Examen unidad 1

Alumno: Jessica Jazmín Tenorio Díaz

1) Deduce la ecuación de lamber beer.La ecuación

A=−logT=logp0p

=¿ εbc ¿

Representa la ley de beer. El razonamiento de esta relación es el siguiente. Considere el bloque de material absorbente (solido, líquido o gas) que se muestra en la figura:

Un haz de radicación monocromático atraviesa el bloque y tiene una potencia P0. Después de atravesar una longitud b de material, que contiene n átomos, iones o moléculas absorbentes, su potencia disminuye hasta un valor P como resultado de la absorción. Considere ahora una sección transversal del bloque con área S y espesor infinitesimal dx . Esta sección contiene dn partículas de absorbentes: es posible imaginar, asociada con cada partícula, una superficie en el cual tendrá lugar la captura del fotón. El área total proyectada de estas superficies de captura dentro de la sección se designa como dS; ña relación entre el área de captura y el área total es entonces dS /S .

La potencia del haz que entra en la sección, P x es proporcional al número de fotones por unidad de área y dP, representa la potencia absorbida de luz tan solo en la sección, la

fracción absorbida será entonces −d P xPx

. El signo menos indica que la energía sufre un

descenso al atravesar la región absorbente. Por consiguiente: −dPxPx

=dSS

Se asume que dS es la suma de las áreas de captura de las partículas que están dentro de la sección; por lo tanto, tiene que ser proporcional al número de partículas, es decir

dS=adnDonde dn es el número de partículas a es una constante de proporcionalidad que puede llamarse sección transversal de captura. Al combinar las ecuaciones integrando en un intervalo comprendido entre 0 y n se obtiene

−∫P0

P dP xPx

=∫0

nadnS

Cuando se evalúan estas integrales, se llega a

−ln PP0

=anS

Luego de transformar en logaritmos decimales e invertir la fracción para cambiar el signo, se tiene

logP0P

= an2.303 S

Donde n es el número total de partículas que hay en el bloque que se mostró anteriormente. El área de la sección transversal S puede expresarse como el cociente del volumen del bloque V en centímetros cúbicos entre su longitud b en centímetros. Entonces,

S=Vbcm2

Al sustituir esta cantidad en la formula anterior se tiene

logP0P

= anb2.303V

Observamos que como n/V es el número de partículas por centímetro cubico, que es una unidad de concentración. Entonces es posible convertir n/V en moles por litro por que la cantidad de moles es

numero demoles= n particulas

3.02×1023particula smol

Y c en moles por litro está definido por

c= n69.02×1023

mol×1000

cm3

LV cm3

¿ 1000n

6.02×1023Vmol/L

Al continuar esta relación con la ecuación log se obtiene

logP0P

=6.02×1023abc

2.303×1000Por último, las constantes de esta ecuación se puede agrupar en un único termino ε con lo que se tiene

logP0P

=εbc=A

2) ¿Cuáles son las propiedades de la radiación electromagnética señalada en el espectro electromagnético? Radiofrecuencia

Las ondas de radio suelen ser utilizadas mediante antenas del tamaño apropiado (según el principio de resonancia), con longitudes de onda en los límites de cientos de metros a aproximadamente un milímetro. Se usan para la transmisión de datos, a

través de la modulación. La televisión, los teléfonos móviles, las resonancias magnéticas, o las redes inalámbricas y de radio-aficionados, son algunos usos populares de las ondas de radio.

Las ondas de radio pueden transportar información variando la combinación de amplitud, frecuencia y fase de la onda dentro de una banda de frecuencia. El uso del espectro de radio está regulado por muchos gobiernos mediante la asignación de frecuencias. Cuando la radiación electromagnética impacta sobre un conductor, se empareja con él y viaja a lo largo del mismo, induciendo una corriente eléctrica en la superficie de ese conductor mediante la excitación de los electrones del material de conducción. Este efecto (el efecto piel) se usado en las antenas. La radiación electromagnética también puede hacer que ciertas moléculas absorban energía y se calienten, una característica que se utiliza en en los microondas.

MicroondasLa frecuencia super alta (SHF) y la frecuencia extremadamente alta (EHF) de las microondas son las siguientes en la escala de frecuencia. Las microondas son ondas los suficientemente cortas como para emplear guías de ondas metálicas tubulares de diámetro razonable. La energía de microondas se produce con tubos klistrón y tubos magnetrón, y con diodos de estado sólido como los dispositivos Gunn e IMPATT. Las microondas son absorbidas por la moléculas que tienen un momento dipolar en líquidos. En un horno microondas, este efecto se usa para calentar la comida. La radiación de microondas de baja intensidad se utiliza en Wi-Fi.

El horno microondas promedio, cuando está activo, está en un rango cercano y bastante poderoso como para causar interferencia con campos electromagnéticos mal protegidos, como los que se encuentran en dispositivos médicos móviles y aparatos electrónicos baratos.

Rayos TLa radiación de terahertzios (o Rayos T) es una región del espectro situada entre el infrarrojo lejano y las microondas. Hasta hace poco, este rango estaba muy poco estudiado, ya que apenas había fuentes para la energía microondas en el extremo alto de la banda (ondas submilimétrica o también llamadas ondas terahertzios). Sin embargo, están apareciendo aplicaciones para mostrar imágenes y comunicaciones. Los científicos también buscan aplicar la tecnología de rayos T en las fuerzas armadas, donde podrían usarse para dirigirlas a las tropas enemigas, ya que las ondas de alta frecuencia incapacitan los equipos electrónicos.

Radiación infrarrojaLa parte infrarroja del espectro electromagnético cubre el rango desde aproximadamente los 300 GHz (1 mm) hasta los 400 THz (750 nm). Puede ser dividida

en tres partes:

Infrarrojo lejano, desde 300 GHz (1 mm) hasta 30 THz (10 μm). La parte inferior de este rango también puede llamarse microondas. Esta radiación es absorbida por los llamados modos rotatorios en las moléculas en fase gaseosa, mediante movimientos moleculares en los líquidos, y mediante fotones en los sólidos. El agua en la atmósfera de la Tierra absorbe tan fuertemente esta radiación que confiere a la atmósfera efectividad opaca. Sin embargo, hay ciertos rangos de longitudes de onda ("ventanas") dentro del rango opaca¡o que permiten la transmisión parcial, y pueden ser usados en astronomía. El rango de longitud de onda de aproximadamente 200 μm hasta unos pocos mm suele llamarse "radiación submilimétrica" en astronomía, reservando el infrarrojo lejano para longitudes de onda por debajo de los 200 μm.

* Infrarrojo medio, desde 30 a 120 THz (10 a 2.5 μm). Los objetos calientes (radiadores de cuerpo negro) pueden irradiar fuertemente en este rango. Se absorbe por vibraciones moleculares, es decir, cuando los diferentes átomos en una molécula vibran alrededor de sus posiciones de equilibrio. Este rango es llamado, a veces, región de huella digital, ya que el espectro de absorción del infrarrojo medio de cada compuesto es muy específico.

* Infrarrojo cercano, desde 120 a 400 THz (2500 a 750 nm). Los procesos físicos que son relevantes para este rango son similares a los de la luz visible.

Radiación visible (luz)La frecuencia por encima del infrarrojo es la de la luz visible. Este es el rango en el que el Sol y las estrellas similares a él emiten la mayor parte de su radiación. No es probablemente una coincidencia que el ojo humano sea sensible a las longitudes de onda que el sol emite con más fuerza. La luz visible (y la luz cercana al infrarrojo) son absorbidas y emitidas por electrones en las moléculas y átomos que se mueven desde un nivel de energía a otro. La luz que vemos con nuestros ojos es realmente una parte muy pequeña del espectro electromagnético. Un arco iris muestra la parte óptica (visible) del espectro electromagnético; el infrarrojo (si pudiera verse) estaría localizado justo a continuación del lado rojo del arco iris, mientras que el ultravioleta estaría tras el violeta.

La radiación electromagnética con una longitud de onda entre aproximadamente 400 nm y 700 nm es detectado por el ojo humano y percibida como luz visible. A otras longitudes de onda, sobre todo al infrarrojo cercano (más largo de 700 nm) y al ultravioleta (más corto que 400 nm) también se les llama luz a veces, sobre todo cuando la visibilidad para los humanos no es relevante.

Si la radiación que tiene una frecuencia en la región visible del espectro

electromagnético se refleja en un objeto, como por ejemplo un plato hondo de fruta, y luego impacta en nuestros ojos, obtenemos una percepción visual de la escena. El sistema visual de nuestro cerebro procesa la multitud de frecuencias reflejadas en diferentes sombras y matices, y a través de este fenéomeno psicofísico que todavía no se entiende completamente, es como percibiríamos los objetos.

En la mayor parte de las longitudes de onda, sin embargo, la información transportada por la radiación electromagnética no es directamente descubierta por los sentidos humanos. Las fuentes naturales producen radiación electromagnética a través del espectro, y nuestra tecnología también puede manipular un amplio rango de longitudes de onda. La fibra óptica transmite luz que, aunque no es adecuada para la visión directa, puede transportar datos que luego son traducidos en sonido o imagen. La codificación usada en tales datos es similar a lo que se usa con las ondas de radio.

Luz ultravioletaLa siguiente frecuencia en el espectro es el ultravioleta (o rayos UV), que es la radiación cuya longitud de onda es más corta que el extremo violeta del espectro visible.

Al ser muy energética, la radiación ultravioleta puede romper enlaces químicos, haciendo a las moléculas excepcionalmente reactivas o ionizándolas, lo que cambia su comportamiento. Las quemaduras solares, por ejemplo, están causadas por los efectos perjudiciales de la radiación UV en las células de la piel, y pueden causar incluso cáncer de piel si la radiación daña las moléculas de ADN complejas en las células (la radiación UV es un mutágeno). El Sol emite una gran cantidad de radiación UV, lo que podría convertir rápidamente la Tierra en un desierto estéril si no fuera porque, en su mayor parte, es absorbida por la capa de ozono de la atmósfera antes de alcanzar la superficie.

Rayos XDespués del ultravioleta vienen los rayos X. Los rayos X duros tienen longitudes de onda más cortas que los rayos X suaves. Se usan generalmente para ver a través de algunos objetos, así como para la física de alta energía y la astronomía. Las estrellas de neutrones y los discos de acreción alrededor de los agujeros negros emiten rayos X, lo que nos permite estudiarlos.

Los rayos X pasan por la mayor parte de sustancias, y esto los hace útiles en medicina e industria. También son emitidos por las estrellas, y especialmente por algunos tipos de nebulosas. Un aparato de radiografía funciona disparando un haz de electrones sobre un "objetivo". Si los electrones se disparan con suficiente energía, se producen rayos X.

Rayos gammaDespués de los rayos X duros vienen los rayos gamma. Son los fotones más energéticos, y no se conoce el límite más bajo de su longitud de onda. Son útiles a los astrónomos en el estudio de objetos o regiones de alta energía, y son útiles para los físicos gracias a su capacidad penetrante y su producción de radioisótopos. La longitud de onda de los rayos gamma puede medirse con gran exactitud por medio de dispersión Compton

3) ¿Cuáles son las regiones del espectro electromagnético de la luz?

4) ¿Qué ropa absorbe más calor roja o azul? 5) En que consiste la química analítica clásica

Se basan en las propiedades químicas de la sustancia que se analiza, es decir, del analito. Algunos de estos métodos son las gravimetrías, las volumetrías y métodos cualitativos clásicos. Este método es denominado ya que son todos aquellos métodos químicos que se basan casi exclusivamente en reacciones químicas, y en los que la instrumentación es escasa.

6) En que consiste la química analítica instrumental.Se basan en la medida de alguna propiedad física del analito denominada señal analítica

(conductividad, potencial, absorción o emisión de luz, etc.), está se encuentra relacionada con la naturaleza del analito y su concentración. Básicamente consisten en un conjunto de técnicas y métodos para realizar los procedimientos de la Química Analítica mediante el uso de instrumentos.

7) ¿Cuáles son las partes de un analizador instrumental?

8) ¿Cuáles son las características del espectro UV-vis en una molécula? ? Sus principales características se basan en que es una espectroscopia de emisión de fotones y una espectrofotometría. Utiliza radiación electromagnética (luz) de las regiones visible, ultravioleta cercana (UV) e infrarroja cercana (NIR) del espectro electromagnético, es decir, una longitud de onda entre 380nm y 780nm. La radiación absorbida por las moléculas desde esta región del espectro provoca transiciones electrónicas que pueden ser cuantificadas.

9) ¿Cuáles son las características del espectro de masas?Las principales características del espectro de masa se basan en que tiene una información bidimensional la cual representa el parámetro relacionado con la abundancia en los diferentes tipos de iones en función de la relación masa/carga de cada uno de ellos.

10) Indica cuales son los problemas que se presentan en el análisis instrumental clásico e instrumental. Cuando no se determina el tiempo y el esmero que se requerirá en el análisis. No se determina con exactitud el intervalo de concentraciones al que debe adaptarse

el método. No determinar un parámetro de inversión monetario y de tiempo. Las propiedades físicas y químicas de la matriz de la muestra son insuficientes. Muestras defectuosas para analizar.