ANÁLISIS CUANTITATIVO POR COLORIMETRÍA

COLORIMETRÍA Y FOTOCOLORIMETRÍA

ANÁLISIS CUANTITATIVO POR COLORIMETRÍA

1. Introducción

Las técnicas colorimétricas se basan en la medida de la absorción de radiación en la zona visible por sustancias coloreadas. En algunas ocasiones, la muestra que deseamos determinar no posee color por sí misma; en tal caso, es preciso llevar a cabo un desarrollo de color empleando reactivos que den lugar a sustancias coloreadas con la muestra que interesa estudiar.

La colorimetría y fotocolorimetría no son en realidad técnicas distintas y la diferencia estriba en el tipo de instrumental empleado, de forma que se denomina colorímetro a aquellos aparatos en los que la longitud de onda con la que vamos a trabajar se selecciona por medio de filtros ópticos; en los fotocolorímetros o espectrofotómetros la longitud de onda se selecciona mediante dispositivos mono-cromadores.

2. Objetivos

La finalidad de esta experiencia es aprender a hacer análisis cuantitativos por colorimetría, así como la metodología propia de ésta técnica. Por consiguiente trabajaremos con un instrumental específico para colorimetrías, representaremos las concentraciones y absorbancias en papel milimetrado y

realizaremos la cuantificación de dos formas: la representación gráfica y la determinación frente a un blanco (estándar o patrón).

3. Fundamento teórico

Utilizando términos quizás excesivamente simplistas puede definirse la espectrofotometría de absorción, como la medida de la atenuación que el material a estudiar (muestra) efectúa sobre una radiación incidente sobre el mismo con un espectro definido. En general, las medidas se realizan dentro

del espectro comprendido entre 220 y 800 nm, y este espectro, a su vez, puede dividirse en dos amplias zonas: la zona de la radiación visible, situada por encima de 380 nm, y la zona de la radiación ultravioleta situada por debajo de estos 380 nm. La región del infrarrojo se sitúa por encima de los 800 nm.

En el proceso de absorción de la radiación, un fotón incidente transmite su energía a una molécula (llamada absorbente) lo que da lugar a su excitación pasando a un nivel de energía superior. Este proceso se representa de la siguiente forma:

A + h  A*  A + calor

en la que A es el absorbente en su estado de energía bajo, A* en su nuevo estado de excitación energética y ην (h es la constante de Planck y ν la frecuencia) es la energía del fotón incidente, el cual posee una longitud de onda λ (λ*ν = c, donde c es la velocidad de la luz). A* es ordinariamente

inestable y rápidamente revierte a su estado energético más bajo, perdiendo así la energía térmica correspondiente. Sólo se absorben determinadas frecuencias luminosas, y la selección de las mismas depende de la estructura de la molécula absorbente.

Leyes de la absorción de energía radiante

Se refieren a las relaciones existentes entre la cantidad de absorbente y el grado con el que es absorbida la energía radiante. En términos generales, puede decirse que hay dos variables capaces de afectar al grado de absorción: la concentración del absorbente y la longitud del trayecto que el rayo luminoso recorre a través de la solución. La relación entre ambas se expresa con la fórmula denominada Ley de Beer:

P = Po 10-abc

P = potencia radiante transmitida

Po = potencia radiante incidente una cantidad proporcional a la misma, medida

colocando en la cubeta el solvente puro.

a = absortividad, constante característica del absorbente y de la longitud de onda de la radiación incidente.

b = longitud del paso de la luz a través de la solución del absorbente, expresada generalmente en cm.

c = concentración del absorbente

Algunos autores prefieren utilizar términos de Io e I, expresando entonces intensidad en lugar de potencia.

En la práctica lo que tiene importancia es la proporción P / Po denominada transmitancia (T) o cuando se multiplica por 100, porcentaje de transmitancia (%T). La ley de Beer también puede escribirse de la siguiente forma

log (Po

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