Universidad Autónoma de Zacatecas“Francisco García Salinas” Área de Ciencias de la Salud Unidad Académica de CIENCIAS QUÍMICAS Químico Farmacéutico Biólogo Km 6 Carretera Zacatecas-Guadalajara s/n. Ejido la Escondida, C.P. 98160, Zacatecas, Zac. Docente: M. en C. Hugo Apolonio Sandoval García Universidad Autónoma de Zacatecas Jardín Juárez 147 Col. Centro Zacatecas, 98000 ZACATECAS, MÉXICO EJERCICIOS: Espectrometría Óptica Átómica y Fluorescencia Molecular 1. El calcio existente en una solución problema se va a determinar por espectroscopía de absorción atómica. Para ello se prepara una solución de calcio (40.078 g/mol) disolviendo 1.834 g de Ca.Cl 2 .2H 2 O (147.014 g/mol) en agua y se diluye a 1 L, y luego esta solución se diluye de nuevo, ahora 1:10. Se preparan estándares de trabajo diluyendo la segunda solución a 1:20, 1:10 y 1:5, respectivamente. La muestra problema se diluye 1:25. Se agrega a todas las soluciones cloruro de estroncio antes de la dilución, lo suficiente para tener 1% (peso/volumen) para evitar la interferencia por fosfato. Se prepara un blanco para que tenga 1% de SrCl 2 . Las señales de absorbancia en el registrador gráfico, cuando se aspiran las soluciones a una flama de aire-acetileno, son las siguientes (unidades arbitrarias): blanco, 1.5; patrones, 10.6, 20.1 y 35.5; muestra problema, 29.6. ¿Cuál es la concentración de calcio en la muestra problema en partes por millón? 2. Se obtuvieron los siguientes datos de calibración para el análisis de absorción atómica de fósforo ppm P 2130 4260 6400 8530 Absorbancia 0.048 0.110 0.173 0.230 Para determinar la pureza de una muestra de Na 2 HPO 4 , se disolvió una fracción de 2.469 g y se diluyó hasta enrasar un matraz volumétrico de 100 mL. El análisis de la disolución resultante dio una absorbancia de 0.135. ¿Cuál es el porcentaje de pureza del Na 2 HPO 4 ? 3. Se determinó la concentración de Cu en suspensiones cáusticas producidas durante la fabricación de sosa mediante el proceso de amoniaco-sosa. Se acidificó una muestra de 200 mL de la disolución cáustica con 20 mL de HNO 3 concentrado, añadiendo 1 mL de H 2 O 2 al 27% p/v e hirviendo durante 30 minutos. La disolución resultante se diluyó a 500 mL, se filtró y se analizó por absorción atómica de llama, usando patrones de matriz acoplada. Los resultados fueron los siguientes: Solución Blanco Patrón 1 Patrón 2 Patrón 3 Patrón 4 Muestra ppm Cu 0 0.200 0.500 1.000 2.000 Absorbancia 0.007 0.014 0.036 0.072 0.146 0.027 Determine la concentración de Cu en la suspensión cáustica 4. Los cloruros de una muestra de agua se determinan en forma indirecta por espectroscopía de absorción atómica, precipitándolos como AgCl con una cantidad medida de AgNO 3 en exceso, filtrando y midiendo la concentración de plata que resta en el filtrado. Se agregan, a matraces Erlenmeyer secos de 100 mL, separados, alícuotas de 10 mL de la muestra y un estándar con 100 ppm de cloruro; a cada uno se le agregan, con una pipeta, 25 mL de una solución de nitrato de plata. Después de esperar a que se forme el precipitado, las mezclas se transfieren parcialmente a tubos de centrifuga secos. Cada filtrado es aspirado para medir su concentración de plata por absorción atómica. Un blanco recibe un tratamiento similar en el que la muestra se sustituye con 10 mL de agua destilada desionizada. Si se registran las siguientes señales de absorbancia para cada solución, ¿cuál es la concentración de cloruro en la muestra de agua? Blanco: 12.8; Estándar: 5.7; Muestra: 6.8 5. Se determinó Cr en la misma matriz del problema 3 acidificando una muestra de 200 mL con 20 mL de HNO 3 concentrado, añadiendo 0.2 g de Na 2 SO 3 e hirviendo durante 30 minutos. El Cr se aisló de la muestra añadiendo 20 mL de NH 3 , con lo que se produjo un precipitado que incluía el cromo y otros óxidos. Se aisló el precipitado mediante filtración, se lavó y se pasó a un vaso con agua de lavado. Tras acidificar con 10 mL de HNO 3 , se evaporó la disolución hasta obtener el residuo seco. Éste se disolvió de nuevo con HNO 3 y HCl y se evaporó hasta volver a quedar seco. Por último, el residuo se disolvió en 5 1 378 0.554 Determine la concentración de Cr en ppm en la muestra.021 Determine la concentración de oro en la solución de la muestra en mg/L.2 ppm de Cr a los matraces. Se transfirieron alícuotas de 50 mL de la solución de la muestra a cuatro matraces volumétricos de 100.05/1.118 0. Se preparó una solución que contenía 10.710 15.940 13.490 17. y ciertas cantidades de ella se añadieron a las soluciones de la muestra para obtener 0. Se añadieron varios volúmenes de un patrón que contiene 12. Incógnita (mL) 10. Las soluciones patrón de esta sustancia generan las siguientes intensidades de fluorescencia: Concentración de NADH (µmol/L) 0. mezclando 5.00.700 0.324 26.520 6. La forma reducida del dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADH) es una coenzima importante y muy fluorescente. se mezclaron y se analizaron mediante ICP-AES.200 0. La absorbancia de esta mezcla fue de 0. Se utilizó Mn como patrón interno para determinar Fe por absorción atómica.0 10. 2.0 10.00 mL.201 0. El cromo en una muestra acuosa se determinó al tomar cinco muestras de 10. Las disoluciones se completaron hasta tener un volumen total de 100 mL. Una mezcla estándar que contenía 2. Tiene un máximo de absorción de 340 nm y un máximo de emisión a 465 nm.800 Intensidad de fluorescencia 2.400 0.0 10.0 2. usando el método de adiciones estándar.292 0.0 30.083 0.622 40.000 0. 8.000 Absorbancia 0.300 0.0 10.5 µg de Fe/mL dio un cociente de señales (señal Fe/señal Mn) de 1.568 19.128 a la longitud de onda de Mn.00 mL de otra que contenía 13. Determine la concentración de NADH 2 .mL de HCl.00 mL de disolución desconocida de Fe con 1.910 Una solución desconocida presenta una intensidad de fluorescencia de 12.0 10. 7.500 0.6.500 1.0 40.0 mg/L de Au en H 2 SO 4 a 20%.240 4.600 0.0 Intensidad de emisión 12.0 20.001 0.0 Absorbancia 0.0 mL.010 10.0 Patrón (mL) 0.045 0.5.0 mL de la incógnita que se vaciaron en cinco matraces volumétricos de 50. 9. Los resultados fueron los siguientes: Muestra Blanco Muestra Adición de patrón 1 Adición de patrón 2 Adición de patrón 3 ppm Cr añadido ****** 0.467 0.100 0. se filtró y se diluyó hasta enrasar en un matraz volumétrico de 50 mL y se analizó mediante absorción atómica.200 0. Determinar la molaridad de la disolución problema de Fe.5 5.0 10. Se preparó una mezcla de 6. El oro se puede determinar en soluciones que contienen altas concentraciones de diversos iones mediante espectrometría de emisión atómica con plasma acoplado por inducción (ICP-AES).185 a la longitud de onda de Fe.0 mL. Los datos resultantes se presentan en la siguiente tabla: Oro añadido (mg/L) 0. después de lo cual las disoluciones se diluyeron a un volumen. y de 0.192 Indique la concentración de Cr en la suspensión cáustica 6. 5 y 10 mg/L de Au Añadido en cada uno de los matraces.00 µg de Mn/mL y 2.630 9.5 µg de Mn/mL. 0 4.29x104 1. Una solución patrón de 100 ppm de quinina tiene una lectura de 180 cuando se mide en condiciones idénticas a las de la muestra diluida. Se vuelve a disolver en 10 mL de HNO 3 1:9 y se diluye en un matraz volumétrico de 50 mL.664 g se disuelve en 0. se obtuvieron los siguientes datos: Concentración de Na (mg/L) 0.0 2.3-dihidroxinaftaleno 5.00 6. La quinina de una pastilla antimalaria de 1. se extrae en ciclohexano.5 1.20x105 1. Calcule la masa en mg de quinina en la tableta.0200 0. La muestra se calienta en un horno de mufla a 550ºC durante varias horas.0000 0.85 en una longitud de onda de 459 nm.00 8.0 6. Se determinó Pb en muestras de latón usando patrones externos preparados a partir de muestras de latón que contenían cantidades conocidas de Pb. ¿cuál es la concentración de Se (IV) en la muestra? Concentración de Se (IV) añadido (nM) 0.0 2.33-diaminonaftaleno.87x105 3.28x106 3 . se extrae el Se (IV) devolviéndolo a la matriz acuosa con ayuda de HNO 3 . Teniendo en cuenta los resultados siguientes.00x10-5 M en NaOH 2 M fue de 4. La concentración de Na en los vegetales puede determinarse mediante emisión atómica de llama.3-dihidroxinaftaleno en una disolución que presenta una intensidad de fluorescencia de 3. Una muestra de alrededor de 4 g se calienta en un crisol de cuarzo colocado sobre una placa caliente para carbonizar el material orgánico.0264 g se obtuvieron los siguientes resultados: Muestra ppm Na Blanco Patrón 1 Patrón 2 Patrón 3 Patrón 4 Patrón 5 Muestra 0 2. ¿Cuál es la concentración de 1. La calibración se hace añadiendo cantidades conocidas de Se (IV) a la muestra de agua antes de comenzar el análisis. Este paso permite concentrar el Se (IV) y sepáralo del Se (VI). 11. Considere linealidad entre la intensidad de fluorescencia y la concentración. sí empleando la línea de emisión a 590 nm.0 MUESTRA Intensidad de emisión 24 49 100 120 190 32 14. Tras enfriar a temperatura ambiente.2456 g) que fue disuelta y diluida a 100 mL. La intensidad de fluorescencia de la muestra diluida a 347. Determine la cantidad de Na en gramos en una muestra (1. Los resultados se muestran en la siguiente tabla: %p/p Pb 0.5 4.00 Señal de emisión (unidades arbitrarias) 0 90. El selenio (IV) de aguas naturales puede determinarse haciendo que forme un complejo con amonio pirrolidina ditiocarbamato y extrayendo con CHCl 3 .0 2. Durante un análisis típico de la concentración de Na en una muestra de salvado de avena de 4.0 Intensidad de fluorescencia 323 597 862 1123 13. A continuación.0100 0.1 M de HCl hasta obtener 500 mL de solución. el residuo se disuelve añadiendo 1 mL de HNO 3 1:1 y se evaporó hasta quedar seco.00 4. La intensidad de fluorescencia de una disolución de 1.74 en condiciones idénticas? 12. homogeniza y seca a 103ºC. Se mide la fluorescencia a 520 nm tras su excitación a 380 nm. Posteriormente se diluye una alícuota de 15. Tras la formación del complejo con 2.10.5 nm proporciona una lectura de 288 en una escala arbitraria.0 mL hasta 100 mL con el ácido.0650 Intensidad de emisión 4.3 181 272 363 448 238 Determine las partes por millón de Na existentes en la muestra de salvado de avena 15.00 10. El material a analizar se tritura. 1 1. se preparó una disolución mezclando 10. Responder a la misma pregunta si para una concentración de X 3. El cociente de las señales medidas (señal debida a X/señal debida a S) fue 1.52 80 1.8200 Cociente de intensidad de emisión 0.20000 4.2800 0.22x106 1.0 mL de un patrón S de una concentración de 8.50 81 Determine la concentración de Na en una muestra que produce las siguientes señales de emisión: a.0 mL de una muestra X y 5.0 1.1500 9.2500 6.11 86 0.2. I E (Li)=94 17. y diluyendo a 50.000.25x104? 16. Esas variaciones se pueden minimizar si se comparan la emisión de Na o K con la emisión producida por la cantidad constante de Li añadida a cada solución. b. Construya la curva de calibración de estándar interno a partir de los siguientes resultados para la determinación de Na: Soluciones estándar (ppm) Na Li 0.0 10.0 1. I E (Na)=6. Utilizando el método de patrón interno en espectroscopía atómica.0 0. Na y K. Ya que las variaciones en la composición y la temperatura de la llama afectan de manera similar las intensidades de emisión de Li.20 91 5.1300 0.0140 0.690/1.0 1.00 86 0.5 1. I E (Li)=95 b.7000 1.12000 0.0 mL.42 veces mayor que la de S. En la determinación de Na y K por Fotometría de Flama. se emplea Li como supresor de ionización y como estándar interno.26x107 1.0 1. 4 .0. Se realizó un análisis de Ni en muestras de latón empleando el método de patrón interno.00312 0.0 # 1 2 3 4 5 6 Señales relativas de emisión Na Li 0.90 91 10.930/1.24 µg/mL.64x108 ¿Cuál será el porcentaje en peso de Pb en una muestra de latón cuya intensidad de emisión sea de 9. a.0400 2. I E (Na)=1.0000 0.88x107 5.10x10-3? 18.53300 1.5600 1.00267 0.24700 0.44000 ¿Cuál es el porcentaje de Ni en una muestra en la que el cociente de intensidad de emisión es de 1.930/1.000.2800 0. Los resultados de una curva de calibración fueron los siguientes: %p/p Ni 0.0 1. en muestras clínicas. Hallar la concentración de X en la muestra problema.00154 0.3500 0.000.61x107 1. En un análisis aparte se encontró que para concentraciones de X y S iguales el cociente de señales era de 0.4.2400 3.0 0.0330 0.3000 4. el cociente de las señales también hubiese sido 0.24600 0.0 5.77x107 3.