañeda Antonio
INTRODUCCIÓN La fotometría de absorción se refiere al estudio de la absorción de radiaciones electromagnéticas por las sustancias. Interacción
En el fenómeno de absorción si una radiación proveniente de una fuente o foco incide sobre otra sustancia (átomo, molécula, ion), y su energía cuántica es exactamente la necesaria para que se produzca una excitación en alguno de los niveles energéticos permitidos de la sustancia, la radiación podrá ser absorbida produciendo la excitación correspondiente. Cuando la radiación pasa a través de una capa de un sólido, un líquido o un gas, ciertas frecuencias (ν) pueden eliminarse selectivamente por absorción, un proceso en el que la energía radiante se transfiere a los átomos, iones o moléculas constitutivas de la muestra. La absorción promueve a estas partículas desde su estado normal a temperatura ambiente, o estado fundamental, a uno o varios estados excitados de energía más elevada. Así que la teoría cuántica, los átomos, iones o moléculas solo tienen un número limitado de niveles de energía discretos y, por tanto, para que se produzca la absorción de la radiación, la energía de los fotones excitadores debe coincidir exactamente con la diferencia de energía entre el estado fundamental y uno de los estados excitados de las especies absorbentes. Estas diferencias de energía son características para cada especie, el estudio de las frecuencias de la radiación absorbida proporciona un medio de caracterizar a los constituyentes de una muestra de materia denominado espectro de absorción que puede ser atómico o molecular, los cuales presentan diferencias fundamentales si corresponden a átomos de un elemento o moléculas de un compuesto, o para el caso de las moléculas si han sido registrados en diferentes regiones del espectro electromagnético.
MATERIALE Y EQUIPO MATERIALES 2 matraces aforados 50 ml
REACTIVOS de
Sulfato de Cu pentahidratado o sulfato de Cu anhidro 12 matraces aforados de Cloruro de Ni o sulfato de 10 ml Ni 2 pipetas volumétricas de Agua desionizada 10ml 2 picetas Muestras 6 vasos de precipitado de 50ml Un par de celdas de plástico Un par de celdas de cuarzo 2 espatulas 2 vidrios de reloj
EQUIPO Espectrofotometro absorción UV – VIS
de
Fotometro de absorción VIS
PROCEDIMIENTO
Preparar 50mL de solución patrón de 2000ppm de Cu+2 a partir de sulfato de cobre pentahidratado o sulfato de cobre anhídrido
Preparar 50mL de solución de 2000ppm de Ni+2 a partir de cloruro de níquel o sulfato de níquel
Preparar 10mL de soluciones de 400, 600, 900, 1000, 1200 y 1400 ppm de ni a partir de la solución 2000ppm
Preparar 10mL de soluciones de 300, 600, 900, 1200,1500 y 1800 ppm de Cu a partr de soluciones de 2000ppm
Entrar al sistema Spectrum y elaborar un método, dar click sobre el icono con espectros
Indicar que guarde los espectros intervalo, absorbancia, suavizado, velocidad de adquisición de datos, muestra y lámpara a utilizar
Esperar a que se lleve a cabo la medida hasta que en la pantalla aparece que se a colocado la muestra
Dar click en Autozero
Colocar el blanco en ambas celdas y éstas a su vez en los portaceldas del espectrofotómetro
Retirar la celda más cercana a la orilla de la cámara de medida y vaciar el blanco
Colocar solución estandar de Cu (II) de menor concentración en la celda
Para medir dar click en OK, repetir hasta obtener el espectro de la muestra en estudio
Encender el regulador, el epectrofótometro y la computadora
Guardar los espectros
Encender el fotometro
Esperar a que la pantalla del equipo se pueda establecer
Colocar longitud de onda de medida correspondiente al analito de interés
Cerrar el fotometro
Colocarlo en portaceldas de frente
Introducir una celda de plástico llena con el disolvente hacia donde indique la flecha
Ajustar la absorbancia a cero
Retirar el blanco
Colocar solución estándar de menor concentración
Colocar la siguiente solución, hasta medir la muestra de intéres
Leer y anotar el valor de absorbancia indicado en la pantalla del fotómetro
Insertar la celda con la solución estándar y cerrar la tapa del fotómetro
CÁLCULOS
RESULTADOS Después de analizar la muestra con cobre (Cu) a distintas concentraciones nos encontramos con lo siguiente:
Espectrofotometro de software lectura a 689 nm( FIG 1) curva
longitudes 3000 6000 9000 1800
0.1365 0.1341 0.1726 0.1732
0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0
2000
4000 longitudes
6000
8000
10000
Linear (longitudes)
FIGURA 1: Curva de calibración para analisis de Cu con ayuda de un espectrofotómetro de software
Espectrofotometro clásico lectura a 689 nm(FIG 2) curva Longitudes 3000 0.022 6000 0.063 9000 0.068 1800 0.073
muestra=
0.308
longitudes 0.08 0.07 0.06 0.05 longitudes
0.04
Linear (longitudes)
0.03 0.02 0.01 0 0
2000
4000
6000
8000
10000
FIGURA 2: Curva de calibración para análisis de Cu con ayuda de un Espectrofotometro clásico
DISCUSIÓN Una manera de saber si se cumple la ley de Beer es calcular la absortividad específica o la absortividad molar con los datos de cada patrón, si el valor aparece constante la conclusión es afirmativa. Por lo que el recurso para hacer un análisis mediante una curva de calibración donde se mide la absorbancia de la solución desconocida es determinar su concentración. Se debe de tener en cuenta que debe mantenerse a bajas concentraciones, ya que de no ser así es frecuente observar desviaciones a concentraciones más elevadas. Este método de cálculo de concentraciones a partir de medidas de absorbancia es muy utilizado en espectroscopia.
CONCLUSIÓN
Para realizar la medida de una curva, se debe contar con disoluciones bien elaboradas y en concentraciones correctas, no ser asi nuestra curva de calibración presentara un coeficiente de correlación no confiable.
CUESTIONARIO 1. ¿Qué parámetros se deben cuidar para que se cumpla la ley de Beer? Las soluciones deben ser diluidas y con una concentración menor a .01 M. Los solutos deben ser absorbentes (de luz), ya que una que no es absorbente, interacciona con las que sí lo son y puede alterar la absortividad. 2. ¿Cómo se prepara el blanco de la muestra? Se coloca en una celda la solución que tenga mayor concentración, se hace la medición de la absorbancia, se retira la celda, se lee la longitud de onda máxima, se retira la celda, y se ajusta la longitud de onda del espectrofotómetro a esta. 3. ¿Por qué se debe realizar el ajuste mediante mínimos cuadrados? Para saber el margen de error que se tiene en la curva.
CONCLUSIONES Para realizar la medida de una curva, se debe contar con disoluciones bien elaboradas y en concentraciones correctas, de no ser así nuestra curva de calibración presentara un coeficiente de correlación no confiable.
BIBLIOGRAFÍA 1. Harris, Daniel C. Analisis quimico cuantitativo. España : Reverté, 2007. 2. Skoog A. Douglas, Holler James F. Nieman A. Timothy. Principios de analisis instrumental. México : McGraw-Hill, 2001.
