PRCTICAN1

DeterminacindelpKadelRojodeMetilo

1

2

ResumenParacomenzar,sepreparlasdisolucionesrequeridaspararealizarlasmedicionesconlasespecificacionesdelaguia,acontinuacion,senosenseoelcorrectousodeUV/VisiblededoblehazPerkinElmermodeloLAMBDA25paralocual,inicialmentesemidielpHalasdisoluciones15,yposteriormentesepasamedirsuabsorbancia,enestepaso,serequiriinicialmentededosblancosyaqueelinstrumentoeradedoblehaz,luegosolosecambiabaunaceldayaqueunodelosblancospermanecaconstante,losdatosobtenidossepuedenobservaracontinuacin:ResultadosTablan1Disoluci

nAbsorbancia430

nmlog(AAa)/(AbA) Absorbancia525

nmlog

(AAa)/(AbA)pH

1 0,08846 0,9910 0,45800 0,4143 4,432 0,10236 0,8447 0,47855 0,4965 4,653 0,18102 0,3498 0,59028 1,3369 4,864 0,30011 0,1527 0,47213 0,4700 5,275 0,35783 0,4141 0,37645 0,1359 5,46

cida 0,048796 0,61515 Bsica 0,47692 0,05004

3

4

1. Clculosdepreparacindelasdisoluciones.

lostenemossonlosquehicimosparaellab

2. Obtenga el pKa de indicador a 525 nm y 430 nm. Con cul de las dos longitudes de onda obtuvo mejores resultados? Compare los valores de pKa, la correlacin obtenida y la sensibilidaddelmtodosiutilizaunauotralongituddeonda.

SeobtienepKaapartirdelinterceptoenelejedelasordenadascuandox=0

Pkaa430nm=5,1589correlacin

pkaa525nm=5,0874correlacin

5

3. Determine el punto isosbstico del grfico Abs vs disoluciones a distinto pH. Discutir su significadoFsicoQumico.

Disoluciones 430 440 450 525 540 550 560

Disolucin1 0,08846 0,10445 0,12708 0,45800 0,44086 0,43250 0,39026

Disolucin2 0,10236 0,12008 0,14414 0,47855 0,45917 0,44954 0,40411

Disolucin3 0,18102 0,20170 0,22902 0,59028 0,56562 0,55420 0,49897

Disolucin4 0,30011 0,31508 0,33037 0,47213 0,44791 0,43804 0,39443

Disolucin5 0,35783 0,36756 0,37441 0,37645 0,35383 0,34525 0,31108

cida 0,048796 0,07433 0,11220 0,61515 0,58641 0,56127 0,48643

Bsica 0,47692 0,47136 0,45195 0,05004 0,03335 0,02845 0,02584

6

4. Culessonlasventajas,desventajasyaplicacionesdeestatcnica?

5. Conclusiones

6. Referencias [1]TobeyS.W.,J.Chem.Ed.,35,514(1958)[2] Douglas A. Skoog and James J. Leary, "Anlisis Instrumental", 4ta. Edicin, Mc GrawHill, Madrid, pg173,1994

7

PautadeInformeprcticaNo2

DeterminacindeCuporAbsorcinAtmica.Curvadecalibradonormalymtododelaadicindeestndar.

Nombre de los alumnos: _______________________________________________________________FechaderealizacindelaPrctica:_______________FechadeEntregadelInforme:___________________

1. Resumen

En esta prctica de laboratorio se busca comparar dos tcnicas de absorcin atmica al determinar la concentracin de Cu en una muestra. Para ello utilizaremos en una de las tcnicas la curva de calibrado normal, con disoluciones a las cuales se le agrega HNO3 como blanco, y de 1 a 5 ml de Cu estndar segn corresponda, mas aparte 2 ml de muestra. Con el segundo mtodo utilizamos la curva de calibrado por el mtodo de adicin de estndar, para ello se prepararon 6 disoluciones con HNO3comoblanco,2mldemuestradeCu,yde0a5mldeCuestndar.

2. Clculosdepreparacindedisoluciones.a) 100mLdedisolucionpatron1000ppmdeCu(II)apartirdesalpatronCu(SO4)x5H20

8

Xmg1mgX=0,1mg1x10^4gr

100mL1000mL

Se debe agregar 1x10^4 gramos de sal para obtener la concentracion de 1000 ppm, sin embargo, para preparar esto. Finalmente se preparo la disolucion en 1L por lo que para preparar esta disolucioncomunparalosgruposdelaboratorio,seutilizo1x10^3gramos.

b) DisoluciondeCu(II)patronde100,0ppmmg/Lapartirdedisolucionde1000ppmdeCu(II)

SesabequeCi*Vi=Cf*Vf,entoncesdespejandoViquedaria:

Vi=100ppm*100mL=10mL

1000mL

Entonces,senecesitan10mLdeladisolucininicialparaprepararladisolucionpatronde100ppm.

c) 100mLdedisolucionHNO3concentracion3molar(d=1,3965%p/p)

Delosdatossedesprende:

d=1,39gy65gramosdesoluto.

mL100gramosdedisolucion

Entonces,despejando:

V=100gramosdedisolucion=71,94mL

1,39gramos/mL

65gramosdesoluto=0,9848mol

66gramos/mol

LaconcentraciondeladisoluciondeHNO3es:

0,9848mol=13,69Molar

0,07194L

YfinalmentesecalculanlosmLnecesariosparaprepararladisolucion:

Ci*Vi=Cf*VfVi=3M*100mL=21,91mL

13,69mL

3. Grafique ambas curvas obtenidas. Trace la mejor recta y obtenga el coeficiente de correlacin,lapendienteyelinterceptodecadaunadelasrectas.

9

CurvadecalibradonormalDisolucin Absorbancia SD Concentracin

(ppm)1 0,140 0,0003 12 0,267 0,0003 23 0,396 0.0004 34 0,513 0,0017 45 0,622 0,0030 5

Muestra 0,326 0,0011 2,49

Coeficientedecorrelacion:0,9988

Pendiente:0,121

Intercepto:0,0246

Curvadecalibradomtodoadicindeestndar

Disolucin Absorbancia(promedio)

SD Concentracinst(ppm)

1 0,227 7E4 02 0,357 3E4 13 0,476 12E4 24 0,603 15E4 35 0,709 17E4 46 0,810 14E4 5

10

Coeficientedecorrelacion:0,9979

Pendiente:0,1171

Intercepto:0,2376

4. Calculelaconcentracindecobreporlosdosmtodos.

Pormetododecurvadecalibradonormal:

Y=a+bx

Am=a+bCm

0,326=0,0246+0,121Cm

Cm=2,49ppm

Ci*Vi=Cf*Vf

Ci=2,49ppm*50mL=41,5ppm

3mL

5. DetermineellmitededeteccindeCurvadecalibradonormal 6. Compare los resultados obtenidos y discuta las diferencias. Diga las ventajas, desventajas y

aplicacionesdelatcnicadeAbsorcinAtmica. 7. Conclusiones

11

8. Referencias Aplicacionesdelaespectrofotometramolecular

1.DeterminacindelpKadeunindicador:

Enunindicadorcidobaseseestableceelsiguienteequilibrio:

HInd H++IndKa=

[H+][Ind][HInd]

Como la densidad de carga de la forma cida y la bsica son diferentes, sus espectros presentarn bandas de absorcin a diferentes longitudes de onda (). El caso ms ideal es aquel en que a una determinada longitud de onda absorbe slo la forma cida y a otra slo la formabsica,seeligelamsadecuada.

Si absorben las dos formas, para obtener resultados ms precisos, los coeficientes de extincin molardebenserdiferentes.

12

Si la disolucin que contiene el indicador est a pH cido, el indicador estar totalmente protonado, y su concentracin ser igual a la concentracin total analtica ([HInd] = C). De igualforma,siladisolucinesfrancamentebsicaestartotalmentedesprotonado,[Ind]=C.

Aa=EabC y Ab=EbbC

Aa,Ab :Absorbanciasmedidasendisolucincidaybsicarespectivamente.C :Concentracinanalticadelindicador.Ea,Eb : Coeficiente de extincin molar de la forma cida y forma bsica, respectivamente.b :Largodelacelda,encm.En cualquier otra disolucin de pH intermedio en que existan ambas formas del indicador la AbsorbanciatotalserlasumadelasAbsorbanciadelasdosespecies:

A=Aa+Ab

A=Ea[HInd]+Eb[Ind] sib=1

AayEb=Ab comoEa=

C CAC=Aa[HInd]+Ab[Ind]

Ctotalindicador=[HInd]+[Ind]

A[HInd]+A[Ind]=Aa[HInd]+Ab[Ind][Ind] [Ind]

A+A =Aa+Ab [HInd] [HInd]

reordenando:[Ind] AAa

= [HInd] AbA

comolaexpresindelaconstantedeequilibriodedisociacines:

reemplazando Ka=[H+]AAaAb

A

[H+][Ind]Ka=

[HInd]

AA

13

dividiendopor[HInd]:reordenandoyaplicandologaritmosseobtiene:pH=pKa+log a

AbALa grfica de pH (eje Y) vs el trmino logartmico (eje X) es una lnea recta, cuyo intercepto correspondealpkadelindicador.

2.EspectrofotometradeAbsorcinAtmicaLa espectroscopa atmica se utiliza para el anlisis cualitativo y cuantitativo de iones metlicos al nivel de trazas. La muestra se calienta a alta temperatura, generalmente en una llama, la cual produce la evaporacin del disolvente y luego el rompimiento de todos los enlaces, los tomos metlicos libres absorben la radiacin caracterstica enviada por una lmpara, cuyo ctodo est construidodelmismometalqueseestanalizando.(Tambinexistenlmparasdemultielementos).La banda de longitud de onda () que el elemento absorbe es caracterstica y muy angosta. Los tomos no excitados que estn en la fase vapor absorben la radiacin y sus electrones de valencia pasan al estado excitado, como resultado de esta absorcin la intensidad de la radiacin original es reducida. La cantidad de radiacin absorbida es proporcional a la concentracin del elemento presente. De todas formas la poblacin del estado basal es mucho mayor que en el estado excitado. Por ejemplo para calcio en una llama a 2000 K hay 1,2107 tomos en estado basal por uno en el estado excitado para cinc 7,31015, etc. Alrededor de 65 elementos pueden ser determinados por absorcinatmicaytansolo10porfotometradellama.

La fuente de radiacin (lmpara de ctodo hueco) del espectrofotmetro de absorcin atmica produce una banda muy angosta, estable y de intensidad adecuada por tiempos prolongados, lo cual no es posible de lograr con un monocromador comn (aproximadamente 0,02 a 0,05 A). Esta lmpara est sellada y tiene argn nen a baja presin, y se produce la ionizacin al aplicar una diferencia de potencial entre los electrodos. El gas inerte bombardea el ctodo, calentndolo y produciendo una nube de metal en estado de vapor que llena el interior. El choque entre los tomos

metlicosytomosdegasproducelaexcitacinylaemisinderadiacin.La muestra debe ser introducida en la llama y su vaporizacin, y posterior atomizacin, deben ser reproducibles. Hay dos tipos de mecheros: el de consumo total y el de premezcla flujo laminar. La mezcla oxgenoacetileno generalmente se utiliza en el de consumo total y aireacetileno xido nitrosoacetilenoeneldepremezcla.Hay espectrofotmetros de 1 haz y de doble haz. El de doble haz tiene "chopper" que cumple una doble funcin: divide el haz en pulsos que pasan alternadamente a travs de la llama y de la referencia. Los haces de muestra y referencia son combinados y la relacin de la intensidad de los dos tipos de pulsos se mide electrnicamente. De esta forma se minimiza el efecto de la radiacin emitidaporlostomospresentesenlallama,lacualescontinua.

14

Sistemade2haces.

Para un anlisis cuantitativo generalmente se utiliza la lnea de absorcin ms fuerte. Por ejemplo, para determinar Pb en alimentos se utiliza la lnea a 217 nm. Pero no siempre se obtiene una lnea recta, debido a que ocurre autoabsorcin en la lmpara, para evitar esto se utiliza una lnea menos sensible(283,3nm). Seproduceninterferenciasdebidoa:1. Emisinmoleculardelosxidosdelmetalycompuestosrefractarios.2. Absorcindispersindelaradiacinporpartculasslidasdisolventenoevaporado.3. Interferencia debida a ionizacin, ya que se supone que la absorcin se debe a tomosno

ionizados.

15

LaformacindeionesdavaloresdeAbsorbanciabajos.4. Formacindecompuestosrefractarios:

a. Los aniones presentes en la disolucin, pueden reaccionar con el elemento de inters y formarcompuestosrefractarioscausandodisminucindelosvaloresdeAbsorbancia.

b. La muestra puede reaccionar con oxgeno grupos hidroxilos en la llama, disminuyendo el nmerodetomos.

Factoresqueafectanlacantidaddematerialqueexisteenlallama:1. La velocidad de aspiracin del material hacia la llama: Esto se ve afectado generalmente por la

presindelgasy,avecesporlaviscosidad.2. Viscosidad del material a analizar: Una alta concentracin de slidos disueltos afectar la

velocidaddeflujoyaqueladisolucinsemoverlentamenteatravsdelaspirador.3. Eleccin del disolvente: Algunos disolventes orgnicos aumentan la Absorbancia por un factor 2

a 4. Los disolventes orgnicos mejoran la eficiencia de aspiracin, ya que tienen tensin superficialmenorqueelagua.

4. La tensin superficial del disolvente: Una baja tensin superficial permite la formacin de pequeas gotitas, las cuales llevarn ms muestra al mechero, ya sea de premezcla de consumototal.

5. La temperatura de la llama: El % de tomos en el estado basal es controlado por la temperatura de la llama. Ocasionalmente interfieren elementos que impiden la formacin de tomos en estado basal. A veces los elementos a ser determinados forman compuestos complejos estables, los cuales no se disocian a la misma temperatura en la cual se realiz la curva de calibrado. Por ejemplo, la presencia de fsforo baja la poblacin atmica del calcio, comparndolaconlaobtenidaenausenciadel.

16