Práctica No.13 Análisis cualitativo y cuantitativo de uno y multicomponentes de compuestos orgánicos e inorgánicos mediante espectrofotometría visible

[pic 1][pic 2]Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología

Métodos Cuantitativos

Práctica No.13 Análisis cualitativo y cuantitativo de uno y multicomponentes de compuestos orgánicos e inorgánicos mediante espectrofotometría visible

Profesor:

Ramirez Balderas Juan

Rojas Saenz Héctor Javier

EQUIPO:#4

Integrantes:

Rugarcia Gil Alberto

Romero Valderrama Carlos David

Santiago de Jesus Berenice[pic 3]

Tovar Leyva Alexis

Rivera Diana Elizabeth

Fecha de entrega:

[pic 4]24/05/2022

Índice

Objetivos………………………………………………………3

Introducción…………….……………………………………..3

        Espectro de la  radiación electromagnética…………………….3

Ley de Lambert-Beer…………………………………………….5

Longitud de onda máxima………………………………………6

Curvas de calibración……………………………………………6

Aplicaciones……………………………………………………..7

Desarrollo experimental……………………………………8

Diagrama de Bloques………………………………………9

Análisis de resultados…………………………………….10

Conclusiones………………………………………………14

Bibliografía……………………………………………….15

Objetivos

1. Obtener el espectro de absorción del verde de bromocresol y el espectro de absorción del anaranjado de metilo.
2. Determinar la  longitud  de  onda  de máxima  absorción del  verde  de  bromocresol  y  del anaranjado de metilo.
3. Trazar la curva de calibración del verde de bromocresol y del anaranjado de metilo.
4. Determinar  el  coeficiente  de  absortividad  molar, ,  del  verde  de  bromocresol  y  del anaranjado de metilo.
5. Realizar un análisis cuantitativo para determinar la concentración del verde de bromocresol y anaranjado de metilo cuando estos componentes forman parte de una muestra problema.

Introducción

La espectroscopia involucra aquellos temas científicos que involucran las interacciones de la materia con la radiación electromagnética, una especie molecular es capaz de absorber o producir radiación dentro de un rango del espectro electromagnético. La química analítica utiliza mediciones basadas en la luz y otras formas de radiación para estudiar componentes en soluciones o propiedades de la materia. (Skoog, 2014)

Para el motivo de esta práctica de laboratorio, los métodos son basados en la capacidad de absorber/transmitir radiación, midiendo la absorbancia de una especie de interés con ayuda de un espectrofotómetro. La fuente de radiación del espectrofotómetro cambiará según sea la clasificación del método, en esta práctica se utiliza uno con un filamento de Tungsteno (, diseñado para longitudes de onda del espectro de luz visible.[pic 5]

Sin olvidar que, aparte de la radiación electromagnética, la espectroscopia incluya aquellos métodos analíticos que no ocupan la radiación electromagnética propiamente para la medición, por ejemplo, la espectroscopia acústica y la espectroscopía de electrones. (Skoog, 2014)

A medida que la luz atraviesa un medio que la absorbe, la cantidad de luz absorbida en cualquier volumen corresponde a la intensidad de luz que incide, luego se multiplica por el coeficiente de la absorción.

Espectro de la radiación electromagnética

Cuando hablamos de la radiación del espectro visible nos referimos a la luz cuya longitud de onda va desde los 400 nm hasta los 800 nm, por debajo de este rango tenemos a la radiación ultravioleta (UV) y a los rayos X y , para longitudes de onda mayores a 800 nm existe la radiación infrarroja (IR), las microondas y radiofrecuencias (RF). Dependiendo de la longitud de onda de la luz, esta acarrea cierta cantidad de energía, la cual excita a la materia con la que entra en contacto con ayuda de los fotones, los cuales interactúan con las partículas subatómicas, la diferencia entre el estado basal y el estado excitado de la molécula estará dado por la energía de la radiación (Harris, 2001), la cual podemos calcular mediante:[pic 6]

[pic 7]

Donde

[pic 8]

[pic 9]

Conociendo que la frecuencia de un rayo de luz está dada por:

[pic 10]

Donde

[pic 11]

[pic 12]

Sustituimos en la primera ecuación y nos damos cuenta que a menor longitud de onda, la energía de la radiación aumenta.

[pic 13]

Esta energía es absorbida por los átomos para pasar a un estado excitado donde los electrones “suben” de un orbital de mayor energía a uno no enlazante o menor energía, este aumento en energía de la molécula no ocurre igual para todas las longitudes de onda.

Cuando se da que la muestra absorbe un parte del haz de luz incidente; después de pasar por un prisma monocromador, la irradiancia del haz de luz disminuye, llegando una cantidad menor al sensor de la que salió de la fuente, a esta relación se le conoce como transmitancia. (Harris, 2001)

[pic 14]

Donde

T: Transmitancia

[pic 15]

P: Radiación que llega al otro lado de la muestra

Ley de Lambert-Beer

La absorbancia se relaciona logarítmicamente con la transmitancia, no obstante, de manera opuesta, la absorbancia mide la cantidad de luz que no está llegando al sensor. Es logarítmica porque, la disminución de la potencia; visto como una diferencia (dP), es proporcional a la potencia, la concentración y una distancia que se puede ver como un “dx” matemáticamente, de tal modo que al integrar se obtienen logaritmos.

[pic 16]

Entonces tenemos que la absorbancia es directamente proporcional a la concentración de la especie química, entre mayor camino recorre el haz a través de la muestra, la luz que llegue al otro lado será menor porque habrá una mayor absorbancia, y para poder expresar esta relación matemáticamente se hace uso de una constante característica de cada sustancia, llamada absortividad molar o coeficiente de extinción.(Harris, 2001)

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Donde

A: Absorbancia (adimensional)

[pic 18]

b: Camino óptico [cm], es la distancia que recorre el haz de luz

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