1. OBJETIVOS:

Usar el mtodo de curva de calibracin, realizado en el laboratorio anterior, para determinar la concentracin de hierro en una muestra de agua, y la absortividad molar del hierro en

1-10 fenantrolina2. MARCO TEORICO:

Espectrofotmetro: un espectrofotmetro es un instrumento que nos da informacin sobre la intensidad de la radiacin en funcin de la longitud de onda o de la frecuencia equipado con una o mas rendijas de salida y detectores fotoelctricos que permiten la determinacin de la relacin entre la potencia de dos haces en funcin de la longitud de onda como en la espectroscopia de absorcin.

Espectrofotmetro-Visible: diseados para trabajar en el intervalo de longitudes de onda de aproximadamente 380 a 800nm. Estos instrumentos son, con frecuencia, sencillos, de un solo haz, relativamente baratos, robustos y fcilmente transportables. La aplicacin ms comn es para el anlisis cuantitativo.

Colorimetria: El color es una variable importante para muchas aplicaciones industriales. La industria qumica, petroqumica, farmacutica, del vidrio, pinturas, papel, automotriz, textil entre otras, requieren de instrumentos pticos (espectro colormetros, colormetros y espectrofotmetros) para llevar a cabo las mediciones de color de manera confiable (anlisis cualitativo, medicin de color, pureza, control de calidad, aceptacin o rechazo de producto terminado, anuncios y seguridad, uniformidad e igualacin del color, etc.), por lo que se requiere calibrar los equipos y asegurar su trazabilidad a patrones nacionales y con ello determinar la exactitud y compatibilidad de los resultados de las mediciones. Se sustentan con este patrn los servicios de calibracin, el desarrollo y certificacin de materiales de referencia y la difusin de los mtodos y tcnicas especficas de calibracin y medicin que permiten a los laboratorios de medicin y pruebas tener confiabilidad en las mediciones calorimtricas.3. PARTE EXPERIMENTAL:

Materiales y Reactivos:

espectrofotmetro UV visible con dos celdas de 1cm.

08 fiolas de 25mL. - p - nitrofenol 03 fiola de 100mL. - cido actico glacial

04 fiola de 50mL. - agua destilada 01 fiola de 500mL. - fenantrolina

01 bureta de 25mL raya azul. - HCl (conc) 02 baguetas de vidrio. - cloruro de hidroxilamina

01pipeta volumtrica de 10mL - amoniaco concentrado

01 pipeta de 2mL - sulfato amoniaco ferroso 01 pipeta de 1mL.

01 probeta de 10mL.

01 probeta de 25mL.

03 pipeta pasteur c/cupn

02 vasos de 50mL.

01 piceta.

01escobilla.

Procedimiento:

Determinacin de la Longitud de Onda de Mxima Absorcin:

Medir 3mL de la solucin diluida de hierro, llevar el volumen aproximado a 5mL con agua destilada. Llenar otra fiola de 25mL, marcada como blanco, con 5mL de agua destilada, en cada una de las fiolas aadir 2mL de la solucin de hidroxilamina al 10%.A cada fiola agregar 5 gotas de indicador p-nitrofenol y algunas gotas de amoniaco 1:2 hasta que aparezca un color amarillo y luego aadir cuidadosamente HCl 1:2, hasta la desaparicin del color amarillo.

Agregar a cada fiola 10mL de la solucin amortiguadora y 1mL de la solucin de 1-10 fenantrolina. Completar el volumen a 25mL con agua destilada.

Medir la absorbancia con respecto al blanco de reactivo (agua destilada) en el rango de 400 a 600nm.

Curva de Calibracin y Muestra Problema:Medir con la bureta 0, 1, 2, 3, 4mL de la solucin diluida de hierro y colocarlos en fiolas de 25mL rotuladas como blanco, E1, E2, E3, E4 y en otra fiola de 25mL marcada como MUESTRA, agregar 5mL de la muestra problema. Llevar el volumen a 5mL con agua destilada. Repetir el procedimiento anterior desde que se agrega 2mL de hidroxilamina al 10%.4. TABULACION DE DATOS, GRAFICOS Y CALCULOS:

De los clculos realizados en laboratorio tenemos las concentraciones de las siguientes soluciones:solucin patrn de hierro100.8 ppm

solucin diluida de hierro20.16 ppm

Graficar la curva de calibracin y calcular la concentracin de la muestra problema:Para graficar la curva de calibracin del equipo, necesitamos conocer la concentracin de cada estndar as como la absorbancia medida por el equipo para cada uno:(dibujar los estandares y la solucion diluida de hierro)Calculamos la concertacin de cada estndar, sabiendo que cada uno se preparo simplemente por un proceso de dilucin:

Siendo:

M1: la concentracin de la solucin A.

M2: la concentracin del estndar.

V1: volumen agregado desde la solucin A.

V2: volumen final del estndar.

TABLA N1: CONCENTRACION DE HIERRO EN LOS ESTANDARESppm Feg Fe/25mLabs

E10.806420.170.153

E21.61340.330.304

E32.41960.480.467

E43.22680.650.639

GRAFICO N1: ABS vs gFe/25mL

GRAFICO N2: ABS vs ppmFe

Al hacer pasar la muestra problema por el espectrofotmetro encontramos su absorbancia medida:

muestra problemaAbs = 0.395

Del grafico N1, su ecuacin de la recta es:y = 0.201x 0.0145 (escala en que esta X e Y)y = bx + aCalculamos la desviacin estndar de la pendiente y la ordenada, para lo cual utilizamos las siguientes formulas:

n = 4 x prod = 2.016

TABLA N2: DATOS ESTADISTICOS

Estndarxyy(y-y )^2x^2(x-xprod )^2

E10.80640.1530.14762.931E-050.65031.463

E21.6130.3040.30973.264E-052.6020.1624

E32.4190.4670.47172.227E-055.8520.1624

E43.2260.6390.63392.575E-0510.411.464

suma1.1E-0419.513.252

Entonces los valores hallados para los estndares son:Sy/x =7.415E-03

sb =4.112E-03

sa =9.081E-03

Entonces podemos calcular el intervalo de confianza de la pendiente y la ordenada al 95% y al 99%:

I.Cb = b tsb = 0.201 0.018 (t = 4.30 grados de libertad = n-2)

I.Ca = a tsa = -0.01 0.04 al 95%I.Cb = b tsb = 0.20 0.04 (t = 9.92 grados de libertad = n-2)

I.Ca = a tsa = -0.01 0.09 al 99%

Reemplazando la absorbancia hallada para la muestra (Absmuestra = 0.395), encontramos la concentracin en ppm de hierro en la muestra:ppmFe (en la muestra) = 2.037 g/mL

La muestra problema contena de dato terico 2ppm de Fe:

%Error = 1.85%

Limite de deteccin del mtodo:

Sabemos que el lmite de deteccin es:

y = yB +3sBDonde:

sB = Sy/x = 7.415E-03yB = a = -0.0145 L.D.D = 7.745E-03 Calcular la desviacin estndar de la muestra:El lmite de confianza de la muestra esta dado por:

I.Cxo = xo tsxoDonde sxo es la desviacin estndar de la muestra y se calcula de la siguiente manera:

x promd =2.016

y promd =0.391

yo =0.395

b =0.201

Hallar los limites de confianza de la muestra al 95 y 99% de confianza (terico es 2ppm Fe):

Grados de libertad para la muestra = 1+ n -3 = 2I.Cxo = xo tsxo = 2.04 0.18 (t = 4.30 ; al 95%)

I.C = 1.86 2.22I.Cxo = xo tsxo = 2.0 0.4 (t = 9.92 ; al 99%) I.C = 1.6 2.4

Al 95% el intervalo de confianza es mas pequeo tiene un ancho de 0.36ppm, mientras que al 99% tiene un ancho de 0.8ppm, ambos intervalos contienen al valor terico de 2ppm. Calcular la absortividad y absortividad molar a la longitud de onda mxima absorcin encontrada:La absortividad molar la hallamos con ayuda del grafico N2, la pendiente de la recta en este grafico nos da la relacin entre la absorbancia y la concentracin, entonces usando la ley de Beer y sabiendo que el ancho de la celda usada en el experimento fue b = 1.0cm., calculamos la absortividad molar del Fe a la longitud de onda de mxima absorcin (510.5nm y una absorbancia = 0.467).La ecuacin de la recta en el grafico N2 es:y = 0.201x 0.0145

Sabemos que:

Donde:

A : absorbancia

: absortividad molar

b : longitud de la celda

c: concentracin de la solucin

m: pendiente de la recta (esta en unidades de ppm-1)

El valor terico para la absortividad molar del ion ferroso con la fenantrolina a 510.0nm es 1.1x10-4Lmol-1cm-1.%error = 2.0%

La absortividad T, a la longitud de onda mxima es:

%T = 10-0.467x100% = 34.1%5. DISCUSION DE RESULTADOS:

El poco error encontrado en el clculo de la absortividad molar, se le puede atribuir a errores del equipo, inexactitud en las medidas, por perdidas debido a la difusin del haz en la solucin o por la absorbancia de la celda.El porcentaje de error hallado en el calculo de ppm de la muestra problema resulto tambin ser muy pequeo, lo que nos indica que en ambos casos hemos trabajado cuidadosamente, no pudiendo evitar los errores antes mencionados.

6. CONCLUSIONES:

Se comprob que se puede usar la curva de calibracin para calcular la concentracin de muestras problemas, la concentracin en ppm de Fe en la muestra problema fue 2.037ppm con un %error de 1.85%. Tambin encontramos la absortividad molar de la solucin de hierro (II), la cual fue = 1.122x10-4Lmol-1cm-1, con un porcentaje de error de 2.0%7. CUESTIONARIO

a. Cul es la estructura del complejo hierro fenantrolina y cuales son los interferentes que pueden presentarse en esta tcnica?b. Los datos de la tabla siguiente se obtuvieron durante una determinacin colorimtrica de glucosa en suero sanguneo:

Concentracin de glucosaAbsorbancia

0.00.002

2.00.150

4.00.294

6.00.434

8.00.570

10.00.704

Una muestra de suero dio una absorbancia de 0.350. Calcular el intervalo de confianza al 95% para la glucosa en la muestra. Determine los intervalos de confianza al 95% de confianza para la pendiente y la ordenada en el origen.

Realizamos la recta de regresin:

La ecuacin es:

y = 0.0701x + 0.0083

Calculamos los intervalos de confianza al 95% respectivo, para lo cual necesitamos las desviaciones estndar de la ordenada y la pendiente:

n = 6 x prod = 5.0

xyy(y-y )^2x^2(x-xprod )^2

0.00.0020.00830.00003969025

2.00.1500.1490.0000022549

4.00.2940.2892.809E-05161

6.00.4340.4292.601E-05361

8.00.5700.5698.1E-07649

10.00.7040.7092.809E-0510025

suma0.0001249422070

Entonces los valores hallados para los estndares son:

Sy/x =0.00559

sb =0.000668

sa =0.00404

El intervalo de confianza al 95% es: (t = 2.78)b + tsb = 0.0701 0.0019a + tsa = 0.0083 0.011

Se obtuvo experimentalmente para una muestra, el valor de absorbancia igual a 0.350, con ayuda de la ecuacin calculamos la concentracin de la glucosa en esta muestra:

concentracin de glucosa en la muestra= 4.87 mol/L

y = 0.0701x + 0.0083

Para la muestra su desviacin estndar es sxo, su formula:y = 0.359

x = 5.0

yo= 0.350

b= 0.0701

El intervalo de confianza para la muestra al 95% seria (t = 2.78):I.Cxo = xo tsxo = 4.87 0.24c. Los datos de absortividad molar de los complejos de cobalto y nquel con 2,3-quinoxalinditiol son (Co = 36400 y (Ni = 5520 a 510nm y son (Co = 1240 y (Ni = 17500 a 656nm. Una muestra de 0.425g se disolvio y diluyo hasta 50.0mL. una alcuota de 25.0mL se trato para eliminar las interferencias, tras la adicion de 2,3 quinoxalinditiol, el volumen se ajusto hasta 50.0mL. esta solucion dio un absorvacia de 0.446 a 510nm y 0.326 a 656nm en una celda de 1.00cm. calcular las partes por millon de cobalto y niquel en la muestra.8. RECOMENDACIONES:

Para disminuir errores, podemos hacer la correccin de la absorbancia de la celda, y si queremos obtener mejores resultados, deberamos tratar de tomar mas datos, es decir preparar mas estndares.9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

DOUGLAS A. SKOOG, Anlisis Instrumental, Mc Graw Hill, quinta edicin, Madrid, 1985, pag: 192, 322-325, 342-345.

J.C. MILLER, Estadstica para Qumica Analtica, Iberoamericana, segunda edicin, Estados Unidos, 1993, pag: 28-32, 96-103.

http://www.cenam.mx/publicaciones/descargas/PDFFiles/cnm-pnf-13.PDF.

Faltan colocar las unidadesColocar datos del espectrofotometro_1207328289.xlsGrfico1

0.002

0.15

0.294

0.434

0.57

0.704

concentracin

Absorbancia

Hoja1

solucion de 1-10 fenantrolina

solucion patron de hierro100.8 ppm

soluion diluida de hierro20.16 ppm

solucion de cloruro de Hidroxilamina al 10%

ppmabs

E10.80640.153

E21.6130.304

E32.4190.467

E43.2260.639

microgramos/25mLabs

E120.170.153

E240.330.304

E360.480.467

E480.650.639

n = 4x = 2.016

xyy(y-y )^2x^2(x-x )^2

0.80640.1530.14762.931E-050.65031.463

1.6130.3040.30973.264E-052.6020.1624y = 0.201x 0.0145

2.4190.4670.47172.227E-055.8520.1624

3.2260.6390.63390.0000257510.411.464

suma0.000110019.513.252

Sy/x =7.415E-03

Sb =4.112E-03

Sa =9.081E-03

Hoja1

0

0

0

0

ppm de Fe

Absorbancia

cuestionario

0

0

0

0

microg/25ml

Absorbancia

Hoja3

concentracionabs

00.002

20.15

40.294

60.434

80.57

100.704

Hoja3

0

0

0

0

0

0

concentracin

Absorbancia

_1207332077.xlsGrfico2

0.153

0.304

0.467

0.639

g Fe/25ml

Absorbancia

Hoja1

solucion de 1-10 fenantrolina

solucion patron de hierro100.8 ppm

soluion diluida de hierro20.16 ppm

solucion de cloruro de Hidroxilamina al 10%

ppmabs

E10.80640.153

E21.6130.304

E32.4190.467

E43.2260.639

microgramos/25mLabs

E120.170.153

E240.330.304

E360.480.467

E480.650.639

Hoja1

0

0

0

0

ppm de Fe

Absorbancia

Hoja2

0

0

0

0

microg/25ml

Absorbancia

Hoja3

_1207332092.xlsGrfico1

0.153

0.304

0.467

0.639

ppm de Fe

Absorbancia

Hoja1

solucion de 1-10 fenantrolina

solucion patron de hierro100.8 ppm

soluion diluida de hierro20.16 ppm

solucion de cloruro de Hidroxilamina al 10%

ppmabs

E10.80640.153

E21.6130.304

E32.4190.467

E43.2260.639

microgramos/25mLabs

E120.170.153

E240.330.304

E360.480.467

E480.650.639

Hoja1

0

0

0

0

ppm de Fe

Absorbancia

Hoja2

0

0

0

0

microg/25ml

Absorbancia

Hoja3

_1207328867.unknown

_1207330143.unknown

_1207328815.unknown

_1207319824.unknown

_1207323920.unknown

_1207242828.unknown

_1206712691.unknown