UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA MINERA Y METALURGICA
Informe Nº 3 de Laboratorio
“método colorimétrico”
CURSO : FISICO QUÍMICA
PROFESOR : Ing. Arturo Lobato, Ing.
Segura
ALUMNO : Martínez Martínez Juan R. 20041290H
CICLO : 2006 - II
SECCIÓN : “S”
EQUILIBRIO DE LAS SOLUCIONES
(METODO COLORIMETRICO)
OBJETIVO:
Determinación y análisis cualitativo y cuantitativo de sustancia por método
calorimétrico basado en la propiedad que poseen todas las sustancias de
absorber la emisión de la luz .
Adiestramiento en le buen uso del aparato de medición de intensidad de
una sustancia estudiada, colorímetro.
FUNDAMENTO TEÓRICO
El método colorimetrito es un método basado en la propiedad que tiene
todos los cuerpos de absorber la radiación solar para la cual previamente el
alumno debe revisar algunos conceptos.
Una sustancia en solución absorbe cierta cantidad de energía de la
radiación electromagnética, esta varía directamente proporcional a la
concentración de la sustancia; cuando esta absorción es en la región visible
del espectro, el análisis se denomina colorímetro debido esta absorción
podemos saber que tan concentrada es un solución por medio de su
coloración por supuesto con la ayuda de un espectrómetro.
Radiación electromagnética: Es una forma de energía que se transmite
por el espacio a velocidad muy alta por medio de ondas sinusoidales.
Espectro electromagnético: Es el conjunto de distintos tipos de radiación
electromagnética que abarcan las distintas longitudes de onda.
Luz visible: Una parte de el espectro electromagnético
cuyas longitudes de ondas pueden ser percibidas por la
vista humana. También es conocida como luz blanca,
Procedimiento
Determinación De La Curva De Trabajo
A partir de la solución patrón, preparar soluciones en las fiolas de 50 ml con
las siguientes concentraciones.
Muestra patrón de CuNO3 1000gr/L
Concentración (mgr/l)
70
150
400
500
650
850
Para hallar las concentraciones pedidas se usará la relación
C1V1 = C2V2
Volumen requerido VR, volumen de fiola VF, concentración pedido C2
concentración inicial C1 (1000mgr/L)].
Se sabe:
C1VR = C2VF
VR =
Reemplazando:
C2(mgr/l) VF(ml) VR (ml)
70
150
400
500
650
850
50,0
50,0
50,0
50,0
50,0
50,0
3,5
7,5
20,0
25,0
32,5
42,5
Luego de obtener todas las concentraciones pedidas sacar una muestra de
cada una de ellas en los tubos de ensayo para obtener el porcentaje de
transmitancia de cada muestra.
Escala de T%
Selector de longitud
Ajuste de T 100%
T100%
T 0%
Ajuste de T 0%
Compartimiento de celta
ESPECTROFOTOMETRO
Para cada medida se debe llevar el espectrofotómetro al 100% usando la
solución incolora de agua destilada debido a que el colorímetro es muy
sensible a las variantes en temperatura y en la corriente eléctrica.
Ajustar el selector de longitud de onda a 620 nm.
CURVA DE TRABAJO
N° muestra Concentración (mg/L)
%T Absorbancia(A)A=log(1000/%T)
1 70 62,2 1,0212 150 46,5 1,3303 400 40,0 1,4004 500 32,0 1,5005 650 20,0 1,7006 850 15,0 1,820
Ajustando y obteniendo la ecuación de la curva de trabajo:
Con los datos de al tabla.
A
(Yi)
Ci
(Xi) Y2 X2 XY
1,021 70 1,0424 4900,0 71,47
1,330 150 1,7689 22500,0 199,50
1,400 400 1,96 160000,0 560,00
1,500 500 2,25 250000,0 750,00
1,700 650 2,89 422500,0 1105,00
1,820 850 3,3124 722500,0 1547,00
∑Yi=8,771 ∑Xi=2620,00 ∑Y2i=13,2237 ∑X2
i=1582400 ∑YiXi=4232,97
; n=6
4232,97 = a * 1582400,00 +b * 2620,00
8,771 = a * 2620,00 + b * 6
a = 0.00092
b = 1,0603
Nuestra recta ajustada será.
Yi = 0,00092Xi + 1,0603
Yi = 0,00092Xi + 1,0603
CUESTIONARIO
1.-Describe en forma básica las partes de un fotometro y cómo funciona ?
El fotómetro mide la atenuación de un haz de luz, debido a la absorción de
electrolito coloreado en una solución, éste parámetro depende de la
concentración de la especie responsable de la absorción.
Para su funcionamiento, primero se coloca el patrón en la en la otra celda y se
ajusta el instrumento al 100% de trasmitancia.
Después se retira el patrón y se mide el %T de las muestras con un
instrumento de doble haz, el rayo de luz generalmente se divide en dos; una
parte se dirige a través del patrón y la otra a través de la muestra en forma
simultanea. Así un instrumento de doble haz compensa los cambios a corto
plazo en la intensidad de la lámpara y en la respuesta del detector.
2.- Una solución X que contiene 1,54.10-4 M tiene una trasmitancia de
0,0874 cuando se mide en una celda de 2cm. Que concentración de X
permitirá tener una trasmitancia tres veces mayor si se utiliza una celda
de 1cm?
Inicialmente:
C= 1,54x10-4 A= -logT= -log(0,0784)
T= 0,0784 A= 1,058488
A= abc 1,058488= a(2cm)(1,54x10-4)
A= 3436,6511(1/cm.M)
Finalmente:
C= ¿? A= -logT= -log(0,2622)
T= 3(0,0784) A= 0,581367312
Reemplazando
A= abc
0,581367312=3436,651192(1/cm.M)(1cm)C
C= 1,69x10-4
3.- Trate sobre la importancia de las soluciones coloreadas para un
químico analítico.
El análisis espectroquímico por emisión es el método instrumental de análisis
mas antiguos; por eso a sido muy estudiado y los modernos espectrómetros
recogen toda la experiencia de muchos años de avance tecnológico en éste
campo.
De aquí que su área de aplicación sea tan extraordinariamente amplia que
abarca desde análisis cualitativo y cuantitativo de minerales y de rocas, al de
productos metálicos y siderúrgicos , aleaciones de todo tipo y productos
comerciales diversos.
La espectrografía de emisión aventaja a las demás técnicas instrumentales en
el análisis cualitativo rápido particularmente en la identificación de impurezas y
trazas. Además, permite efectuar el análisis por un método prácticamente no
destructivo ni alterable de la muestra, bastando cantidades de esta del orden
inorgánicos. En análisis rutinarios o en series de ciertas industrias resulta
imprescindible, siendo también de gran utilidad en investigaciones físicas,
químicas, biológicas, arqueológicas, forenses, etc.
Recientemente su campo de aplicación se ha ampliado con la incorporación,
como fuente de excitación de la llamada “antorcha o soplete de plasma”.
El plasma es un gas ionizado con igual número de electrones que de iones
positivos, es conductor de la electricidad y sensible a un campo magnético.
Cuando se genera un plasma se libera una gran cantidad de energía que da
lugar a temperaturas muy altas. Así con argón puro en estado de plasma se ha
alcanzado temperaturas hasta de 16.000°K. A estas temperaturas tan elevadas
se excitan muchos elementos, incluso aquellos que por los métodos
convencionales de excitación (llama, arco o chispa) no originan líneas
espectrales por ejemplo con los compuestos de niobio, tantalo y titanio o bien
otros, como ciertos compuestos de fósforo o de boro difícilmente excitables.
4.- Defina los siguientes términos
Trasmitancía:
En la figura se muestra un radiación solares antes y después de pasar a través
de un a capa de solución absórbante a la concentración. Como consecuencia
de las interacciones entre fotones y la partícula absórbante se puede notar que
la radiación disminuye. Siendo la transmita cía la fracción o radiación incidente
transmitida por solución.
Por lo general la transmitan cía se expresa en porcentaje(%).
Absorbancia:
La absorbancia de una solución esta definida por la ecuación:
Absortividad y Absortividad Molar
Como se vera a continuación, la absorbancia es directamente proporcional a la
trayectoria de la radiación a través de la solución y a la concentración de la
especie que produce la absorción. Es decir
Donde:
a: es una constante de proporcionalidad llamada absortividad
Resulta evidente que la magnitud de a dependa de las unidades utilizadas
para b y c. cuando se expresa la concentración en moles por litros y la
trayectoria a través de la celda en centímetros, la absortividad se denomina
absortividad molar y se representa con el símbolo ε. En consecuencia, cuando
b se expresa en centímetros y c en moles por litro se tiene:
A = εbc
5.-Que principio general trata la ley de Beer
La ley de Beer queda de esta manera:
La ley de Beer no se cumple para todas las concentraciones ya que la
absortividad se determina experimentalmente. El recorrido b suele ser de un
centímetro.
La longitud de onda con la que se va a trabajar se fija en el
espectrofotómetro y con ella fija se trabaja con la ley de Lambert-Beer. Esta ley
también se puede aplicar a mezclas, con la diferencia que se suman las
absorbancia parciales de cada mezcla, trabajando cada una de ellas a una
longitud de onda determinada.
Limitaciones de la Aplicabilidad de le ley de Beer
Existen limitaciones entre la relación lineal entre la absorbancia y la
concentración. Esta relación es lineal si se trabaja a concentraciones inferiores
a 10-2M. Si aumentamos la concentración se pone de manifiesto las
interacciones de atracción y repulsión dentro del analito, modificando la
capacidad de absorber una longitud de onda. También existen limitaciones
cuando existe presencia de sales en la disolución(efecto salino).
Podemos hablar de dos tipos de desviaciones, las químicas y las
instrumentales.
6.- En cuanto al equipo usado que controles son los mas usados
Los controles mas importantes del equipo son:
Calibrador de la lectura de transmitancía
Calibrador de la longitud de onda(620nm) del rayo incidente