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7/24/2019 trabanalisis

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FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIAS AMBIENTALES

TRABAJO ENCARGADO

Espectrofotometra UV-Visible y la ley de Lambert-Beer

Curso: Anlisis Instrumental

Alumno: R!r"#ue$ %e&alls' Ren$ Gil(ert

Profesor: In#) Dinisi Mntal&' Fran*lin

Ciclo: +,-./I

Fecha: ,01,.1-.

!"#$ %A&'A

(U"!VE&)!*A* "AC!$"AL A#&A&!A *E LA)ELVA+


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!, !"&$*UCC!$"

La ma2r"a !e ls 3r(lemas anal"ti4s reales 4mien$an 4n una 4m3le5a

me$4la a 3artir !e la 4ual es ne4esari aislar' i!enti6i4ar 2 4uanti6i4ar un ms

4m3nentes !e la misma)

Se 3ue!en 3lantear las si#uientes 4uestines7 una' !e 4ar4ter 4ualitati& 89!e

:u; 4m3nente se trataar una !es4ri34i?n !el m;t! es3e4tr6tm;tri4 3ara !ar al le4tr una

i!ea !el em3le !el mism 2 su utili!a! en ls ensa2s !e sustan4ias)


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!!, &EV!)!" *E L!E&AU&A

!!,., Fundamento /cnico,

Cm es sa(i!' las t;4ni4as es3e4trs4?3i4as se (asan en laintera44i?n !e la ra!ia4i?n ele4trma#n;ti4a 4n la materia) A tra&;s !e

esta intera44i?n las ml;4ulas 3ue!en 3asar !e un esta! ener#;ti4' m'

a tr esta! ener#;ti4 !istint' l' a(sr(ien! una 4anti!a! !e ener#"a

ra!iante i#ual a la !i6eren4ia ener#;ti4a eistente entre ls !s ni&eles7

El / Em) Para 4nse#uir est' las ml;4ulas a(sr(en un 6t?n !e una

ra!ia4i?n tal :ue7

E > >41*

> Cnstante !e Plan4* ))-,/0J)s

n Fre4uen4ia !e la ra!ia4i?n41*

4 &el4i!a! !e la lu$)-,-, 4m)s/-

ln#itu! !e n!a

Ests trnsits ener#;ti4s sn ls :ue !an ri#en a ls es3e4trs :ue'

en !e6initi&a' n sn ms :ue el re#istr !e las !istintas m8o

*= a las :uese 3r!u4en ests trnsits ener#;ti4s m&imients &i(ra4inales !e

las ml;4ulas' !e la rta4i?n !el mism et4) Las ml;4ulas 3ue!en

intera44inar 4n ra!ia4ines ele4trma#n;ti4as !e un ran# mu2 am3li

!e ln#itu!es !e n!a' !an! lu#ar a !istints ti3s !e es3e4trs43ias

se#@n las !i6erentes re#ines) Un es:uema 3!r"a ser el si#uiente7


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La es3e4trs43ia UV/Visi(le 8es3e4trs ele4tr?ni4s=' se !e(e a la

transi4i?n !e ls ele4trnes ms eterns !e ls tms !e las

ml;4ulas' !es!e ni&eles 6un!amentales a ni&eles ms alts !e ener#"a)

!!,0, Ley de Lambert-Beer,

Si se >a4e in4i!ir ra!ia4i?n mn4rmti4a s(re una muestra 4n una

4n4entra4i?n C !e una sustan4ia :ue a(sr(e a esa ln#itu! !e n!a

' la intensi!a! !e la ra!ia4i?n :ue la atra&iesa'I' est rela4ina!a 4n

la intensi!a! in4i!ente I0 2 4n el es3esr !e la muestra'l ' 3r la

e3resi?n7

a(itualmente' el 44iente I1I0 se !enmina (transmitancia+ !e la

muestra 2 se suele e3resar 4m 3r4enta5e !e lu$ transmiti!a 7 I1I0

100) Pr tra 3arte' se !e6ine la (absorbancia+ !e la muestra 4m7A

= log(1/T)) Tant la a(sr(an4ia 4m la transmitan4ia sn ma#nitu!es

:ue se (tienen !ire4tamente en el es3e4tr6t?metr)

Se#@n estas !e6ini4ines' :ue!a 6inalmente la si#uiente e3resi?n :uese 4n4e 4n el nm(re !e la le2 !e Lam(ert/Beer7


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Dn!e es la (absorti1idad molar 8una me!i!a !e la ra!ia4i?n

a(sr(i!a=' :ue es un &alr 4nstante 3ara 4a!a sustan4ia a 4a!a

ln#itu! !e n!a 2 en unas 4n!i4ines e3erimentales !etermina!asH

tam(i;n se !enmina (coeficiente de e2tinci3n molar+ si' 4m es

6re4uente' la 4n4entra4i?n se e3resa en mles 3r litr)

Si se 3era' 3r tant' a una ln#itu! !e n!a !a!a 2 4n una 4u(eta

!e un !etermina! es3esr' l ' la a(sr(an4iaA' me!i(le !ire4tamente'

es 3r3r4inal a la 4n4entra4i?n mlar !e la muestra' c' l :ue

4nstitu2e el 6un!ament !el anlisis es3e4tr6tm;tri4 4uantitati&)

Eisten' sin em(ar#' !istints 6a4tres :ue a6e4tan al 4um3limient !e

la le2 !e Lam(ert/Beer' es3e4ialmente a 4n4entra4ines ele&a!as) Pr

ell antes !e 3r4e!er al anlisis !e una muestra es 3re4is 4m3r(ar

e3erimentalmente el ran# !e 4n4entra4ines en :ue !i4>a le2 se

4um3le' (tenien! la 4ur&a !e 4ali(ra! :ue rela4ina las

a(sr(an4ias 4n las 4n4entra4ines)

La le2 !e Lam(ert/Beer 3ue!e tam(i;n a3li4arse al anlisis 4uantitati&

!e me$4las !e !s ms sustan4ias' siem3re :ue sus res3e4ti&s

es3e4trs !e a(sr4i?n sean l su6i4ientemente !istints) El

3r4e!imient se (asa en :ue la a(sr(an4ia es una 3r3ie!a! a!iti&a'

!e tal 6rma :ue la a(sr(an4ia ttal !e una me$4la es la suma !e 4a!aun !e ls 4m3nentes) As"' 3ara una me$4la !e !s 4m3nentes' - 2

+' :ue a(sr(en ra!ia4i?n !e una misma ln#itu! !e n!a' se 4um3lir

:ue7

Su3n#ams' entn4es' :ue nuestr 3r(lema es el anlisis !e una

me$4la !e !s sustan4ias) En 3rimer lu#ar se >a(r !e re#istrar el


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es3e4tr !e a(sr4i?n !e 4a!a una !e ellas 3r se3ara!' 4n l :ue

ns 3!rems en4ntrarns en una !e las !s situa4ines si#uientes7

a= Am(s es3e4trs n 3resentan sla3amient en el mar#en !e ln#itu!es

!e n!a !e tra(a5) El 3r(lema se re!u4e' entn4es' a sen!s anlisis

3r se3ara!' 4a!a un en la $na !el es3e4tr en !n!e 4a!a

4m3nente !e la me$4la se 3resenta 4m @ni4 a(sr(ente)(= Am(s es3e4trs 3resentan sla3amient en una $na !etermina!a !e

ln#itu!es !e n!a) En este 4as se >an !e sele44inar !s ln#itu!es

!e n!a !i6erentes' - 2 +' 2 (tener' 4n !islu4ines !e las

sustan4ias 3uras' las res3e4ti&as a(srti&i!a!es mlares a 4a!a ln#itu!

!e n!a7 1 1, 1 2, 2 1, 2 2 ) Cn ests !atsse 3ue!en !eterminar

las 4n4entra4ines !e ls !s 4m3nentes !e la me$4la a3artir !e las

me!i!as !e la a(sr(an4ia !e la misma a las ln#itu!es !e n!a !e

tra(a5 sele44ina!as' A12 A2) El 4l4ul se reali$a resl&ien! el

si#uientesistema !e + e4ua4ines 4n + in4?#nitas7

!!,4, !nstrumento de la Lu5 UV-Visible 6espectrofot3metro7,


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La me!i!a !e la a(sr(an4ia se lle&a a 4a( 4n la a2u!a !e un

es3e4tr6t?metr' :ue en esen4ia 4nsta !e un mn4rma!r 83risma

re! !e !i6ra44i?n= :ue 4ntrla la ln#itu! !e n!a !e la ra!ia4i?n :ue

se >a4e in4i!ir s(re la muestra) La ra!ia4i?n n a(sr(i!a se !ete4ta 2

mi!e 4n&enientemente) La a(sr(an4ia !e la muestra se 4m3ara 4n

la !e una re6eren4ia :ue 4nsta estri4tamente !e !isl&ente)

Las instru44ines #enerales !e mane5 !e un es3e4tr6t?metr ser"an7

-)/ En4en!i! !e lm3aras7

-)-) Lm3ara !e tun#sten 8$na !el Visi(le' ,, a 0, nm=' en4en!i!

instantne)

-)+) Lm3ara !e Deuteri 8$na !el UV' 0, a +,, nm a3r)=' ne4esita

un 4alentamient 3re&i)

+)/ A!a3ta4i?n !el es3e5 a la lm3ara a!e4ua!a' aten!ien! al ran#

!e ln#itu! !e n!a !e tra(a5 8s?l en ls es3e4tr6t?metrs n

autmti4s=)


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)/ Sele44inar el &alr !e ln#itu! !e n!a 4n el man!

4rres3n!iente)

0)/ A5uste !el 4er !e transmitan4ias 8ta3a le&anta!a= 4n a2u!a !el

man! (A8uste del cero+9 >asta :ue a3are$4a CERO en la 3antalla)

.)/ A5uste !el -,, !e transmitan4ia 8, !e a(sr(an4ia= 4n la

re6eren4ia' :ue nrmalmente es el !isl&ente !e la muestra' utili$an!

3ara ell el man! (A-+,

)/ Leer el &alr !e A(sr(an4ia1Transmitan4ia !e la muestra)

Las 4u(etas em3lea!as en el es3e4tr6t?metr 8-),, 4m !e es3esr=

!e(en estar es4ru3ulsamente lim3ias 2 !e(en 4#erse siem3re 3r sus

4aras esmerila!as u 3a4as) N es 4n&eniente se4arlas lim3iarlas

4n 3a3el r!inari 3r el 4ar4ter a(rasi& !e ;ste sin 4n un 3a3el

sua&e)

!!,, Aplicaci3n de la ley de Lambert-Beer con el uso del

Espectrofot3metro,

Una !e las a3li4a4ines 3r4ti4as !e ma2r inter;s !e laes3e4tr6tmetr"a !e a(sr4i?n UV/Visi(le es la !el anlisis 4uantitati&'

(asa!a en la a3li4a4i?n !e la e4ua4i?n !e Lam(ert/Beer)

!!,,., %ateriales a usar,/ Es3e4tr6t?metr UV/Visi(le 2 4u(etas !e 3lsti4)/ Matra4es a6ra!s !e -, mL/ Vass !e 3re4i3ita!s !e -,, mL/ Pi3etas #ra!ua!as !e -, mL 2 !e . mL)

/ 0 Fras4s !e alma4enamient)/ Dislu4i?n !e A$ul !e Brmtiml en me!i 4i! 8A= !e

4n4entra4i?n .)-,/. M/ Dislu4i?n !e A$ul !e Brmtiml en me!i (si4 8A/= !e

4n4entra4i?n .)-,/. M/ Dislu4i?n !ilu2ente 4i!a7 Cl -,/+M)/ Dislu4i?n !ilu2ente (si4a7 NaO -,/+ M)

!!,,0, Procedimiento E2perimental,


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a7 Preparacin de disoluciones de la forma cida del Azul de

Bromotimol:

Tman! 4m (ase una !islu4i?n !e 3arti!a' 6a4ilita!a 3r el

3r6esr' !e A$ul !e Brmtiml .),,)-,/. M en me!i 4i! 8Cl='

3re3rense 3r !ilu4i?n las si#uientes !islu4ines7

Disolucin A: En un matra$ !e -, mL 3i3etear K mL !e !islu4i?n !e

3arti!a 2 En rasar 4n !ilu2ente 4i! 8Cl=)

Disolucin B: En un matra$ !e -, mL 3i3etear mL !e !islu4i?n !e

3arti!a 2 enrasar 4n !ilu2ente 4i!)

Disolucin C: En un matra$ !e -, mL 3i3etear 0 mL !e !islu4i?n !e

3arti!a 2 enrasar 4n !ilu2ente 4i!)

Disolucin D: En un matra$ !e -, mL 3i3etear + mL !e !islu4i?n !e3arti!a 2 enrasar 4n !ilu2ente 4i!)

b7 Preparacin de disoluciones de la forma bsica del Azul de

Bromotimol:

Tman! a>ra 4m (ase una !islu4i?n !e 3arti!a' 6a4ilita!a

3r el 3r6esr' !e A$ul !e Brmtiml .),,)-,/. M en me!i

(si4 8NaO -,/+M=' 3re3rense 3r !ilu4i?n las mismas!islu4ines :ue en el a3arta! anterir 3er a>ra enrasan!

4n !ilu2ente (si4 8NaO=)

c7 $btenci3n de los espectros de la forma ;cida y bsi4a del

indicador:

Para ell &ams a utili$ar las !islu4ines A res3e4ti&as

3re3ara!as anterirmente)

En 4a!a 4as' llenarems una 4u(eta 4n la re6eren4ia a!e4ua!a

2 tra 4n la muestra a me!ir) A 4ntinua4i?n' irems mi!ien! el

&alr !e la a(sr(an4ia !e la muestra a !istintas ln#itu!es !e

n!a entre 0,, 2 K, nm' >a4ien! las me!i!as a inter&als !e -,

nm) Es im3rtante tener en 4uenta :ue' 4a!a &e$ :ue se

m!i6i:ue el &alr !e la ln#itu! !e n!a' >a2 :ue a5ustar !e

nue& el 4er !e a(sr(an4ia 4n la re6eren4ia)


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Finalmente' se re3resentan ls !ats en 3a3el milimetra!' !e

manera :ue 6i#ure la a(sr(an4ia A en r!ena!as 6rente a

ln#itu! !e n!a en a(4isas7

c7 $btenci3n de las rectas de calibrado para las formas ;cida

y b;sica del A5ul de Bromotimol:

A la &ista !e ls es3e4trs !e a(sr4i?n !e la 6rma 4i!a 2

(si4a !el in!i4a!r' se a3re4iar un mim 3ara la 6rma

(si4a en trn a +, nm 2 un mim 3ara la 6rma 4i!a


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alre!e!r !e 00, nm) Ele#i!s ests &alres !e ln#itu! !e

n!a 4m ls ms i!?nes' se mi!e la a(sr(an4ia !e 4a!a

una !e las !islu4ines 3re3ara!as en el a3arta! a=

8!islu4ines !e la A a la D=' a5ustan! 3re&iamente el 4er !e

a(sr(an4ia a 4a!a ln#itu! !e n!a 4n la re6eren4ia

a!e4ua!a) Cn ls !ats !e A(sr(an4ia se ela(ran las !s

ta(las 4rres3n!ientes' una 3ara la 6rma 4i!a 2 tra 3ara la

6rma (si4a' :ue sern !el ti3:

Las re4tas :ue se (tienen sn !el ti3 y = ax' !e 6rma :ue al

4m3ararlas 4n la le2 !e Lam(ert/Beer se !e!u4e :ue7


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De !n!e7

Cm la ln#itu! !e la 4u(eta es !e -),, 4m se (tiene el &alr !e en M/-4m/-)

Pr tant >a(rems !etermina! las 4uatr a(srti&i!a!es mlares :ue

est(ams (us4an!7

!!!, C$"CLU)!$"E)

Se >a lle#a! a la 4n4lusi?n !e :ue la es3e4tr6tmetr"a es un m;t!

anal"ti4 in!ire4t 3r:ue se (asa en la me!i4i?n !e la a(sr(an4ia

transmitan4ia !e las ra!ia4inesH es !e #ran utili!a! en la a4tuali!a! 3ara la

i!enti6i4a4i?n !e un analit en una muestra 3r(lema)

La es3e4tr6tmetr"a es el m;t! ms usa!' !e(i! a :ue es sen4ill'

es3e4"6i4 2 sensi(le

!V, &EFE&E"C!A) B!BL!$#&


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/ S*#' Du#las A) est' James F) UMICA ANALTICA' E!itrial M4Gra ill)

/ Mrrisn B2!) UMICA ORGQNICA

/ A(ril N) Pa3er es3e4tr6tmetr"a 2 sus a3li4a4ines EN LINEA>tt3711)u4)es1!3ts1(i:uimi4a/(il/ml13!6s1,KESPECTROFOTOMETRCKDA)3!6

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