Instituto Politécnico NacionalUnidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería campus Guanajuato Ingeniería Biotecnológica Métodos Cuantitativos Problemario Tercer Parcial 3BM1 Integrantes: Carmona Ayala Aylin Josmara Joaquín Medina Estefanía Serratos Ramirez Alejandro Silao de la Victoria, Guanajuato, a 7 de junio de 2017. Índice INSTRUMENTACIÓN………………………………………………………………………… LEY DE BEER……………………………………………………………………………….VIS…………………………………………………………………………… Ejercicios IR ………………………………………………………………………………….. W. Quimica Analitica. Ejercicios UV... Capítulo 16 Métodos Espectroquímicos.Gary. Skoog. D. .. D. Christian. Fuentes de radiación: ● Lámpara de Deuterio o Hidrógeno: proporcionan espectro continuo en la región UV (160-375 nm) ● Lámpara de filamento de Tungsteno: radiación visible e IR cercano ● Arco de xenón: espectro continuo entre 150 y 800 nm Detectores: ● Fotomultiplicadores o fotodiodos 19. Comparar las operaciones en un espectrofotómetro de un haz y de doble haz. INSTRUMENTACIÓN 18. Ventajas Desventajas Se puede usar la ley de snell Varía con la longitud de onda. visible e infrarroja del espectro. Soulucion: Un haz Doble Haz . Describir la diferencia entre los dos tipos de monocromadores (dispersores de luz) que se usan en espectrofotómetros y hacer una lista de las ventajas y desventajas de cada uno. separa las distintas longitudes con distintos ángulos. Monocromadores de red: El elemento dispersante es una red de transmisión o reflexión que debido al fenómeno de la difracción separa las distintas longitudes de onda con distintos ángulos. Describir fuentes de radiación y detectores para las regiones ultravioleta. Ventajas Desventajas Menor tamaño alta sensibilidad a interferencias Menos coste limitad utilidad para medidas de absorbancia Monocromadores de prisma: El elemento dispersante es un prisma óptico que debido al fenómeno de la refracción óptica y en particular a su dependencia con la longitud de onda (Dispersión refractiva). proporcionar dispersiones extremadamente hay que cambiar de prismas continuamente bajas 21. en lugar de una ranura de salida.Utilizan una óptica invertida respecto del convencional: Toda la luz de la fuente atraviesa la muestra. y luego es dispersada.0% de la radiación a cierta longitud de onda en una celda de 2 cm y a 15. Algunos espectrofotómetros tienen escalas que indican absorbencia o Comentado [2]: el 34 si los demas no porcentaje de transmitancia.25 de absorbencia? ¿Y para 1. otro al blanco. donde T = 0.25)=56. tiene en el plano focal un dispositivo que integra en un pequeño circuito varios cientos de detectores tipo fotodiodo de silicio LEY DE BEER Comentado [1]: no se si esten bien 34.80 podemos encontrar la absorbancia: Para T=0.09691 Para la transmitancia usamos la siguiente fórmula: %T=10(2-A) Para A=0.23 y la transmitancia =0. Calcular su absortividad molar a esa longitud de onda. es dispersado por medio de una red de difracción fija. 0. Describir el funcionamiento de un espectrómetro de serie de diodos.100 El resultado es T=0.25 %T=10(2-0. Solución: . El haz de radiación que ha atravesado la columna cromatografía. Un compuesto con peso fórmula de 280 absorbió 65.Se basa en la absorción de la luz al La radiación se divide en dos (Po pasar un solo haz por la muestra a una similares) uno pasa por la muestra y el longitud de onda específica.0 g/mL de concentración.100 36.6989 Para T=0. ¿Cuál sería la lectura de absorbencia para 20% T? ¿Y para 80% T? ¿Cuál sería la lectura de transmitancia para 0.20 A= -log(0.80 A= -log(0.6989 El resultado es: A=0.563 Para A=1 %T=10(2-1)=10 y la transmitancia =0. Sensitividad (respuesta) del detector Transmisión del monocromador 23. Produce luz monocromática y la detecta El doble haz realiza correcciones por: después de atravesar la muestra de La intensidad de la fuente de luz estudio.5623 El resultado es T=0.00 de absorbencia? Solución: De la ecuación A= -logT .20. siendo recogidas simultáneamente todas las longitudes de onda dispersadas mediante una matriz de fotodiodos.80)= 0.09691 El resultado es: A=0.20)= 0. 00 mL de la orina fue tratada con reactivo de molibdato y ácido aminonaftolsulfónico y se diluyó a 50.02m x 5.36x10-2M 280 𝑔/𝑚𝑜𝑙 T=0.w. Una serie de patrones de fosfato recibieron el mismo tratamiento.350 A=ɛbc = log(1/T) ɛ x 0. . El medicamento tolbutamina (peso fórmula 270) tiene absortividad molar de 703 a 262 nm.687 = 10.Calculamos la concentración M (15𝑥10−6𝑔/𝑚𝐿) M= = 5.01m Usando la fórmula A = C .25x103.350) 0. (286 L/g cm) (180 g/mol) =5. Si la solución tiene una absorbencia en la región UV a 262 nm igual a 0. b y despejando C C= L/A = (262m)(0.23 mol/l obtenemos el número de moles contenidos: (10.687 en una celda de 1 cm. Se puede determinar fósforo en orina tratándolo con molibdeno(VI) y reduciendo el complejo fosfomolíbdico con ácido aminonaftolsulfónico para obtener el color azul característico del molibdeno. Un paciente excreta 1 270 mL de orina en 24 h. El resultado es: 5.56 mol)(270 g/mol) = 42. y se diluye en 2 L.25x103 L mol-1 cm-1 38. Éste absorbe a 690 nm. Se disuelve una tableta en agua.687 λ= 262nm L=0. y el pH fue 6.0 mL.01m)/0.5.456 ɛ=4.23 mol/L)(2L) = 20. Un compuesto con peso fórmula de 180 tiene 286 cm-1 g-1 L de absortividad. y se obtuvo lo siguiente: Solución Absorbencia .15x104 L/g cm El resultado es: 5. Una alícuota de 1.36x10-2 = log (1/0.15x104 L/g cm MEDICIONES CUANTITATIVAS 40. Se midió la absorbencia de las soluciones a 690 nm comparadas con un blanco. ¿cuántos gramos de tolbutamina hay en la tableta? Datos: ɛ = 703 a 262 nm V= 2L A= 0. ¿Cuál es su absortividad molar? Solución: ɛ= a x f.56 mol usando el peso formula obtendremos los gramos g=npm=(20. 00 ppm P 0.820 Muestra de orina 0.00 ppm P 0. a). ¿Cuál será la fracción de luz o radiación que no es transmitida por una solución de Fe +3 cuatro veces más concentrada que la anterior? .00 ppm P 0. b) Calcular la concentración de fosfato en la orina. c) Calcular la relación de HPO4-2 a H2PO4.en la muestra: K1= 1. ¿Cuál es su concentración? Solucion: A=-log T = -log 0.VIS 1.8 x 10 -13 Skoog.0 (gIL).2063M 2.615 4.00 ppm P 0.09)/(2)(1)=0.Una solución conteniendo 1 mg de Fe+3 como Fe(SCN) /100mL.045g/L El resultado es: 0.8 = 0.1 x 10 -2 k2 =7.205 2. 1.5 x 10 -8 k3 = 4.09 A= abc c= A/ab C=(0. transmite 70% de lo.Una muestra en una celda de 1 cm transmite 80% de una luz. en milimoles por litro. ¿Cuál es la absortividad molar de la solución? -b). La absortividad de la muestra es de 2..625 a) Calcular los gramos de fósforo excretados por día..410 3. W- Ejercicios UV . 75cm.85 x 10-4M y L = 0. . de una solución 2. ● Ley de Lambert-Beer. A. T.7787x10-5)(4)=3.. Se trata de los picos que se crean al incidir sobre la superficie ● Reflexión. al entrar en contacto con la superficie de separación entre dos medios cambiantes.77 x 10-4M y L = 0. de una solución que tiene la mitad de la transmitancia que la indicada en a. A. que.51148x10-4M L= 1cm 4. Es el cambio de dirección de una onda. Es la partícula portadora de todas las formas de radiación. Fenómeno por el cual se produce una desviación de los rayos luminosos cuando pasan por un cuerpo opaco o por una abertura de diámetro menor o igual que la longitud de onda.Un complejo Fe(SCN)3 presenta una absortividad molar de 7 x 103 a 580nm.7787𝑥10 − 5)(1𝑐𝑚) 3. ● Energía de absorción: Muestra la fracción de la radiación electromagnética incidente que un material absorbe dentro de un rango de frecuencias ● Fotón.9117 𝑔/𝑚𝑜𝑙 Calculando la Absorbancia: 𝐼𝑜 𝐴 = 𝑙𝑜𝑔( ) = 0. de una solución 3.7𝐼 Calculando la Absortividad Molar: 0. -c.. -b.75cm. regresa al punto donde se originó.Definiciones - ● Energía de radiación: Es la emisión.1 L P. Se pide calcular: -a.M= 113. Cambio de dirección de un rayo de luz u otra radiación que se produce al pasar oblicuamente de un medio a otro de distinta densidad. propagación y transferencia de energía en cualquier medio en forma de ondas electromagnéticas o partículas. ● Onda. Cambio de dirección de un rayo de luz u otra radiación que se produce al pasar oblicuamente de un medio a otro de distinta densidad. 9117 g/mol Calculando la concentración: 𝑚𝑎𝑠𝑎 1𝑥10 − 3𝑚𝑜𝑙 𝑛= = = 8.Datos: Masa= 1x10-3g Volumen= 0. teniendo el mismo ancho de el paso óptico.1549 ɛ= = 1764. Es la partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético. ● Refracción. C= (8.7787𝑥10 − 5 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 113. ● Difracción.1549 0.61𝑀 − 1 𝑐𝑚 − 1 (8. ● Efecto batocrómico: Fenómeno que se verifica cuando la longitud de onda de absorción de una sustancia se desplaza hacia longitudes de onda más grandes o de menor energía por efecto del solvente o por la presencia de distintos sustituyentes químicos ● Efecto fotoeléctrico: Consiste en la emisión de electrones por un material al incidir sobre él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta. traspasando exactamente 5mL a una celda de 1 cm. Una alícuota de 25mL de esa solución se hace reaccionar con ácido picrico en un matraz volumétrico de 250mL diluyendo hasta el aforo. Una muestra de 0. amino. en general). Son sustituyentes del cromóforo y alteran λmax y/o ϵmax. Indica la repetitividad de las lecturas en un espectrootómetro 5. 10mg de X puro se disuelven a 1 (L) del mismo solvente y la absorbancia medida en una celda de 0.425.1 cm a la misma longitud de onda es de 0. alcoxi.Una solución sulfúrica de CuSO4 es analizada por contenido de cobre.3 %.. 7.3%. La absorbancia de una alícuota de esta solución medida a 400nm en una celda de 1 cm es 0.Las aminas (bases débiles) forman sales con ácido pícrico (trinitrofenol) y todos aminopicratos exhiben un máximo de absorción a 539 nm con un coeficiente de extinción de 1..9.200g de anilina (C6H5NH2) se disuelve en 500mL de agua. Es la parte o conjunto de átomos de una molécula responsable de su color. ● Cromóforo. ¿Cuál es la concentración del ion cúprico en moles por litro en la solución original? R= 2. halógenos. ¿Cuál es el % de X en la muestra original? R= 0. instrumentales y químicas.. 6.3. a la longitud de onda de máxima absorción 1 mL estándar 0. Pueden ser positivas o negativas y ayudan a que no se lleve obtengan relaciones lineales entre la absorbancia y la concentración. Son auxocromos los grupos metilo. ● Grupo Auxocromo. Una alícuota de 10mL de esa solución es diluida a 100mL y la absorbancia leída es de 0. El % de transmitancia es de 75. ● Ancho de banda espectral.0100 M de sulfato de cobre se le adiciona a la celda sobre los 5mL de la solución anterior la T es ahora de 62. ¿Cuál es el % de pureza de la anilina? R: 79% .25 x 10+4. Diferencia máxima entre las longitudes de onda (frecuencias ópticas) para las que la densidad de potencia (energía) espectral es la mitad de su valor de cresta. Caen en tres categorías: reales. ● Tubo fotomultiplicador.52 x 10-3 . ● Desviaciones de la ley de Lambert-Beer. hidroxi. Genera un pulso eléctrico ● Error fotométrico.Una muestra de 500mg que contiene un compuesto coloreado X se disuelve y se diluye a 500mL.5%. - Grupos Funcionales: primer pico O-H Segundo C-H Tercero C-H Cuarto C=C Quinto C=O Sexto C-H Séptimo C-O Octavo -CH3 Noveno C=CH .4% a 520nm y de 35% a 600nm.. la absorbancia obtenida a cierta longitud de onda es 0.. La absorbancia es de 0. El % de transmitancia es 54. ¿Cuál es la concentración de A y B en la solución? R: A = 1.8. 9.0 X 10-5 Ejercicios IR 1.El coeficiente de extinción molar de un componente A es de 3070 a una longitud de onda de 520nm y de 2160 a 600nm.015M.60.6 X 10-4 B = 4.80. ¿Cuál es la concentración de la solución inicial de Cu+2? R: 0. Se adicionan entonces 1 mL de otra solución de Cu+2 0..A 1 mL de solución de Cu+2 se le adiciona una solución de NH3 2M y se le coloca en una celda de 1 cm de largo. Una solución desconocida conteniendo A y B es analizada por espectrofotometría en una celda de 1 cm. Para un compuesto B los valores son de 220 a 520nm y 1470 a 600nm.0100M. .- .- .Decimo C=CH 2.. 3.. 4.- .