PRACTICA N 3

INSTRUMENTACIN: COLORIMETRIA

Es el anlisis de la concentracin de una muestra por el color que presenta. Todos hemos tenido la experiencia de valorar la concentracin de sustancias coloreadas en solucin, por observacin directa, una taza de caf o t, un vaso de refresco, son apreciados de esa manera. El examen se funda en la mayor o menor absorcin de luz de acuerdo al mayor nmero de molculas y tonalidad depender de la capacidad de absorber una u otra longitud de onda de luz, especficamente. La fotocolorimetra manipula las variables de este fenmeno controlando la luz incidente proveniente de un foco luminoso y su pureza, de modo tal que slo incida aquella luz que es especficamente absorbida por la partcula que medimos.450nm540nm640nmUltravioleta:400nm a 1nmRayos X1nm a 1pmRayos < 1pmInfrarrojo:750nm a 25 umMicroondas:25um a 1mmOndas de radio> 1mm

Los cuerpos luminosos como el sol o las lmparas elctricas emiten un gran espectro electromagntico que comprende amplias longitudes de onda, de las cuales muy pocas corresponden al espectro visible. En el cuadro anterior se aprecian todas las radiaciones electromagnticas conocidas.

Los cuerpos coloreados, absorben luz de determinada longitud de onda y reflejan el resto del espectro luminoso visible e invisible (colores complementarios) Esta luz reflejada es la que observamos como color propio del cuerpo coloreado. No interesa particularmente los colores que absorbe la solucin que queremos medir. La selectividad de absorcin que queremos medir. La selectividad de absorcin de una partcula por una longitud de onda se basa en el hecho de que cada longitud de onda de luz corresponde a un distinto nivel de energa, y para excitar los electrones de cada partcula necesitamos un particular nivel de energa.

Si consideramos que cada molcula absorbe luz de acuerdo a la concentracin en que se encuentre dentro de la solucin, a mayor absorcin de luz y menor luz trasmitida. Estos factores estn considerados en la ley de Lambert y Beer.

Los cuerpos coloreados, absorben luz de determinada longitud de onda y reflejan el resto del espectro luminoso visible e invisible (colores complementarios). Esta luz reflejada es la que observamos como color propio del cuerpo coloreado. Interesa particularmente los colores que absorben la solucin que queremos medir. La selectividad de absorcin de una partcula por una longitud de onda se basa en que cada longitud de onda de luz corresponde a un distinto nivel de energa y para excitar los electrones de cada partcula se necesita un particular nivel de energa.

S consideramos que cada molcula absorbe luz de acuerdo a la concentracin en que se encuentre dentro de la solucin, a mayor concentracin de sustancia, mayor absorcin de luz y menor luz trasmitida. Estos factores estn considerados en la Ley de Lambert y Beer, que es la siguiente:

Log Io/It = e.l.cDonde: Io = Luz incidente, It = Luz transmitida, C = concentracin, L = longitud de paso, e = constante.

FOTOCOLORIMETRIA ESPECTROFOTOMETRIA

La fotocolorimetra es la medida de la luz absorbida por una solucin mediante un aparato que es un fotocolormetro. El equipo consta de una fuente de luz artificial, un monocromador que separa exclusivamente luz de una sola longitud de onda (la que sea preferente para la medida), un recipiente o tubo de vidrio (que alberga la solucin a medir), una clula fotoelctrica que transforma la luz trasmitida en corriente elctrica y una unidad de medida de la corriente elctrica o galvanmetro.

Luz trasmitida ItLuz Incidente Io

La calificacin de colormetro o espectrofotmetro depende del monocromador, s ste es un filtro tendremos un fotocolormetro, pero si es un prisma, o cualquier aditamento que proporcione luz de diversas longitudes de onda tendremos un espectrofotmetro.

Fuente de luz blancaMuestra: AbsorcinCeldaGalvanmetroMonocromador

Los fotocolormetros y los espectrofotmetros reportan sus resultados bajo dos formas: absorbancia o luz absorbida por las partcula de la solucin y transmitancia a o luz transmitida luego de atravesar el tubo con la solucin. La transmitancia se expresa en valores numricos entre 0 y 100%, es decir que una solucin que no tiene particular trasmitir el 100% y una perfectamente opaca el 0%. La absorbancia, tambin llamada densidad ptica DO, se expresa en valores semilogartmicos entre 0 y 2 correspondiendo el 0 a la solucin que no tiene partculas y por lo tanto no absorbe la luz.

Para encontrar la concentracin de una solucin problema, debemos comparar su lectura frente a un blanco agua destilada o reactivos sin modificarse con la lectura de un patrn o solucin estndar bajo las mismas condiciones. Una solucin estndar es generalmente una que contiene el problema con una concentracin perfectamente medida en el laboratorio.

CLCULO DE LA CONCENTRACIN DE UN PROBLEMA

Para hallar la concentracin de una muestra problema tenemos dos procedimientos:

1. Factor de Calibracin 2. Curvas de calibracin

Factor de calibracin: es la concentracin de sustancia que corresponde a una unidad de medida, generalmente 0,001 de absorbancia.

Se obtiene Factor de calibracin: concentracin del patrn Lectura del patrn (en absorbancia)

Esta frmula deriva de la densidad ptica o absorbancia del problema:

DOP= eP lP cP

Si el coeficiente de extincin (e) es el mismo en ambos casos y el dimetro del tubo de lectura(l) es el mismo, la nica diferencia est en la concentracin. Luego:

DOst CS = DOp CP

Despejando la concentracin del problema cp, se obtiene: cs cp=Dp x -------- Dost

Concentracin del problema = Densidad ptica del Problema X Factor de calibracin

La curva de calibracin consiste en la obtencin de las lecturas de absorcin 0 de % de trasmitancia que corresponde a una secuencia creciente de concentraciones, estas son graficadas en un papel milimtrico si se trata de absorbancia o densidad ptica y de papel semilogartmico si se trata de % de transmitancia.

PARTE EXPERIMENTAL

PREPARACIN DE UNA CURVA DE CALIBRACINEl experimento consiste en preparar tubos de concentracin creciente de un colorante y leerlos al fotocolormetro o al espectrofotmetro, llevando a cero (0) el aparato con agua destilada. Construir una grfica usando papel milimetrado para las lecturas hechas en DO (densidad ptica) o papel semilogartmicos para las lecturas hechas en % transmitancia.Para el efecto, preparar cinco tubos de acuerdo al esquema y leer las soluciones al espectrofotmetro a 540 nm de longitud de onda. Practicar esta lectura tanto en DO como en % de transmitancia.Construir dos curvas de calibracin, una en papel milimetrado y otra en papel semilogartmico.

ContenidoTubo N

12345

mL Azul metileno al (5 mg/mL)246810

mL Agua destilada86420

Concentracin (mg/mL)% TA (A=2-logT%)

Desconocido 1

Desconocido 2

COMENTARIO ...Usando los valores obtenidos en % de trasmitancia, grafique usando el papel semilogartmico de esta pgina.

COMENTARIO.

Firma del alumnoFirma del profesor

Hoja1Longitud de ondaColorColores complementarios400-435violetaamarillo-verde435-480azulamarillo-verde480-490verde-azulanaranjado490-500azul-verderojo500-560verdepurpura560-580amarillo-verdevioleta580-595amarillo-verdeazul595-610anaranjadoverde-azul610-750rojoazul-verde