DETERMINACION DE HIERRO EN MUESTRA DE ESPINACA POR EL MTODO ESPECTOFOTOMTRICOI. OBJETIVOS Determinacin de hierro en muestra de espinaca por el mtodo espectrofotomtrico

II. FUNDAMENTO TEORICOLa ortofenantrolina reacciona con el Fe2+, originando un complejo de color rojo caracterstico (ferrona) que absorbe notablemente en las regiones del espectro visible de alrededor de 505 nm. El Fe3+ no presenta absorcin a esa longitud de onda y debe ser reducido a Fe2+ mediante un agente reductor apropiado, como la hidroxilamina, (en forma de clorato para incrementar su solubilidad). (Boumans, 1997) La reduccin cuantitativa de Fe3+ a Fe2+ ocurre en pocos minutos en un medio cido (pH 3-4) de acuerdo a la siguiente ecuacin: Despus de la reduccin del Fe 3+ a Fe 2+, se da la formacin de un complejo con la adicin de ortofenantrolina. En un medio acido la ortofenantrolina se encuentra en su forma protonada como ion 1,10- fenantrolin (FenH+). La reaccin de complicacin puede ser descrita por la siguiente ecuacin: (La estructura qumica del complejo se muestra en la figura 2) Fig. 2. Estructura qumica de la ferrona. Consiste en 3 molculas de OP (ortofenantrolina) alrededor de un tomo central de Fe. Los tomos de carbono de la ferronaIII. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOSMateriales

5 fiolas de 150ml 2 fiolas de 200ml Probeta Pipetas Vaguetas Bombilla de succin Crisol Embudos Papel filtro Vasos de precipitados de 50ml

Reactivos Un ramo de espinaca cido ascrbico Orto-fenantrolina Buffer Agua destilada cido clorhdrico

Equipos Campana de extraccin Espectrofotmetro visible Balanza analtica Mufla

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

A) PREPARACIN DE LA MUESTRAPrimera parte: Picamos finamente la espinaca. Pesamos dos muestras de aproximadamente 2 gramos cada una. Pasamos las muestras picadas y pesadas a crisoles. Procedemos a incinerar las 2 muestras haciendo uso de una campana extractora de gases. La cocina elctrica se encuentra al interior de la campana, vemos que a los pocos minutos las muestras empiezan a humear. Se continu con la incineracin hasta que las muestras deje de humear.

Retiramos los crisoles con ayuda de pinzas y las pasamos a una mufla (Determinador de cenizas).En la mufla se puede llegar hasta una temperatura 600 C. Aqu se calcin la muestra hasta obtener cenizas (tiempo aproximado: 3 horas) y luego se dej enfriar. Una vez fra, pasamos la muestra al desecador (Equipo que contiene una sustancia desecante que absorbe la humedad).Segunda parte: Con una probeta medimos 5ml de HCl y con cuidado la aadimos a la muestra desecada, esto ioniza a los metales. Quemamos la muestra acidificada en la cocina elctrica ubicada en el interior de la campana extractora de gases hasta que deje de humear. Volvemos a agregar HCl a la muestra, esta vez 2ml, y repetimos la incineracin para finalizar el ataque, hasta que deje de humear. Empleamos la campana extractora debido a que los gases que se emiten en la incineracin son vapores de la descomposicin del ataque con HCl, que son txicos. Finalizada la incineracin procedemos a filtrar en fiolas de 100 ml, para ello empleamos papel filtro Whatman, lo doblamos en media luna y luego en , con un poco de agua destilada lo adherimos a las paredes de un embudo de vidrio, con ayuda de una vagueta guiamos al lquido para evitar que el papel filtro se rompa. Concludo el filtrado enrasamos las fiolas con agua destilada y con un marcador nombramos cada una. Finalmente obtenemos una muestra de hierro obtenido por medio de la espinaca, en una concentracin de 2 ppm.

B) PREPARACIN DE CURVA DE CALIBRACIN Marcamos 6 fiolas y agregamos diferentes soluciones como se indica en la Tabla 1. Para clculos diluimos esta solucin a la concentracin de 10 ppm. A esta solucin la llamaremos La muestra patrn. De la solucin de concentracin 10 ppm. Agregamos 1 ml. 2 ml, 3ml y 4 ml en diferentes fiolas, tambin utilizaremos una fiola a la cual denominaremos Blanco debido a que a esta fiola no se agregara la muestra patrn. Seguidamente agregamos en las fiolas solucin buffer de pH=3 (Fe) y solucin de cido ascrbico. Observamos que la orto - fenantrolina forma un complejo coloreado con el hierro, ya sea hierro del patrn o de la espinaca.

Tabla 1.MuestrasBlancoIIIIIIIVmuestra problema

solucin patrn 10ppm (ml)012346ml

solucin buffer pH 3 (ml)222222

Solucin de cido ascrbico al 10% (ml)222222

solucin de ortofenantrolina al 0,5% (ml)111111

H2OAgua hasta enrasar la fiola

Concentracin de hierro en mg

00,10,20,30,4X

C) ANALISIS DE MUESTRA Pasamos una parte las muestras a un vaso pequeo de precipitado cada una. Seguidamente procedemos a hacer la lectura de muestra.

V. ESQUEMA DEL EXPERIMENTO

DETERMINACIN DE HIERRO EN MUESTRA DE ESPINACA POR EL MTODO ESPECTROFOTOMTRICO UV-VISIBLE

Preparacin de la curva de calibracinPreparacin de la muestra

Utilizamos la muestra de la espinaca obtenidaSegunda partePrimera parte

Solucin de orto-fenatrolinaSolucin de cido ascrbicoQuemado de la muestraPreparacin del patrn 2ppm (sulfato ferroso amoniacal)Solucin bufferPreparamos 6 fiolas que contendrn:Dilucin del patrn a 10ppmPrimer ataque con HClSegundo quemado de la muestraPrimer quemado de la muestraFiltrad de la muestra Segundo ataque con HClHumeo de muestraDesecadoPicado

vEnfriamientoCalcinacin

Pesado

Muestra patrn

Calculamos la absorbancia mediante el espectrofotomtrico UV- VISIBLE

DETERMINACIN DE HIERRO EN MUESTRA DE ESPINACA POR EL MTODO ESPECTROFOTOMTRICO UV-VISIBLEPreparacin de la muestra Primera parte

Segunda parte

Preparacin de la curva de calibracin

VI. CLCULOS Y RESULTADOSFiolaAbsorbanciaConcentracin (mg/ml)

Blanco0,02740,00

I0,08290,01

II0,12300,02

III0,15190,03

IV0,18590,04

Muestra Problema0,1118X

Por interpolacin de los datos obtenidos obtendremos la concentracin de la muestra problema

Interpolacin

a:-0.0150679X:0.1118

b:0.2947792Y:0.0178885

R2:0.9960591

Clculo de mg de hierro en la muestra:

Clculo del porcentaje de error:

VII. ANLISIS DE RESULTADOS

El mtodo se basa en la reaccin del Fe (II) con o-fenantrolina para dar un complejo intensamente coloreado. El Fe (III) se reduce a Fe (II) con hidroquinona y luego se forma el complejo con la o-fenantrolina : Se obtuvo que para una absorbancia de 0,1118 la concentracin de hierro en mg/ml es 0,01789. Entonces la cantidad de hierro contenido en la espinaca es 2,88mgFe/100g, este valor difiere del terico con un porcentaje de error del 7%, lo cual se debe a errores cometidos durante la prctica

VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

En Cualquier determinacin espectrofotomtrica es de importancia especial la eleccin de la longitud de onda. Por lo general, lo mejor es realizar las mediciones a una longitud de onda que corresponda al mximo del espectro de absorcin para lograr sensibilidad mxima. El mal manejo de un equipo puede conllevar a resultados poco precisos y exactos, por ello es necesario que antes de usarse, se calibre con un blanco, y si es necesario que este proceso se haga ms de dos veces debe realizarse para mayor confiabilidad. En la determinacin de hierro, el complejo rojo-naranja que se forma es un quelato de tres molculas de fenantrolina por tomo de Fe (ferrona). La solucin coloreada obedece a la ley de Beer, su intensidad es independiente del pH entre 3 y 9, aunque un pH cido (2,9 - 3,4) asegura un rpido desarrollo del color por esto es importante la adicin de HCl y HNO3. (Skoog,2001) Cualquiera de estos oxidantes fuertes, cianuro, nitrito, fosfatos, cromo, zinc, cobalto y cobre, bismuto, el cadmio, el mercurio, el molibdato y la plata precipitan la fenantrolina. La adicin de un exceso de hidroxilamina elimina los errores causados por exceso de reactivos oxidantes.(Skoog, 2001) La presencia de iones metlicos, es necesario utilizar exceso de fenantrolina, aunque tambin se puede realizar una extraccin. Para evitar la existencia de cantidades de materia orgnica o colorante, es mejor evaporar la muestra, llevar el residuo a combustin seca suave, y volver a disolver en cido. La presencia de cantidades excesivas de materia orgnica puede hacer necesaria una digestin. El procedimiento del mtodo de la fenantrolina tiene cierta limitacin en su aplicabilidad, ha de evitarse un almacenamiento prolongado o la exposicin a la luz.

IX. BIBLIOGRAFA:

Alfonso Clavijo Daz; Fundamentos de qumica analtica. Equilibrio inico y anlisis qumico; Primera Edicin, Universidad Nacional de Colombia, Bogot 2002 (Pag.944) http://es.slideshare.net/mouthblack09/determinacion-de-hierro-con-ortofenantrolina BOUMANS, H., Van Gaalen, M.C.M., Grivell, L.A. y Berden, A. 1997. Differential Inhibition of the Yeast bc1 Complex by Phenanthrolines and Ferroin. The Journal of Biological Chemistry. 272, 2, 19753-19760.(PDF) FENNEMA O.; Qumica de alimentos; Acribia, segunda edicin; Espaa 1993. HART F. L; Anlisis moderno de los alimentos; Acribia. Zaragoza (Espaa), 1991. Skoog D.A, West D.M. 2001. Qumica analtica, sptima edicin, Mc Graw Hill. Mxico. Skoog D.A, Holler J.F, Nieman T.A.2001. Principios de anlisis instrumental, quinta edicin, Mc Graw Hill/ Interamericana