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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL

INFORME DE ESPECTROFOTOMETRÍA

BRAÑEZ CONDORENA ANA MARIACUADRA AMEZ DIEGO FERNANDOHUACHO IRCAÑAUPA JOEL ANGHELLOPEZ FALCON HUGO ANDRESVILLEGAS CARRILLO KAREN MEGAN-20142579C

DOCENTE: Blgo. César David Alegre Siapo

Lima, Perú 2017

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Ambiental

OBJETIVO     

Aprender los conceptos básicos de la espectrofotometría y la ley de Lambert-Beer. Identificar las partes más importantes del espectrofotómetro y sus funciones. Determinar la curva de absorción del azul de metileno. Hallar la absorbancia del permanganato de potasio. Realizar la gráfica de absorbancia vs concentración del permanganato de potasio.

MARCO TEÓRICO 

Espectrofotometría Es un método científico utilizado para medir cuanta luz absorbe una sustancia química, midiendo la intensidad de la luz cuando un haz luminoso pasa a través de la solución muestra, basándose en la Ley de Beer-Lambert. Esta medición también puede usarse para medir la cantidad de un producto químico conocido en una sustancia

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Espectrofotómetro El espectrofotómetro permite comparar la radiación absorbida o transmitida por una solución que contiene una cantidad desconocida de soluto y una que contiene una cantidad conocida de la misma sustancia. Se compone de las siguientes partes:

Fuente de luz.- La fuente de luz ilumina la muestra química o biológica, pero para que realice su función debe cumplir con las siguientes condiciones: direccionabilidad, distribución de energía espectral continua y larga vida.

estabilidad,

Las fuentes de luz que puede tener un espectrofotómetro son: - Lámpara de wolframio (también llamado tungsteno) - Lámpara de arco de xenón - Lámpara de deuterio que es utilizada en los laboratorios atómicos

Monocromador.- El monocromador de un espectrofotómetro aísla las radiaciones de longitud de onda deseada, logrando obtener luz monocromática. Un monocromador está constituido por las rendijas de entrada y salida, colimadores y el elemento de dispersión.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Ambiental Colimador.- El colimador es un lente que lleva el haz de luz entrante con una determinada longitud de onda hacia un prisma, el cual separa todas las longitudes de onda de ese haz logrando que se redireccione hacia la rendija de salida.

Compartimiento de muestra.- En el compartimento de muestra es donde se lleva a cabo la interacción R.E.M. con la materia. Detector.- El detector se encarga de evidenciar una radiación para que posteriormente sea estudiada y saber a qué tipo de respuesta se enfrentarán (fotones o calor).

Registrador.- Convierte el fenómeno físico en números proporcionales al analito en cuestión.

Fotodetectores.- Los fotodetectores de un espectrofotómetro perciben la señal en forma simultánea en 16 longitudes de onda y cubren al espectro visible, de esta manera se reduce el tiempo de medida y minimiza las partes móviles del equipo.

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Ley de Beer-Lambert 𝐼

Introduce el concepto de absorbancia (A) de una muestra como A=log 𝐼𝑜. Donde Io representa la intensidad de la luz incidente e I la intensidad de la luz que atraviesa la celda. También podemos expresar la absorbancia en función de la longitud de la cubeta y de la concentración de soluto.

Donde: 𝐼

A = log 𝐼𝑜 = ∈. 𝑐. 𝑙

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Ambiental Donde l es la longitud de la cubeta en cm, c representa la concentración de soluto en mol/l y ϵ es la absortividad molar (coeficiente de extinción molar) medido en l/mol.cm. Para una concentración y una longitud de cubeta determinadas, la absortividad molar determina sí la intensidad de la banda (absorbancia) es alta o baja. Es muy habitual representar logϵ en ordenadas en lugar de la absorbancia, en abscisas se representa la longitud de onda. Para ver la importancia del coeficiente de absortividad molar, compararemos su valor en la transición π→π∗ del 1,3-butadieno (λ=217nm), que presenta una ϵ=21000l/mol.cm (logϵ=4,32), con la transición n→π∗ de la acetona (λ=280nm) la cual presenta ϵ=12l/mol.cm (logϵ=1,08). En el caso del 1,3-butadieno se observa una banda intensa mientras que en la acetona corresponde a una banda de muy baja intensidad (transición prohibida). En general se consideran transiciones prohibidas las que tienen una absortividad molar inferior a 100 l/mol.cm. 

Espectrometría de absorción

Se refiere a una variedad de técnicas que emplean la interacción de la radiación electromagnética con la materia. En la espectrometría de absorción, se compara la intensidad de un haz de luz medida antes y después de la interacción con una muestra. Las palabras transmisión y remisión se refieren a la dirección de viaje de los haces de luz medidos antes y después de la absorción. Las descripciones experimentales por lo general asumen que hay una única dirección de incidencia de la luz sobre la muestra, y que un plano perpendicular a esta dirección pasa por la muestra.

a) Como técnica : Se basa en la absorción de fotones por una o más sustancias presentes en una muestra (que puede ser un sólido, líquido, o gas), y la promoción subsiguiente del electrón (o electrones) desde un nivel de energía a otro en esa sustancia. La muestra puede ser una sustancia pura, homogénea o una mezcla compleja. La longitud de onda en la cual el fotón incidente se absorbe es determinada por la diferencia en los niveles de energía disponibles de las diferentes sustancias presentes en la muestra. Esta es la selectividad de la espectrometría de absorbancia, la capacidad de generar fuentes de fotones (luz) que son absorbidas sólo por algunos componentes en una muestra. En la espectroscopia de absorción, los fotones absorbidos no son emitidos de nuevo (como en la fluorescencia) sino que la energía que se transfiere al compuesto químico en la absorbancia de un fotón se pierde por medios no radiantes, como la transferencia de energía por calor a otras moléculas. b) Como análisis: A menudo es de interés conocer no sólo la composición química de una muestra dada, sino también las concentraciones relativas de varios compuestos de una mezcla. Para hacer esto debe construirse una escala, o curva de calibración, usando varias concentraciones conocidas para cada compuesto de interés. El gráfico que resulta de la concentración respecto a la absorbancia se hace a mano o usando un software de ajuste de curvas apropiado, que usa una fórmula matemática para determinar la concentración

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Ambiental en la muestra. La repetición de este proceso para cada compuesto en una muestra da un modelo de varios espectros de absorción que en conjunto reproducen la absorción observada. De esta manera es posible, por ejemplo, medir la composición química de los cometas sin tener muestras de ellos en la Tierra. Ejemplo: Un cianuro estándar a 200 partes por millón da una absorbancia con un valor arbitrario de 1540. Una muestra desconocida da un valor de 834. Ya que esta es una relación lineal y pasa por el origen, el valor desconocido se calcula fácilmente como 108 partes por millón. Con este método de proporción no es necesario conocer los valores de los coeficientes gobernantes, o cromóforos, o la longitud de célula experimental. En la práctica, el uso de una curva de calibración, más que un solo punto de comparación, reduce la incertidumbre en la medida final por exclusión de la interferencia aleatoria (ruido) en la preparación de los estándares. En la práctica, el uso de una curva de calibración, más que un solo punto de comparación, reduce la incertidumbre en la medida final por exclusión de la interferencia aleatoria (ruido) en la preparación de los estándares.