2.- Estudio de La Variacion de La Absorbancia en Funcion de La Concentracion

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Texto completo

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La absorbancia esta definida como el logaritmo de la inversa La absorbancia esta definida como el logaritmo de la inversa de la transmitancia:de la transmitancia:

)) log( log( 1 1 log log T T  T  T   A  A

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Lambert estudió la influencia de la longitud del paso óptico en la absorbancia y encontró que guardan una Lambert estudió la influencia de la longitud del paso óptico en la absorbancia y encontró que guardan una relación directamente proporcional. De la misma manera Beer estudió la relación entre la concentración de la relación directamente proporcional. De la misma manera Beer estudió la relación entre la concentración de la solución y la absorbancia, dando as

solución y la absorbancia, dando as í mismo una relación directamente proporcional.í mismo una relación directamente proporcional.

De la combinación de ambos estudios surge la ley de Lambert–Beer, en la cual se establece que la De la combinación de ambos estudios surge la ley de Lambert–Beer, en la cual se establece que la absorbancia tiene una relación directamente proporcional tanto con la longitud del paso óptico como con la absorbancia tiene una relación directamente proporcional tanto con la longitud del paso óptico como con la concentración del analito.

concentración del analito. Su expresión matemática es:

Su expresión matemática es:  A A

==

ε ε lC lC 

Donde: Donde:

 A: absorbancia, adimensional.A: absorbancia, adimensional.

 ε ε : constante de proporcionalidad.: constante de proporcionalidad.

 ιι: longitud del paso óptico, cm.: longitud del paso óptico, cm.

 C: concentración, molar o másica.C: concentración, molar o másica. Las unidad

Las unidades es de de la la conconstastante de nte de proproporporciocionalnalidaidad d estestán án en en funfuncióción n de de las unidadlas unidades es utiutilizalizadas en das en lala concentración .Si la concentración esta expresada en molaridad, la constante de equilibrio se denomina concentración .Si la concentración esta expresada en molaridad, la constante de equilibrio se denomina absortividad molar, o coeficiente de extinción molar; si la concentración

absortividad molar, o coeficiente de extinción molar; si la concentración esta expresada en g/L, la esta expresada en g/L, la constante seconstante se denomina absortividad especifica. Esto no restringe las unidades de la concentración, se puede trabajar en denomina absortividad especifica. Esto no restringe las unidades de la concentración, se puede trabajar en diversas unidades.

diversas unidades.

Al obtener la grafica de absorbancia en función de la concentración, se tiene una línea recta, que presentan Al obtener la grafica de absorbancia en función de la concentración, se tiene una línea recta, que presentan las soluciones que siguen la

las soluciones que siguen la ley de Beer.ley de Beer.

OBJETIVO

OBJETIVO

Que el estudiante observe la relación que Que el estudiante observe la relación que existe entre la absorbancia de una sexiste entre la absorbancia de una s olución y la concentración deolución y la concentración de esta.

esta.

MARCO TEÓRICO:

MARCO TEÓRICO:

En 1760, Lambert investigó la relación entre

En 1760, Lambert investigó la relación entre I I 0 0  (luz incidente) e I I (luz incidente) e t t (luz transmitida); posteriormente, en 1852,(luz transmitida); posteriormente, en 1852, Beer estudió la absorción de la luz por las soluciones. La espectrofotometría y la colorimetría se basan en las Beer estudió la absorción de la luz por las soluciones. La espectrofotometría y la colorimetría se basan en las leyes de Lambert y Beer.

leyes de Lambert y Beer. La

La ley de Lambert ley de Lambert establece que cuando pasa luz monocromática por un medio transparente, la disminuciónestablece que cuando pasa luz monocromática por un medio transparente, la disminución de la intensidad, con el espesor del medio, es proporcional a la intensidad de la luz, lo que equivale a decir  de la intensidad, con el espesor del medio, es proporcional a la intensidad de la luz, lo que equivale a decir 

1 1

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que la intensidad de la luz transmitida disminuye exponencialmente al aumentar aritméticamente el espesor  que la intensidad de la luz transmitida disminuye exponencialmente al aumentar aritméticamente el espesor  del medio absorbente, o que espesores iguales de un mismo medio absorben la misma fracción de la luz del medio absorbente, o que espesores iguales de un mismo medio absorben la misma fracción de la luz incidente. Se puede expresar esta ley mediante la ecuación

incidente. Se puede expresar esta ley mediante la ecuación diferencial:diferencial: Donde:

Donde:

I I es la intensidad de la luz es la intensidad de la luz incidente de la longitud de ondaincidente de la longitud de onda λλ

t t  es el espesor del medioes el espesor del medio k 

k es un factor de proporcionalidad.es un factor de proporcionalidad. Integrando y poniendo

Integrando y poniendo I I 0 0 parapara t = 0 t = 0 , se tiene:, se tiene: En donde:

En donde:  I  I t t   I  I  ee kt kt  − −

=

=

00.. Siendo: Siendo:

I I 0 0 la intensidad de luz incidente que llega al la intensidad de luz incidente que llega al medio absorbentemedio absorbente t t el espesor del medioel espesor del medio

I I t t  la intensidad de luz transmitidala intensidad de luz transmitida k 

k una constante para la longitud de onda una constante para la longitud de onda y el medio absorbente, denominaday el medio absorbente, denominada coeficiente de absorción.coeficiente de absorción. Pasando a logaritmos de Briggs, se tiene:

Pasando a logaritmos de Briggs, se tiene: Donde:

Donde: k 

k == kk/2,3206/2,3206= k x 0,4343= k x 0,4343 , y , y se le se le denomdenomina coeficieina coeficiente de nte de extinextinción, que se ción, que se defidefine como la ne como la inversinversa del a del espesoespesor  (1cm) requerido para reducir a

(1cm) requerido para reducir a un décimo la intensidad de la luz un décimo la intensidad de la luz incidente, por lo que:incidente, por lo que:

kt  kt  t  t   I   I   I   I 

=

=

=

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00,,11 1010 0 0 t  t  kI  kI 

=

=

t  t  k  k 

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11 El cociente

El cociente I I t t  /I  /I 0 0 es la es la fraccifracción de ón de la luz la luz incidincidente transmente transmitida por un itida por un espesoespesor t, r t, del medio, y se del medio, y se le denominale denomina transmisión.

transmisión. La inversa de la transmisión es laLa inversa de la transmisión es la opacidad.opacidad. La densidad ópticaLa densidad óptica DD de un medio, tambiénde un medio, también denominada

denominada extinción E extinción E , o la absorbancia A, es el logaritmo de la inversa de , o la absorbancia A, es el logaritmo de la inversa de la transmisión.la transmisión. A

A ssíí, u, un mn meeddiio co cuuyya da deennssiiddaad ód óppttiicca sa seea 1a 1, p, paarra ca ciieerrtta la loonnggiittuud dd de oe onnddaa, t, trraannssmmiitte ue unn décimo, ósea el 10%, de la lu

décimo, ósea el 10%, de la lu z incidente de dicha longitud de onda.z incidente de dicha longitud de onda. Ley de Beer:

Ley de Beer: En 1852, Beer estudió la influencia de la concentración de la solución, del constituyenteEn 1852, Beer estudió la influencia de la concentración de la solución, del constituyente coloreado, en la transmisión y en la absorción de la luz. Descubrió que existe la misma relación entre la coloreado, en la transmisión y en la absorción de la luz. Descubrió que existe la misma relación entre la transmisión y la concentración, que la descubierta por

transmisión y la concentración, que la descubierta por Lambert entre la transmisión y el espesor de Lambert entre la transmisión y el espesor de la capa, esla capa, es de

decicirr, , la la inintetensnsididad ad de de un un hahaz z de de luluz z momononocrocromámátitica ca didismsmininuyuye e exexpoponenencnciaialmlmenente te al al auaumementntar ar  aritméticamente la concentración de la sustancia absorbente, por lo que se puede expresar de la siguiente aritméticamente la concentración de la sustancia absorbente, por lo que se puede expresar de la siguiente forma: forma: Donde: Donde: c  c = concentración= concentración k y k  k y k ´= constantes´= constantes Y se obtiene: Y se obtiene:

La ecuación anterior es la ecuación fundamental de la colorimetría y la espectrofotometría, y se le denomina La ecuación anterior es la ecuación fundamental de la colorimetría y la espectrofotometría, y se le denomina Ley de Lambert-Beer.

Ley de Lambert-Beer. El valor deEl valor deεε depende de la forma en que se expresa la concentración. Sidepende de la forma en que se expresa la concentración. Si c c se expresase expresa

en moles por litro y

en moles por litro y t t en centímetros,en centímetros, εε es eles el coeficiente de extinción molecular coeficiente de extinción molecular , que es la inversa del espesor,, que es la inversa del espesor,

en centímetros, de una solución 1 molar (

en centímetros, de una solución 1 molar ( c c = 1) para lo cual= 1) para lo cual I I t t = 0,1= 0,1 I I 0 0 , pues, pues I I t t  = I I = 0 0 1010--K K , cuando, cuando t t =1 y=1 y c c = 1.= 1. El

El coeficoeficientciente e de de extinextinción ción especíespecíficafica E E SS es el coeficiente de extinción, para una concentración igual a laes el coeficiente de extinción, para una concentración igual a la

kI 

kI 

dt 

dt 

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kt  kt  kt  kt  t t 

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10

−− t t   I   I   I   I  T  T  0 0 log log 1 1 log log == = = cc k  k  cc k  k  cc k  k 

t t 

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ct  ct  t t 

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10

−−ε ε  0 0

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(5)

30 30 log log 00 == = = = = t  t   I   I   I   I   D  D  E   E 

Recapitulando alguno de los términos de empleo corriente en

Recapitulando alguno de los términos de empleo corriente en colorimetría y espectrofotometría, se tiene:colorimetría y espectrofotometría, se tiene:

LaLa densidad óptica Ddensidad óptica D, también denominada, también denominada extinción E extinción E oo absorbancia Aabsorbancia A, de un medio, es el logaritmo del, de un medio, es el logaritmo del cociente de las intensidades de la luz

cociente de las intensidades de la luz incidente y transmitida:incidente y transmitida: Ósea,

Ósea, D

D se se vincula vincula con con el el coeficiente coeficiente de de extinción extinción molecular molecular mediante:mediante:

El coeficiente de extinción molecular es la densidad óptica, cuando el espesor de la capa de la solución es de El coeficiente de extinción molecular es la densidad óptica, cuando el espesor de la capa de la solución es de 1cm y la concentración de la solución es de 1 mol por litro.

1cm y la concentración de la solución es de 1 mol por litro.

LaLa transmisión T transmisión T es el cociente de las es el cociente de las intensidades de la luz transmitida y de la intensidades de la luz transmitida y de la incidente:incidente: La transmitancia

La transmitancia TTc c , es el cociente de la , es el cociente de la transmisión de una cubeta que contiene la stransmisión de una cubeta que contiene la s olución coloreada, y la deolución coloreada, y la de otra cubeta igual que contiene agua u

otra cubeta igual que contiene agua u otro solvente o una solución cuotro solvente o una solución cu ya concentración de la sustanciaya concentración de la sustancia coloreada es cero (ensayo en blanco).

coloreada es cero (ensayo en blanco). La densidad óptica D, es igual al

La densidad óptica D, es igual al logaritmo de la inversa de la transmisión:logaritmo de la inversa de la transmisión:

Los espectrofotómetros tienen escalas graduadas para leer directamente, en tanto en densidades como en Los espectrofotómetros tienen escalas graduadas para leer directamente, en tanto en densidades como en tanto por ciento de transmitancia (o de transmisión, según se ajuste:

tanto por ciento de transmitancia (o de transmisión, según se ajuste: contra ensayo en blanco o contra ensayo en blanco o contra aíre).contra aíre). En las mediciones colorimétricas, por 

En las mediciones colorimétricas, por I I 0 0 se toma la intensidad de luz transmitida por el solvente puro (o ensayose toma la intensidad de luz transmitida por el solvente puro (o ensayo en blanco) o sea la intensidad de la luz que penetra en la solución, y por 

en blanco) o sea la intensidad de la luz que penetra en la solución, y por  I I t t la intensidad de la luz que emergela intensidad de la luz que emerge o es transmitida por la solución.

o es transmitida por la solución. 

El coeficiente de extinción es la densidad óptica para El coeficiente de extinción es la densidad óptica para la unidad de longitud:la unidad de longitud:

t  t   D  D k  k == kt  kt  t  t  I I   I   I 

=

=

1010−− 0 0 

El coeficiente de extinción específica es la densidad óptica para la unidad de longitud y unidad deEl coeficiente de extinción específica es la densidad óptica para la unidad de longitud y unidad de concentración: concentración: cl  cl   D  D  E 

 E 

==

 I  I t t  I I  kt kt  − −

=

=

001010

El coeficiente de extinción molecular, es la densidad óptica para una concentración de 1mol/L y un espesor El coeficiente de extinción molecular, es la densidad óptica para una concentración de 1mol/L y un espesor  de 1cm, siendo M, el peso molecular.

de 1cm, siendo M, el peso molecular.

t t  C  C   D  D m m

==

ε  ε  ε ε 

=

=

 E  E M M 

Desviaciones de la ley de Beer: Desviaciones de la ley de Beer:

∼La ley de Beer se cumple dentro de amplios límites de concentraciones, si la estructura de las moléculas, oLa ley de Beer se cumple dentro de amplios límites de concentraciones, si la estructura de las moléculas, o

de dos iones coloreados en

de dos iones coloreados en solución, no se modifica con la concentración.solución, no se modifica con la concentración.

∼Cantidades pequeñas de electrolitos que no reacciones químicamente con los compuestos coloreados, noCantidades pequeñas de electrolitos que no reacciones químicamente con los compuestos coloreados, no

afectan corrientemente la absorción de la luz; cantidades grandes de electrolitos, pueden desplazar el afectan corrientemente la absorción de la luz; cantidades grandes de electrolitos, pueden desplazar el máximo de absorción y modificar el valor del

máximo de absorción y modificar el valor del coeficiente de extinción.coeficiente de extinción.

Hay desviaciones cuando el soluto coloreado se ioniza, disocia o asocia en solución, pues entonces puedenHay desviaciones cuando el soluto coloreado se ioniza, disocia o asocia en solución, pues entonces pueden modificarse con la concentración, los iones y/o moléculas

modificarse con la concentración, los iones y/o moléculas en solución.en solución.

∼TTambién pueden presentarse desviaciones ambién pueden presentarse desviaciones cuando no se cuando no se emplea luz monocromática.emplea luz monocromática.

El comportamiento de una sustancia, se puede ensayar, representando logEl comportamiento de una sustancia, se puede ensayar, representando log I I 0 0 // I I t t ,, E E o logo log T T , en función de la, en función de la concentración, si se obtiene una línea recta que pasa por el origen (representando

concentración, si se obtiene una línea recta que pasa por el origen (representando E E  en función deen función de c c ) ) sese

t  t   I   I   I   I   A  A  E   E  00 log log = = = = = =  D  D t t 

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−− ε  ε 

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0 0  I   I   I   I t t 

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T  T  log log 1 1 log log ==−− = =

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(7)

∼En trabajos de precisión la comparación colorimétrica o la curva de trabajo se debe utilizar tipos cuyaEn trabajos de precisión la comparación colorimétrica o la curva de trabajo se debe utilizar tipos cuya concentración sea parecida a la que

concentración sea parecida a la que se requiere determinar.se requiere determinar. Representación gráfica de la Ley de

Representación gráfica de la Ley de Beer, para soluciones de KMnOBeer, para soluciones de KMnO44enen l l = 545 nm y un = 545 nm y un camino óptico decamino óptico de 1cm. 1cm. a) En a) En %Transmitancia%Transmitancia b) En Absorbancia b) En Absorbancia

MATERIAL

MATERIAL

2

2 Matraz Matraz aforado aforado de de 10 10 ml ml 2 2 Matraz Matraz aforado aforado de de 25 25 mlml 1

1 Matraz Matraz aforado aforado de de 50 50 ml ml 2 2 VVaso aso de de precipitados precipitados de de 50 50 mlml 1 V

1 Vaso de aso de preciprecipitadpitados de os de 25 ml25 ml 2 Cel2 Celdas padas para el ra el espectespectroforofotómetómetrotro Espátula

Espátula 2 2 Vidrio Vidrio de de relojreloj Embudo

Embudo Papel Papel celdas celdas /espectro/espectro

SUSTANCIAS: SUSTANCIAS: Agua

Agua destilada

destilada Permanganato Permanganato de potasio: de potasio: KMnOKMnO44 Dicromato de potasio: KDicromato de potasio: K22Cr Cr 22O7O7 DICROMA

DICROMATO TO POTÁSICOPOTÁSICO: (Dicromato (VI) de dipotasio; Sal de dipotasio del ácido dicrómico: K: (Dicromato (VI) de dipotasio; Sal de dipotasio del ácido dicrómico: K22Cr Cr 22OO7 7 )) M

Maassa a mmoolleeccuullaarr: : 229944..22 EEststadado o ffísísicico:o: CCrriissttaallees s dde e nnaarraannjja a a a rroojjooss.. Peligros químicos:

Peligros químicos: La sustancia es un oxidante fuerte y reacciona con materiales combustibles y reductores.La sustancia es un oxidante fuerte y reacciona con materiales combustibles y reductores. La disolución en agua es un ácido débil. Reacciona violentamente con hidrazina o hidroxilamina originando La disolución en agua es un ácido débil. Reacciona violentamente con hidrazina o hidroxilamina originando peligro de incendio y explosión.

peligro de incendio y explosión. Toxicidad:

Toxicidad: El contacto prolongado o repetido puede producir sensibilización de la piel. La exposición aEl contacto prolongado o repetido puede producir sensibilización de la piel. La exposición a inhalación prolongada o repetida puede originar asma. La sustancia puede afectar al tracto respiratorio y a los inhalación prolongada o repetida puede originar asma. La sustancia puede afectar al tracto respiratorio y a los riñones, dando lugar a perforación en el tabique nasal y alteraciones renales. Esta sustancia es carcinógena riñones, dando lugar a perforación en el tabique nasal y alteraciones renales. Esta sustancia es carcinógena para los seres humanos.

para los seres humanos. Propiedades físicas:

Propiedades físicas: Se descompone por debajo del punto de ebullición a 500°C; Punto de fusión: 398°CSe descompone por debajo del punto de ebullición a 500°C; Punto de fusión: 398°C Densidad: 2.7 g/cm

Densidad: 2.7 g/cm33; Solubilidad en agua, g/100 ml a 20°C: 12.; Solubilidad en agua, g/100 ml a 20°C: 12. PERMANGANATO DE POTASIO:

PERMANGANATO DE POTASIO: KMnOKMnO44 Masa molecular: 158

Masa molecular: 158 Estado físico:Estado físico: Cristales púrpura oscuroCristales púrpura oscuro Peligros químicos:

Peligros químicos: La sustancia se descompone al calentarla intensamente, produciendo gases tóxicos yLa sustancia se descompone al calentarla intensamente, produciendo gases tóxicos y humos irritantes. La sustancia es un oxidante fuerte y reacciona con materiales combustibles y reductores, humos irritantes. La sustancia es un oxidante fuerte y reacciona con materiales combustibles y reductores, cau

causansando do pelpeligrigro o de de incincendendio io o o expexploslosiónión. . ReaReaccicciona ona vioviolenlentamtamentente e con con metmetaleales s en en forforma ma de de polpolvo,vo, originando peligro de incendio.

originando peligro de incendio. Toxicidad:

Toxicidad: La sustancia es corrosiva para los ojos, la piel y el tracto respiratorio. Corrosiva por ingestión. LaLa sustancia es corrosiva para los ojos, la piel y el tracto respiratorio. Corrosiva por ingestión. La inhalación del polvo de esta

inhalación del polvo de esta sustancia puede originar edema pulmonar. Los efectos pueden aparecer sustancia puede originar edema pulmonar. Los efectos pueden aparecer de formade forma no inmediata. Se recomienda vigilancia médica.

no inmediata. Se recomienda vigilancia médica. Propiedades físicas:

Propiedades físicas: Se descompone por debajo del punto de fusión a 240°C; Densidad: 2.7g/cmSe descompone por debajo del punto de fusión a 240°C; Densidad: 2.7g/cm33SolubilidadSolubilidad en agua, g/100 ml a 20°C: 6.4; Presión de

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GRÁFICA DEL PERMANGANATO DE POTASIO

GRÁFICA DEL PERMANGANATO DE POTASIO

0.5 0.5 1 1 1.5 1.5 2 2 2.5 2.5 3 3      A      A      b      b    s    s     o     o     r     r      b      b    a    a     n     n     c     c      i      i    a    a

PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO

Preparación de la solución madre:Preparación de la solución madre: Realice los cálculos necesarios y prepare 100 ml del compuestoRealice los cálculos necesarios y prepare 100 ml del compuesto seleccionado (Permanganato de potasio o dicromato de potasio), con una

seleccionado (Permanganato de potasio o dicromato de potasio), con una concentración 0.001M.concentración 0.001M.

 g   g  mol  mol   g   g  mol  mol   KMnO  KMnO  g   g  mol  mol   g   g  mol  mol   L  L  L  L mol  mol  O O Cr  Cr   K   K  0158 0158 .. 0 0 )) // 0377 0377 .. 158 158 )( )( 10 10 1 1 (( 0248 0248 .. 0 0 )) // 9866 9866 .. 247 247 )( )( 10 10 1 1 (( )) 1 1 .. 0 0 )( )( // 001 001 .. 0 0 (( 4 4 4 4 4 4 7 7 2 2 2 2

==

××

==

==

××

==

==

−− −−

Preparación de las soluciones diluidas:Preparación de las soluciones diluidas: A partir de la solución madre preparar diluciones al 10, 20, 40, 60,A partir de la solución madre preparar diluciones al 10, 20, 40, 60, 80 y 100% de la solución madre. Recuerde que se requiere un volumen pequeño para enjuagar la celda y 80 y 100% de la solución madre. Recuerde que se requiere un volumen pequeño para enjuagar la celda y realizar la lectura. Ej. Para 10%

realizar la lectura. Ej. Para 10% 1ml/10ml1ml/10ml

ObtObtencención ión de de la la lonlongitgitud ud de de absabsorborbancancia ia máxmáximaima:: De acuerdo a los resultados de la practica 2,De acuerdo a los resultados de la practica 2, especifique un rango de λ en el cual se encuentra el máximo de absorción del compuesto con que va a especifique un rango de λ en el cual se encuentra el máximo de absorción del compuesto con que va a trabajar. Utilizando la solución madre, localice la λ

trabajar. Utilizando la solución madre, localice la λmax.max.El incremento en la longitud de onda debe ser unaEl incremento en la longitud de onda debe ser una unidad.

unidad.

Obtención de la absorbancia:Obtención de la absorbancia: Determine la absorbancia de cada dilución en las longitudes de ondaDetermine la absorbancia de cada dilución en las longitudes de onda siguientes: λ

siguientes: λmax -150nm,max -150nm, λλmax-125nm,max-125nm,λλmax-100nm,max-100nm, λλmax -75nm,max -75nm, λλmax-50nm,max-50nm,λλmax-25nm,max-25nm, λλmax,max, λλmax+25nm,max+25nm,λλmax+50nm,max+50nm,λλmax+75nm,max+75nm,λλmax+100nm,max+100nm, λλmax+125nm,max+125nm,λλmax+150nm.max+150nm.

RESULTADOS

RESULTADOS

1)

1) Permanganato de potasio KMnOPermanganato de potasio KMnO44

λ  λ  (nm) (nm)  A  A 10  10  % %  A  A 20  20  % %  A  A 40  40  % %  A  A 60  60  % %  A  A 80  80  % %  A  A 11 00% 00% 444400 11..1188 11..1199 11..2288 11..2266 11..2211 1.28 1.28  449900 11..2211 11..4400 22..1155 11..6688 11..8844 2.30 2.30  551155 11..3300 11..7722 22..5500 22..0044 22..5500 2.50 2.50  554400 11..2266 11..7733 22..5500 22..1155 22..5500 2.50 2.50  556655 00..9988 11..2255 22..0099 11..5533 11..7766 2.22 2.22  590 590 1.531.53 11..5544 11..7799 11..6666 11..6655 1.811.81 661155 11..3366 11..3333 11..3322 11..4433 11..4400 1.531.53 664400 11..3311 11..2277 11..4433 11..3377 11..3333 1.441.44 666655 11..2277 11..2222 11..3355 11..3311 11..2255 1.37 1.37  669900 11..2255 11..1188 11..2299 11..2277 11..2200 1.30 1.30  774400 11..2266 11..1177 11..2266 11..2255 11..1177 1.27 1.27 

(10)

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(11)

Si 

Si  loglog 11 log(log(T T )) T  T   A  A

 

 

==

−−

 

 

 

 



 

 

 

 

==

entonces T (transmitancia) = antilogaritmo de -Aentonces T (transmitancia) = antilogaritmo de -A

GRÁFICA DE % TRANSMITANCIA EN FUNCIÓN DE LA LONGITUD DE ONDA GRÁFICA DE % TRANSMITANCIA EN FUNCIÓN DE LA LONGITUD DE ONDA

0  0  2  2  4 4 6  6  8  8  10  10  12  12 

444400

449900

551155

554400

556655

559900

661155

664400

666655

669900

774400

LONGITUD DE ONDA LONGITUD DE ONDA      %      %      T      T % %T T ((1100%%)) %%T T ((2200%%)) %%T T ((4400%%)) %%T T ((6600%%)) %%T T ((8800%%)) TT% % ((110000%%)) 2) Dicromato de potasio K  2) Dicromato de potasio K 2 2 Cr Cr 2 2 OO7 7  λ λ (( nm) nm) A A 10% 10% AA 20% 20% A A 40% 40% A A 60% 60% A A 80% 80%  A  A 100% 100% 442200 00..551177 00..556688 00..665522 00..774411 00..882277 0.9410.941 447700 00..333366 00..336699 00..442233 00..4477 00..552211 0.5930.593 449955 00 222277 00 224477 00 227711 00 228833 00 330033 0.338 0.338  λ  λ  (nm) (nm) T T 10% 10% %T%T 20%20%TT %T%T 40%40%TT %T%T 60%60%TT %T%T 80%80%TT %T%T 100%100%TT %T%T 444400 00..00666611 66..6611 00..00664466 66..4466 00..00552255 55..2255 00..00554499 55..4499 00..00661177 66..1177 00..00552255 55..2255 449900 00..00661177 66..1177 00..00339988 33..9988 00..00007711 00..7711 00..00220099 22..0099 00..00114455 11..4455 00..00005500 00..5500 551155 00..00550011 55..0011 00..00119911 11..9911 00..00003322 00..3322 00..00007711 00..7711 00..00003322 00..3322 00..00003322 00..3322 554400 00..00554499 55..4499 00..00118866 11..8866 00..00003322 00..3322 00..00007711 00..7711 00..00003322 00..3322 00..00003322 00..3322 556655 00..11004477 1100..4477 00..00556622 55..6622 00..00008811 00..8811 00..00229966 22..9966 00..00117799 11..7799 00..00006600 00..6600 559900 00..00229955 22..9955 00..00228888 22..8888 00..00116622 11..6622 00..00221199 22..1199 00..00222244 22..2244 00..00115555 11..5555 661155 00..00443377 44..3377 00..00446688 44..6688 00..00447799 44..7799 00..00337722 33..7722 00..00339988 33..9988 00..00229955 22..9955 664400 00..00448899 44..8899 00..00553377 55..3377 00..00337722 33..7722 00..00442277 44..2277 00..00446688 44..6688 00..00336633 33..6633 666655 00..00553377 55..3377 00..00660033 66..0033 00..00444477 44..4477 00..00448899 44..8899 00..00556622 55..6622 00..00442266 44..2266 669900 00..00556622 55..6622 00..00666611 66..6611 00..00551133 55..1133 00..00553377 55..3377 00..00663311 66..3311 00..00550011 55..0011 774400 00..00554499 55..4499 00..00667766 66..7766 00..00554499 55..4499 00..00556622 55..6622 00..00667766 66..7766 00..00553377 55..3377

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667700 00..663322 00..664444 00..664422 00..663311 00..663322 0.638 0.638  772200 00..665566 00..666666 00..666644 00..665544 00..665555 0.6610.661

GRÁFICA DEL DICROMATO DE POTASIO

GRÁFICA DEL DICROMATO DE POTASIO

00

0.1

0.1

0.2

0.2

0.3

0.3

0.4

0.4

0.5

0.5

0.6

0.6

0.7

0.7

0.8

0.8

0.9

0.9

11

442200

447700

449955

552200

554455

557700

559955

662200

664455

667700

772200

LONGITUD DE ONDA LONGITUD DE ONDA      A      A      B      B      S      S      O      O      R      R      B      B      A      A      N      N      C      C      I      I      A      A

A

A ((1100%

%))

A

A ((2200%

%))

A

A ((4400%

%))

A

A ((6600%

%))

A

A ((8800%

%))

A

A ((110000%

%))

Cálculos de la transmitancia para el dicromato de

Cálculos de la transmitancia para el dicromato de potasio:potasio:

λ  λ  (  (  nm) nm) T  T  10% 10% T% T% T  T  20% 20% T% T% T  T  40% 40% T% T% T  T  60% 60% T% T% T  T  80% 80% T% T% T  T  100% 100% T% T% 442200 00..330044 11 30.430.411 0.2700.27033 27.027.033 0.2220.22288 22.222.288 0.1810.18155 18.118.155 0.1480.14899 14.8 14.8 99 0.1140.1146 6  11.411.46 6  447700 00 446611 46.146.1 0.4270.427 42.742.7 0.3770.377 37.737.7 0.3380.338 33.833.8 0.3010.301 30.130.1 0.255 0.255  25.5 25.5 

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8 8 8 8 8 8 8 8 3

8 8 8 8 8 8 8 8 3 33 22 2 2 

%TRANSMITANCIA EN FUNCIÓN DE LA LONGITUD DE ONDA %TRANSMITANCIA EN FUNCIÓN DE LA LONGITUD DE ONDA

0  0  20  20  40  40  60  60  80  80  100  100  120  120  442200 447700 449955 552200 554455 557700 559955 662200 664455 667700 77220  0   Longitud  Longitud       %      %      T      T % %T T ((1100%%)) %%T T ((2200%%)) %%T T ((4400%%)) %T %T ((6600%%)) %%T T ((8800%%)) %%T T ((110000%%))

CUESTIONARIO

CUESTIONARIO

1.- Que es la absorbancia? (A)

1.- Que es la absorbancia? (A) Es el logaritmo del cociente de la potencia inicial P Es el logaritmo del cociente de la potencia inicial P 0 0 de un haz de radiación y de un haz de radiación y  la potencia P del rayo

la potencia P del rayo después de atravesar después de atravesar un medio absorbente, Pun medio absorbente, P, A = log (P , A = log (P 0 0  /P) /P) 2.- ¿Que otro parámetro se utiliza para el

2.- ¿Que otro parámetro se utiliza para el estudio del comportamiento de dichas soluciones?estudio del comportamiento de dichas soluciones? La transmitanciaLa transmitancia 3.-Trace la grafica de 10

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GRÁFICA DE 10-A DEL DICROMATO DE POTASIO GRÁFICA DE 10-A DEL DICROMATO DE POTASIO

GRÁFICA DE 10-A DEL PERMANGANATO DE POTASIO GRÁFICA DE 10-A DEL PERMANGANATO DE POTASIO

0 0 0.02 0.02 0.04 0.04 0.06 0.06 0.08 0.08 0.1 0.1 0.12 0.12 4 44400 449900 551155 554400 556655 559900 661155 664400 666655 696900 774400 Longitud de onda Longitud de onda      1      1      0      0  -   -1

100--A A ((1100%%)) 1100--A A ((2200%%)) 1100--A A ((4400%%)) 1

100--A A ((6600%%)) 1100--A A ((8800%%)) 1100--A A ((110000%%))

b) Dicromato de potasio: b) Dicromato de potasio: λ  λ (nm)(nm)

(10%) 10 

(10%) 10 

-A-A

(20%) 10 

(20%) 10 

-A-A

(40%) 10 

(40%) 10 

-A-A

(60%) 10 

(60%) 10 

-A-A

(80%) 10 

(80%) 10 

-A-A

(100%) 10 

(100%) 10 

-A-A 420 420

00.3

.304

0408

0885

85 0.

0.27

2703

0395

958844 0.

0.22

2228

2843

4351

51 0.

0.18

1815

1551

5157

57 00.1

.148

4893

9361

6111 0.

0.1114

1455

5512

1299

470 470

00..4466113317

175577 00..4422775566228899 00..3377775577221199 00..3333888844441166

00..330011330006

06 00..2255552270

701133

495 495

0.

0.59

5929

2925

253322 0.

0.56

5662

6239

392299 0.

0.53

5357

5796

9666

66 00.5

.521

2119

1947

4711 0.

0.49

4977

7737

3708

08 00.4

.45591

9198

980011

520 520

0.

0.74

7413

1310

102244 0.

0.71

7177

7794

942299 0.

0.70

7046

4693

9307

07 0.

0.71

7161

6143

4341

41 00.7

.71112

1213

1351

51 00.6

.68870

7068

684444

545 545

0.

0.98

9885

8553

530099 0.

0.95

9571

7194

940077 0.

0.95

9549

4992

9259

59 0.

0.98

9817

1747

4794

94 0.

0.98

9817

1747

4794

94 00.9

.96616

1612

122288

570 570

0.

0.14

1448

4877

771199 0.

0.14

1402

0281

813377 0.

0.14

1406

0604

0475

75 0.

0.14

1438

3879

7986

86 0.

0.14

1438

3879

7986

86 00.8

.81184

8464

647799

595 595

00..1166003324

245544 00..1155555599665566 00..1155555599665566 00..1166003322445544

00..115599995558

58 00..4499888884

844499

620 620

0.

0.21

2152

5278

781177 00..20

2094

941112

1255 00.2

.209

0941

4112

1255 0.

0.21

2157

5774

7444

44 0.

0.21

2152

5278

7817

17 00.2

.21123

2324

244455

645 645

0.

0.22

2280

8034

342211 0.

0.22

2223

2330

309999 0.

0.22

2223

2330

3099

99 0.

0.22

2285

8559

5988

88 0.

0.22

2254

5423

2392

92 00.1

.19999

9986

861199

670 670

0.

0.23

2333

3345

458811 0.

0.22

2269

6986

864499 0.

0.22

2280

8034

3421

21 0.

0.23

2338

3883

8372

72 0.

0.23

2333

3345

4581

81 00.2

.23301

0144

441188

720 720

0.

0.22

2208

0800

004477 0.

0.21

2157

5774

744444 0.

0.21

2167

6770

7041

41 0.

0.22

2218

1819

1964

64 0.

0.22

2213

1309

0947

47 00.2

.21182

8272

729999

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4.- ¿Que tendencia presentan los espectros obtenidos?

4.- ¿Que tendencia presentan los espectros obtenidos? Para la gráfica del permanganato es irregular,Para la gráfica del permanganato es irregular,   pr

  primeimero ro desdescieciende nde y y en en 540540nm nm asciasciendende e en en algalgunaunas s conconcencentratraciociones nes brubruscascamenmente te (en (en las las de de menmenor or  concentración), para después bajar (en 10,20 y 60%)y en 40, 80 y 100% asciende y después vuelven a concentración), para después bajar (en 10,20 y 60%)y en 40, 80 y 100% asciende y después vuelven a ascender todas; para la gráfica del dicromato en todas asciende hasta llegar a 545nm y después descienden ascender todas; para la gráfica del dicromato en todas asciende hasta llegar a 545nm y después descienden bruscamente en 570nm

bruscamente en 570nm

5.- ¿Que esperaría de una concentración 100 veces más importante que la solución madre?

5.- ¿Que esperaría de una concentración 100 veces más importante que la solución madre? Una línea rectaUna línea recta más alta y más inclinada y

más alta y más inclinada y que aumentara la absorbancia.que aumentara la absorbancia.

6.- ¿Que comportamiento esperaría de una disolución al 1 % de la solución mas diluida?

6.- ¿Que comportamiento esperaría de una disolución al 1 % de la solución mas diluida? El nivel de losEl nivel de los espectros desciende de manera moderada a

espectros desciende de manera moderada a manera que baja la concentración en una manera que baja la concentración en una dilución.dilución.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS:

DISCUSIÓN DE RESULTADOS:

 Se Se prprepepararó ó ununa a sosolulucición ón mamadrdre e de de 1x1x1010-4-4M, M, de de la la cucuál ál se se hihiciciereron on didilulucicionones es papara ra obobtetenener  concentraciones de 1x10

concentraciones de 1x10-5-5m, 2x10m, 2x10-5-5M. 4x10M. 4x10-5-5M, 6x10M, 6x10-5-5M, 8x10M, 8x10-5-5M a las que se les determino laM a las que se les determino la absorbancia por medio del espectrofotómetro de absorción luz UV-Visible a determinadas longitudes absorbancia por medio del espectrofotómetro de absorción luz UV-Visible a determinadas longitudes de onda.

de onda. 

 Se graficaron estos datos y se observaron comportamientos distintos para ambas soluciones ya queSe graficaron estos datos y se observaron comportamientos distintos para ambas soluciones ya que cada una fue tomada a diferentes longitudes de onda. También se obtuvo la transmitancia (y sus cada una fue tomada a diferentes longitudes de onda. También se obtuvo la transmitancia (y sus respectivas gráficas) a partir de los

respectivas gráficas) a partir de los datos obtenidos de absorbancia para las datos obtenidos de absorbancia para las distintas soluciones.distintas soluciones. 

 Para el permanganato de potasio, en la gráfica de absorbancia en función de la longitud de onda, sePara el permanganato de potasio, en la gráfica de absorbancia en función de la longitud de onda, se observó que conforme aumentaba la concentración, aumentaba la absorbancia, y al llegar a su punto observó que conforme aumentaba la concentración, aumentaba la absorbancia, y al llegar a su punto máximo, enseguida tenía un descenso brusco para las concentraciones más altas, que en cambio máximo, enseguida tenía un descenso brusco para las concentraciones más altas, que en cambio par

para a las las más bajas más bajas ascascendendía, bajabía, bajaba a y y desdespuépués s ascascendendía ía de de nuenuevo, vo, obsobservervándándose ose así ciertasí ciertaa inestabilidad para las soluciones más diluidas.

inestabilidad para las soluciones más diluidas.

 Al realizar la gráfica del %T en función de laAl realizar la gráfica del %T en función de la λλ se observó un comportamiento inverso, en el que lase observó un comportamiento inverso, en el que la

absorbancia iba disminuyendo conforme aumentaba la longitud de onda y para todas las soluciones absorbancia iba disminuyendo conforme aumentaba la longitud de onda y para todas las soluciones en 540nm ascen

en 540nm ascendía, en las menos concedía, en las menos concentradntradas para alcanzar su puntas para alcanzar su punto máximo o máximo y en las y en las menosmenos diluidas para comenzar su ascenso

diluidas para comenzar su ascenso relativamente continuo.relativamente continuo.

 En el cuestionario se realizó una gráfica de 10En el cuestionario se realizó una gráfica de 10-A-Aen función de la longitud de onda, que si se comparaen función de la longitud de onda, que si se compara con la

con la gráfigráfica realizada para la ca realizada para la transmtransmitancitancia se ia se puede apreciapuede apreciar r que son que son igualiguales, lo es, lo que compruebque compruebaa que la transmitancia es el logaritmo de la inversa de la transmitancia, ya que conforme a los datos que la transmitancia es el logaritmo de la inversa de la transmitancia, ya que conforme a los datos experi

experimentmentales se realizaroales se realizaron los cálculos para obtenn los cálculos para obtener la transmiter la transmitancia y ancia y aunque los datoaunque los datos sons son diferentes, al graficar se puede comprobar este dato.

diferentes, al graficar se puede comprobar este dato.

 Para el dicromato de potasio se observan comportamientos distintos, que se pueden apreciar en lasPara el dicromato de potasio se observan comportamientos distintos, que se pueden apreciar en las gráficas, esto debido a que se graficaron los datos con diferentes datos ya que las concentraciones gráficas, esto debido a que se graficaron los datos con diferentes datos ya que las concentraciones eran las mismas, aunque esto también difiere ya

eran las mismas, aunque esto también difiere ya que el espectro UV-Visible para ambas sustancias esque el espectro UV-Visible para ambas sustancias es diferente de acuerdo a su composición.

diferente de acuerdo a su composición.

 En la gráfica de la absorbancia en función de la longitud de onda se puede apreciar como para todasEn la gráfica de la absorbancia en función de la longitud de onda se puede apreciar como para todas las concentraciones provienen de una absorbancia alta y conforme aumenta la longitud de onda las concentraciones provienen de una absorbancia alta y conforme aumenta la longitud de onda disminuye la absorbancia hasta llegar a 545nm, donde todas aumentan bruscamente en línea recta disminuye la absorbancia hasta llegar a 545nm, donde todas aumentan bruscamente en línea recta (excepto la solución madre que sigue su propia trayectoria, aunque también en ascenso), para (excepto la solución madre que sigue su propia trayectoria, aunque también en ascenso), para

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 No se obtuvo el valor deNo se obtuvo el valor de εεya que no se tenía el valor del espesor del medio, razón también por la queya que no se tenía el valor del espesor del medio, razón también por la que no se obtuvo la comparación de la le

no se obtuvo la comparación de la le y de Beer y de esta forma tampoco se obtuvo y de Beer y de esta forma tampoco se obtuvo la comparación conla comparación con la ley Lambert-Beer de acuerdo a las

la ley Lambert-Beer de acuerdo a las concentraciones.concentraciones.

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

Por medio de esta práctica se logró observar Por medio de esta práctica se logró observar la relación que existe entre la absorbancia de una la relación que existe entre la absorbancia de una solución ysolución y su concentración, que a medida que disminuye la concentración de una sustancia, también disminuye su su concentración, que a medida que disminuye la concentración de una sustancia, también disminuye su absorbancia y por lo tanto, en caso contrario, para la transmitancia, conforme disminuye la concentración absorbancia y por lo tanto, en caso contrario, para la transmitancia, conforme disminuye la concentración de

de una una sussustantanciacia, , aumaumententa a su su tratransmnsmitaitancincia. a. TTambambién ién comcomo o ya ya se se menmenciocionó nó se se loglogro ro comcomproprobar bar  experimentalmente que la absorbancia equivale al logaritmo del inverso de la transmitancia y que por lo experimentalmente que la absorbancia equivale al logaritmo del inverso de la transmitancia y que por lo tan

tanto to estesto o es es iguigual al a a la la dendensidsidad ad óptóptica para ica para cadcada a sustsustancancia ia comcomo o se se muemuestrstra a en en las fórmulas fórmulaslas inv

investestigaigadas das en en la la teoteoríaría. . Por lo Por lo tantanto to con este con este tiptipo o de de expexperierimenmentactación ión se se puepueden observden observar ar loslos comportamientos que rigen a las fórmulas teóricas.

comportamientos que rigen a las fórmulas teóricas.

℘ El espectrofotóEl espectrofotómetro nos permito metro nos permito realizar las mediciones realizar las mediciones de de la relación entre la relación entre la radiación de dla radiación de dos rayos;os rayos; Lo que esta transformando es la intensidad de la radiación en señales eléctricas. Las graficas lo que nos Lo que esta transformando es la intensidad de la radiación en señales eléctricas. Las graficas lo que nos muestran es que dependiendo de que tan diluido

muestran es que dependiendo de que tan diluido esta la solución el grafico varia.esta la solución el grafico varia.

Se pudo observar la variación de la absorbancia con respecto a la concentración madre que preparamos.Se pudo observar la variación de la absorbancia con respecto a la concentración madre que preparamos. Se estudiaron los fundamentos de los métodos espectroquímicos, así como la ley de absorbancia. Se estudiaron los fundamentos de los métodos espectroquímicos, así como la ley de absorbancia. También se aplico lo que es la ley de Beer que se puede utilizar de diferente manera como las También se aplico lo que es la ley de Beer que se puede utilizar de diferente manera como las absortividades molares, también se puede utilizar el valor de la absorbancia medida para conocer las absortividades molares, también se puede utilizar el valor de la absorbancia medida para conocer las concen

concentraciotraciones, si nes, si es que es que se conocen la se conocen la absortabsortividaividad d y la y la longilongitud de tud de la trayectola trayectoria de ria de la radiaciónla radiación. La. La absorbancia esta relacionada linealmente con la concentración de las especies absorbentes y con la absorbancia esta relacionada linealmente con la concentración de las especies absorbentes y con la longitud de la trayectoria de la radiación. La relación lineal entre la absorbancia y la longitud de la longitud de la trayectoria de la radiación. La relación lineal entre la absorbancia y la longitud de la trayectoria de la radiación a una concentración fija, es una generalización para la que hay pocas trayectoria de la radiación a una concentración fija, es una generalización para la que hay pocas excepciones.

excepciones.

Con Con prápráctictica ca reareanudnudamoamos s el el apraprendendizajizaje e sobsobre re espespectectrofrofotootometmetría ría y y ahoahora ra comcomproprobambamos os que que lala absorbancia también puede representarse en función del número de onda o de la frecuencia. También absorbancia también puede representarse en función del número de onda o de la frecuencia. También comprobamos su funcionamiento y sabemos que en la espectroscopia la muestra se estimula en alguna comprobamos su funcionamiento y sabemos que en la espectroscopia la muestra se estimula en alguna forma, aplicando calor, de electricidad, de luz, de partículas o sometiéndola a alguna reacción química. forma, aplicando calor, de electricidad, de luz, de partículas o sometiéndola a alguna reacción química.

℘ esta practica realizada nos servio para reafirmar los conocimientos ya obtenidos sobre espectro deesta practica realizada nos servio para reafirmar los conocimientos ya obtenidos sobre espectro de

absorción. Como se observa en las diferentes graficas, hay mayor transmitancia en la concentración que absorción. Como se observa en las diferentes graficas, hay mayor transmitancia en la concentración que se encuentra al 100%. Se

se encuentra al 100%. Se dice que dice que la transmitla transmitancia de la ancia de la solucisolución es ón es la fracción de la fracción de radiaradiación incidentción incidentee que transmite la solución.

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Vogel, A. I. QUÍMICA ANALÍTICA CUANTITATIVA II, teoría y práctica. Teoría de la espectrofotometría y deVogel, A. I. QUÍMICA ANALÍTICA CUANTITATIVA II, teoría y práctica. Teoría de la espectrofotometría y de la colorimetría. Kapelusz: Argentina, 2ª ed., 1969. pp.843-848.

la colorimetría. Kapelusz: Argentina, 2ª ed., 1969. pp.843-848.

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