lab 02 espectrometria

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

“AÑO DEL CENTENARIO DE MACHU PICCHU PARA EL MUNDO”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

PRACTICA DE LABORATORIO Nº 2:ESPECTROMETRIA

CURSO : ESTRUCTURA. FUNCION CELULAR Y TISULAR II.

DOCENTE : DRA. VIOLETA MORIN GARRIDO.

ALUMNO : ESTEFANI YANINA HOLGUIN REYES.

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Piura, Abril de 2011

I. Marco Teórico

PODER REDUCTOR DE LOS AZÚCARES


A. INTERACCIÓN DE LA ENERGÍA CON LA MATERIA: FOTOMETRÍA

Una característica de las moléculas es la de absorber determinados tipos de radiaciones dependiendo de su estructura electrónica.Así, por ejemplo, una solución que contienen ión cúprico hidrato absorbe energía radiante de la longitud de onda que corresponde al amarillo.

FOTOMETRÍA

Comprende el estudio de los métodos que permiten medir la concentración, establecer la estructura y lograr la identificación de ciertas sustancias, aprovechando su capacidad de absorber y emitir energía radiante.

B. MÉTODO GRÁFICO

Inscribamos en un papel milimetrado aritmético los valores de A en el eje de las ordenadas contra “C” concentración en el de las abcisas de cada uno de los patrones o estándar debe obtenerse una recta, averiguar la concentración del desconocido por la gráfica.

C. MÉTODO ANALÍTICO (ECUACIÓN DE LAMBERT Y BEER)Dada la ecuación A=abc y b diámetro de las cubetas es 1 cm, el valor de ab es una constancia o factor para cada uno de las sustancias stándars.

n h=Factor= AConc .

Los valores hallados deben ser iguales dentro del error experimental, si se sigue la Ley de Lambert y Beer y tenemos el promedio factor.Dividiendo la absorbancia del desconocido entre el valor del Factor Promedio obtiene la concentración del desconocido.

C Desconocido= A DesconocidoFactor Promedio

METODO GRÁFICO


Inscribamos un papel milimetrado aritmético los valores de A en el eje de las ordenadas contra “C” concentración en el de las abcisas de cada uno de los patrones o estándar debe obtenerse una recta, averiguar la concentración desconocido por la gráfica.

MÉTODO ANALÍTICO (ECUACIÓN DE LAMBERT Y BEER)

Dada la ecuación A=abc y b diámetro de las cubetas es 1 cm., el valor ab es una constancia o factor para cada uno de las sustancias stándars.

F=C stand /|¿|

Los valores hallados deben ser iguales dentro del error experimental si se sigue la Ley de Lambert y Beer y tenemos el promedio factor.Dividiendo la absorbancia del desconocido entre el valor del Factor Promedio se obtiene la concentración del desconocido.

F=270 ∙ 898

Desc .=F ×|¿|


Esquema del fotocolorímetro

∙

Monocromador

Cubeta de Fototubo Registro

Cobmador muestra

Fuente de luz

II. DISEÑOS EXPERIMENTALES

Interacción de la Energía con la Materia: DETERMINACIÓN DE GLUCOSA (Método fotocolorimétrico)

1) Método Analítico (ECUACIÓN DE LAMBERT Y BEER)

A. Fundamento

Glucosa + H2 O → Ac. Glucorónico + H2 O2

2 H2 O2 + fenol → Quinona + H2 O

B. Procedimiento

REACTIVOS B ST1 ST2 ST3 ST4 DSTD (50 mg) --- 25 µlSTD (100 mg) 25 µlSTD (150 mg) 25 µlSTD (200 mg) 25 µlMuestra Problema 25 µl


C. Reacción Espectrométrica

Resultados (método analítico)

Absorvancia Factor Tramitancia

STD (50mg) 0,14 357, 14 0, 72

Factor = (50) / 0,14 = 357, 14

STD (100mg) 0,30 333, 33 0, 50

Factor = (1000) / 0,30 = 333, 33

Absorvancia Factor Tramitancia

STD (150mg) 0,45 333, 33 0, 35

Factor = (150) / 0,45 = 333, 33

STD (200mg) 0,62 322, 58 0, 25

Factor = (200) / 0,62 = 322, 58

Muestra problema 0,28 336, 59

Factor de muestra problema = Promedio de los otros factores.

Muestra problema = Absorvancia (problema) x factor

= 0,28 x 336,54 = 94, 23 mg %

Factor= concentraciónSTDAbsorvancia


D. Método Glucosa oxidasa (Reaccción Bioquímica)

Glucosa + H2 O → Ac. Glucorónico + H2 O2

2 H2 O2 + 4 AF + fenol → Quinona + H2 O

AF → aminofenasona

Incubar por 5’ a 37°C y leer a los 505nm contra blanco.

2) Método Gráfico

60 D


CUESTIONARIO


1. ¿Qué es el fotocolorímetro?

El fotocolorímetro es un aparato que mide la cantidad de luz absorbida por la solución. El foto colorímetro es un instrumento que tiene la particularidad de tener celdas fotoeléctricas y un circuito potenciometrico, además consta de un foco de 110 volts, dicho foco se encuentra dentro de una caja metálica enviando los rayos luminosos que llegan a la solución problema se coloca en un tubo o celda de vidrio, en un soporte apropiado.

2. ¿Qué es precisión?Se refiere a la dispersión del conjunto de valores obtenidos de mediciones repetidas de

una magnitud. Cuanto menor es la dispersión mayor la precisión. Una medida común de la variabilidad es la desviación estándar de las mediciones y la precisión se puede estimar como una función de ella.

3. ¿Qué es exactitud?Se refiere a que tan cerca del un valor real se encuentra un valor medido. En términos

estadísticos, la exactitud está relacionada con el sesgo de una estimación. Cuanto menor es el sesgo más exacto es una estimación. Cuando expresamos la exactitud de un resultado se expresa mediante el error absoluto que es la diferencia entre el valor experimental y el valor verdadero.

4. Indique solución estándar o patrón y para que se usaEs una preparación que contiene una concentración conocida de un elemento o sustancia

específica. Un "estándar simple" será la dilución de un único elemento o sustancia en un disolvente en el cual es soluble y con el que no reacciona. Como la mayoría de las muestras reales, contienen un variado rango de distintas sustancias, y si se mide la concentración de un elemento o sustancia en concreto, la muestra puede tener una composición diferente de la que se utilice como estándar. De hecho se suele usar por comodidad con fines comparativos los "estándares simples": disoluciones estándares del elemento o sustancia pura en el disolvente. Esto puede ocasionar inexactitudes, por eso algunas "muestras estándares" son diseñadas específicamente para que sean lo más parecidas posibles en su composición a las "muestras reales" que pretendemos determinar.

5. Indica que es longitud de onda y para que se usa en espectrofotometría

La longitud de onda: es la distancia entre dos crestas consecutivas, en otras palabras describe lo larga que es la onda. La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que llamamos longitud de onda. Las ondas de agua en el océano, las ondas de aire, y las ondas de radiación electromagnética tienen longitudes de onda.

Espectrofotómetro: Un espectrofotómetro es un instrumento usado en la física óptica que sirve para medir, en función de la longitud de onda, la relación entre valores de una misma magnitud fotométrica relativos a dos haces de radiaciones.


6. Fundamente 4 métodos basados en absorción de energía y longitudes de onda

Espectrofotometría de Resonancia Magnética Nuclear. Espectrofotometría Raman. Espectrofotometría de llama. Espectrofotometría de Absorción Atómica.

7. Si quieres determinar la concentración de las diferentes soluciones de glucosa, ¿Que longitud de onda empleara para obtener la mayor sensibilidad? y ¿Por qué?

La mejor longitud de onda que pasa por el origen es de 540, registrando la concentración de la muestra problema con los datos de la absorbancia y la constante de calibración promedio de aquella longitud de onda. Demostrando así la ley de Lambert-Beer que establece una proporcionalidad directa entre la concentración e intensidad del color de una sustancia en solución medida como absorbancia.

8. ¿Cómo puede influir la longitud de onda sobre la sensibilidad de un método fotocolorímetro?

La longitud de onda es la que permite que en el método fotocolorímetro se forme un espectro de absorción de luz monocromática.

9. ¿Qué es el rayo monocromático?


Un rayo monocromático es un haz de luz de una sola longitud de onda.

10. ¿En que se fundamenta la espectrofotometría raman, resonancia magnética nuclear y espectrofotometría de llama y de absorción atómica? De un ejemplo de uso clínico y en medio ambiente.

A. ESPECTOFOTOMETRIA RAMAN: la técnica analítica espectrofotometría Raman se basa en un fenómeno específico de dispersión de la luz que presenta alguna similitud y recuerda a la fluorescencia.

En espectrofotometría Raman, las vibraciones moleculares se miden en forma de emisión de energía luminosa (radiación Raman dispersada) como consecuencia de la excitación con una fuente monocromática de luz visible generalmente del rojo o IRC (la intensidad de luz dispersada es sólo de 10-5 a 10-6 de la incidente). Precisamente para separar esta débil luz Raman de la fluorescencia de muchas moléculas el haz excitante es de la “zona del rojo” (600-1000nm), donde la energía del fotón es insuficiente para activar la molécula al nivel electrónico excitado y desencadenar fluorescencia. Se evitar así un elevado fondo que podría suponer una fluorescencia simultánea.

El haz excitante debe ser de elevada energía y altamente monocromático, razón por la cual se utiliza el láser como fuente de energía en esta técnica analítica espectrofotometrica. El desplazamiento de las emisiones Raman de una molécula con respecto a la longitud de onda incidente es una importante arma analítica complementaria en cuanto a aplicaciones a la espectroscopia de absorción infrarroja.

Aplicación: esta técnica se aplica en análisis de la calidad química del agua para determinar la claridad y para el control de los procesos de tratamiento. Además es de gran ayuda en el control de Calidad de la transparencia de aguas, bebidas y productos alimenticios; monitorización del crecimiento de los cultivos bacterianos; inmunoensayos; contenido en macromoléculas, etc.

B. RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR: la resonancia magnética nuclear (NMR) está basada en la medición de absorción radiación de radiofrecuencia por un núcleo en un campo magnético fuerte. La absorción de la radiación hace que el spin nuclear se alinee o gire en dirección de mayor energía. Luego de absorber energía los núcleos reemitirán radiación RF y volverán al estado de energía más bajo.


El principio de NMR se basa en que los núcleos con número impar de protones, neutrones o ambos tendrán un spin nuclear intrínseco. Cuando un núcleo con un spin nuclear distinto de cero es ubicado en el campo magnético, el spin nuclear puede alinearse en la misma dirección o en dirección opuesta al campo. Estas dos alineaciones de spin nucleares tienen diferentes energías y la aplicación de un campo magnético produce la degeneración de los spins nucleares. Un núcleo que posee su spin alineado con el campo tendrá una energía más baja que cuando tiene su spin alineado en dirección opuesta al campo.

La energía de una transición de transición NMR depende de la fuerza del campo magnético, un factor de proporcionalidad para cada núcleo llamado relación magnetogyric. El entorno local alrededor del núcleo en una molécula perturbará levemente el campo magnético local ejercido sobre el núcleo y afectará su energía exacta de transición. Esta dependencia de la energía de transición en la posición de un átomo, en particular en una molécula, hace que la espectroscopia NMR sea de mucha utilidad para determinar la estructura de moléculas.

La espectrofotometría NMR es una de las herramientas más poderosas para elucidar la estructura de especies orgánicas e inorgánicas. También se ha comprobado que es útil para la determinación cuantitativa de especies de absorción.

C. ESPECTROSCOPIA DE MASA: La espectrometría de masas se fundamenta en la separación de partículas moleculares o atómicas por su diferente masa.El proceso de la espectrometría de masas comprende básicamente cuatro etapas:

1. Ionización de la muestra

La ionización de la muestra se consigue por bombardeo mediante electrones (e-) según el proceso:

M + e- à M+ + 2e-

2. Aceleración de los iones por un campo eléctrico

Convertimos una fracción significativa de los átomos formados en la etapa 1 en un flujo de iones, generalmente positivos y de carga única.La velocidad que adquieren viene regida por la formula:

v = [2eV/m] ½

Donde V es el potencial aplicado, “e” la carga del electrón y “m” la masa.Cuando las partículas aceleradas se someten a la acción de un campo magnético (H) describen una trayectoria circular de radio r alrededor de este campo, desarrollando una fuerza centrífuga mv2/r, la cual es igual a la fuerza de atracción del campo Hev.De esto deducimos que el radio es igual a:


r = (2Vm/H2e) ½

3. Dispersión de los iones según su relación masa/carga

Basándonos en la ecuación anterior podemos calcular la relación m/e que es:

m/e = H2.r2/2V

Dado que la mayoría de los iones formados en la segunda etapa tienen una sola carga y que el resto de parámetros se mantienen constantes, la relación m/e suele ser la masa del ión.La utilidad analítica de un espectrómetro de masas depende de la resolución del instrumento, o capacidad del mismo para separar dos partículas de diferente masa.

4. Detección de los iones y producción de la correspondiente señal eléctrica

El ordenador al que está conectado el aparato recoge las distintas señales y las reproduce en forma de espectrograma, formato de fácil interpretación.

Fig.1: Esquematización del paso de una muestra por los principales componentes de

un instrumento de espectroscopia de masas.


11. ¿En qué se fundamenta la espectrofotometría de llama y de absorción atómica? De un ejemplo de uso y en medio ambiente.

A. ESPECTROFOTOMETRIA DE LLAMA: en los últimos años se ha desarrollado y aplicado en el campo de la espectrofotometría de absorción atómica (AAS) con llama la denominada "thermospray flame furnace atomic absoprtion spectrometry" (TS-FF-AAS) para la determinación de metales pesados a niveles de µg L-1 mediante el uso de un tubo capilar cerámico como sistema de introducción de muestra y un tubo metálico como sistema de atomización. Recientemente, una de las variantes y aplicaciones de la TS-FF-AAS ha sido la digestión en línea, transporte e introducción de muestras biológicas para la determinación de Cd, Cu y Pb a niveles de µg g-1. Muy novedosa ha sido también la aplicación de la nebulización hidráulica y uso del tubo en la llama ("hydraulic high-pressure nebulization beam injection flame furnace atomic absorption spectrometry" (HHPN-BIFF-AAS)) en la determinación de Cd y Pb llegando a obtener límites de detección 10 veces mejores respecto de la AAS con llama y nebulización neumática.

B. ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION ATOMICA: la absorción de la luz por medio de átomos brinda una herramienta analítica poderosa para los análisis cuantitativos y cualitativos. La espectrofotometría de absorción atómica (AAS) se basa en el principio que los átomos libres en estado fundamental pueden absorber la luz a una cierta longitud de onda. La absorción es específica, por lo que cada elemento absorbe a longitudes de onda únicas. AAS es una técnica analítica aplicable al análisis de trazas de elementos metálicos en minerales, muestras biológicas, metalúrgicas, farmacéuticas, aguas, alimentos y de medio ambiente.

Aplicación: esta técnica se ha aplicado a cerca de 60 elementos y es una herramienta primordial para los estudios en donde se determinan vestigios de metales en muestras biológicas o del medio ambiente. Se emplea, además, en el análisis de agua, bioquímica toxicología, medicina industria farmacéutica, industria petroquímica, etc.

BIBLIOGRAFIA


“Precisión y Exactitud”http://es.wikipedia.org/wiki/Precisi%C3%B3n_y_exactitud

“Visión general sobre óptica”http://mit.ocw.universia.net/2.71/f01/pdf/review.pdf

“Espectrofotometría de Absorción Atómica”http://hiq.aga.com.co/International/Web/LG/CO/likelgspgco.nsf/docbyalias/anal_abs

“Dispersión ”http://www1.us.es/pautadatos/publico/personal/pdi/1790/14325/11-%20Esp%20Raman%20Turbidimetria%2006-07.pdf

“Espectrofotometría de absorción atómica con tubo en la llama”http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422004000600006

“Resonancia magnética nuclear (NMR)”http://hiq.aga.com.co/International/Web/LG/CO/likelgspgco.nsf/DocByAlias/anal_NMR

lab 02 espectrometria

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