Practica 8 Analisis Espectofotometrico de Un Sistema Multiple

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA CURSO PRÁCTICO DE MÉTODOS DE ANÁLISIS NOMBRE DE LA PRACTICA: “Análisis espectrofotométrica de un sistema múltiple.” ALUMNA: PÉREZ GARDUÑO PAOLA REMEDIOS GRUPO: 41V1 SECCIÓN: 2 PROFESOR: Gabriela E. Olguín Ruiz FECHA DE ENTREGA: 29 DE OCTUBRE DEL 2015 Fundamento El análisis de varias especies absorbentes presentes en una muestra se puede realizar sin separar necesariamente los analitos, ya que cada analito presenta espectros de absorción diferentes. En el análisis simultáneo se aplica el principio de aditividad de las absorbancias: Atotal=A1+A2 A=ambc Si consideramos dos longitudes de onda: Aλ 1 = amAλ1 b CA +amBλ1 b CB Aλ 2 = amAλ2 b CA +amBλ2 b CB La absortividad molar a cada longitud de onda se obtienen a partir de las curvas de calibración como valor de pendientes preparadas con patrones de cada componente o de las curvas espectrales y Ca y Cb resultan las incógnitas. Para manejar un sistema múltiple hay que considerar que los componentes no deben presentar interacciones químicas entre sí ni con el solvente comportándose cada mezcla o analito como independiente, además para poder escoger longitudes de onda donde se considera que una absorba mas a una longitud y menos en la otra y viceversa para que pueda cumplirse la ley de la aditividad. Objetivo   Comprobar la Ley de la Aditividad en un sistema múltiple. Determinar constantes fotométricas y las aplicara en el cálculo de la concentración de los componentes de un sistema múltiple. Resultados (Tablas y gráficas) Tabla 1. Valores de absorbancia para construir los espectros de absorción de K2Cr2O7 y de KMnO4 Longitud de onda (nm) A K2Cr2O7 A KMnO4 340 350 360 370 1.841 0.315 380 1.78 0.219 390 1.291 0.134 400 0.862 0.085 410 0.63 0.058 420 0.579 0.055 430 0.608 0.06 440 0.626 0.07 450 0.613 0.096 460 0.561 0.437 470 0.48 0.21 480 0.385 0.291 490 0.29 0.414 500 0.209 0.539 510 0.145 0.667 520 0.093 0.768 530 0.059 0.826 540 0.04 0.776 550 0.027 0.781 560 0.021 0.527 570 0.018 0.468 580 0.017 0.287 590 0.016 0.144 600 0.016 0.11 A partir de esta tabla graficamos el espectro de absorción para poder seleccionar las longitudes de onda a trabajar respecto al espectro de cada sustancia. Grafica 1. Espectro de absorción de las sustancias Las longitudes de onda se seleccionaron donde la absorbancia fuese mayor y la otra no fuese muy pequeña para ambas sustancias y evitar grandes errores: Tabla 2. Valores de λMÁX para K2Cr2O7 y KMnO4. Tabla 4. Curvas de calibración para Compuesto λmáx KMnO 4 y K Cr O a λ1y λ2. K22Cr22O7 7 370 Compue Diluci Concentración Aλ1 KMnO4 510 Aλ2 sto K2Cr2O7 0.0016 M KMnO4 0.0004 ón Molar (Cm) 1:7 0.0002285 1:6 0.0002666 1:5 0.00032 1:4 0.0004 1:3 0.00053 1:2 0.0008 1:7 0.00005714 1:6 0.00006666 0.39 3 0.45 5 0.54 4 0.66 9 0.84 6 1.24 9 0.03 5 0.03 6 0.04 0.04 5 0.05 3 0.07 5 0.04 0.13 4 6 0.05 0.14 1 2 0.05 0.16 6 2 0.06 0.19 1:4 0.0001 9 6 M 0.08 1:3 0.0001333 0.25 8 0.08 0.24 1:2 0.0002 7 7 Con la tabla anterior construimos las siguientes curvas de calibración para cada compuesto a distintas longitudes: 1:5 0.00008 Grafica 2. Curva de Calibración del KMnO4 a λ1(370 nm) y λ2 (510 nm) Grafica 3. Curva de Calibración del K2Cr2O7 a λ1(370 nm) y λ2 (510 nm) Obteniendose las ecuaciones para cada longitud en cada tabla usamos el valor de la pendiente ya que esta corresponde al valor de las absortividades molares respecto a la ley de Bouger-beer y la Ley de la aditividad completando la siguiente tabla correspondiente a cada sustancia: Tabla 5 .Valores de am para K2Cr2O7 y KMnO4 a λ1 y λ2 K2Cr2O7 KMnO4 a m a λ1 1486.6 315 a m a λ2 70.56 859.53 Para el experimento de las mezclas se determino la concentracion para cada uno como lo muestra la siguiente tabla: Tabla 6. Valores de Cm y absorbancia en las mezclas de K2Cr2O7 y KMnO4 Mezcl a Cm Cm No. K2Cr2O7 (0.0016M) KMnO4 (0.0004M) 1 0.0008 0.00004 A Observada λ1 λ2 1.40 8 0.16 2 2 0.0004 0.0001 0.79 4 0.20 1 3 0.00016 0.0002 0.39 6 0.36 7 Estas concentraciones se obtuvieron a través del cálculo de la adición de los compuestos a determinados volúmenes, empleando la formulas C1V1 = C2V2 . Cálculos: Para el K2Cr2O7 = C2=(0.0016M)(5mL)/(10mL)=0.0008 M Para el KMnO4= C2= (0.0004M)(5mL)/(10mL)= 0.00004 M Así calculamos para las otras mezclas de los dos compuestos. Tabla 7. Valores de absorbancia observados y calculados de absorbancia de las mezclas de K2Cr2O7 y KMnO4 Mezcla A Observada A Calculada No. λ1 λ2 λ1 λ2 1 1.408 0.162 1.201 0.090 2 0.794 0.201 0.626 0.114 3 0.396 0.367 0.300 0.183 Con los valores de Cm y am obtenemos las absorbancias calculadas, y en base a la Ley General de la Fotometría podemos comparar las absorbancias observadas y las calculadas, para poder representar en una grafica el comportamiento de ambas y determinar el valor de R y R 2 para determinar que cumple con la ley de la aditividad. Grafica 4. Ley de la aditividad de dos longitudes de onda. Con los valores obtenidos de R y R2 completar la siguiente tabla: Tabla 8. Valores de R y R2 a λ1 y λ2 λ1 λ2 (370nm) (510nm) R 0.9993 0.9974 R 0.9987 0.995 2 En efecto se cumple la ley de la aditividad ya que los valores de las R y R 2 nos indica que las sustancias no interaccionan entre sí por lo que sus absorbancias son aditivas. Para la muestra problema se obtuvieron las absorbancias que se muestran en la tabla 9 y en base a ella se determino la concentración del analito correspondiente. Tabla 9. Concentración problema Aλ1 = 1.333 Aλ2 = 0.304 Cm de K2Cr2O7 = 8.9667X10-4 Cm de KMnO4 = 3.5368X10-4 Se observa que hubo más dicromato que permanganato. Discusión Para determinar las longitudes de onda a trabajar se requirió determinar que para el permanganato de potasio la longitud que representaba una longitud alta era 530 sin embargo al comparar absorbancia que daba el dicromato de potasio a esa longitud de onda era muy pequeña por lo que se opto por elegir la longitud de onda de 510 nm , para determinar en el dicromato la longitud de onda se considero lo anterior seleccionando la longitud de onda de 370 nm, sin embargo la absorbancias obtenidas para seleccionar fueron algo grandes lo que nos indica finalmente que se tendría errores significativos, sin duda al trabajar y realizar las curvas de calibración cumplieron con la ley de Bouger-Beer, aunque en la curva de calibración del permanganato de potasio presenta unos errores pequeños por lo que el coeficiente de correlación fue más baja para las dos longitudes. Finalmente se obtuvieron las absortividades molares y concentración con las ecuaciones de cada curva de calibración, para finalmente comparar las absorbancias calculadas y observadas, que hubo diferencias , pero que al graficar ambas, se sigue un comportamiento lineal que nos indica que se cumple la ley de la aditividad, y con ello se pudo calcular la concentración de una solución problema proporcionada señalando que en dicha muestra estaba en mayor cantidad el dicromato de potasio que el permanganato que inclusive se pudo detectar también por el color que presentaba la muestra . Conclusión Para que se cumpla la ley de la aditividad en una mezcla es necesario conocer los espectros de absorción de cada componente o cromoforo de la mezcla para verificar que no haya interacción química entre ellos y que sus espectros estén separados, estableciendo una longitud máxima no cercana a la del otro componente y que la otra longitud de onda represente una longitud mínima de absorción. Así mismo incluyendo la ley de Bouguer-Beer determinamos concentración y absortividad molar, para finalmente determinar la absorbancias de cada componente y se sumen y se tenga la absorbancia total siendo una propiedad aditiva de la ley. Bibliografía Química Analítica Moderna, W.F.Pickering, Editorial Reverte, 1980, pg. 208