PRACTICAS DE FOTOMETRIA VISIBLE

LEIDY JOHANA JIMENEZ COQUECO ANGELA MARIA CARVAJAL

MARZO 13 DE 2009

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA FACULTAD DE TECNOLOGA ESCUELA DE QUMICA INTRODUCCION

La fotometra de absorcin se refiere al estudio de la absorcin de radiaciones electromagnticas por las sustancias: En el fenmeno de la absorcin si una radiacin proveniente de una fuente o foco incide sobre otra sustancia (tomo, molcula, in), y su energa cuntica es exactamente igual a la diferencia de energa entre el estado fundamental y uno de los estados excitados de las especies absorbentes, la radiacin podr ser absorbida produciendo la excitacin correspondiente (las sustancias realizan movimientos de traslacin, rotacin, vibracin y electrnico relacionados con estas mismas energas, por lo cual pueden absorber radiaciones de las diferentes regiones del espectro electromagntico). Estas diferencias de energa son caractersticas para cada especie; el estudio de las frecuencias de la radiacin absorbida proporciona un medio de caracterizar a los constituyentes de una muestra de materia denominado espectro de absorcin. Para realizar el estudio fotomtrico de las sustancias, se utiliza la ley de beer (A= abc (1)) que dice que la absorbancia o densidad ptica es directamente proporcional a la absortividad del lquido a, la concentracin de la solucin c y al espesor de la celda que contiene la muestra b. La ecuacin (1) presenta un comportamiento lineal; cuando se cumple esta linealidad, se dice que se cumple la ley de beer y se facilita el tratamiento. Los instrumentos para medir la absorcin selectiva de las radiaciones se denominan fotmetros, estos permiten determinar la intensidad luminosa con mayor exactitud. Estos aparatos miden la transmitancia de las sustancias, es decir, la fraccin de luz transmitida por la solucin. El presente informe, muestra los resultados obtenidos en el laboratorio de anlisis instrumental, en la prctica relacionada con la fonometra visible. Esta fue dividida en 4 sesiones en las cuales se tuvo primero un reconocimiento de los instrumentos de medida: partes, calibracin, uso (primera sesin) , luego se realiz un anlisis cualitativo y cuantitativo para una solucin problema (segunda sesin), para finalmente realizar el mismo estudio a dos sustancias diferentes: Manganeso (sesin tres) y Nitritos (sesin cuatro).

OBJETIVOS Distinguir los componentes los componentes bsicos de un fotmetro y su funcin. Calibrar y manejar correctamente el fotmetro Estudiar el comportamiento de una sustancia en relacin con la ley de Beer. Analizar cualitativa y cuantitativamente diferentes sustancias por medio de curvas espectrales y curvas de calibracin Aplicar la tcnica fotomtrica en la regin del visible en el control de calidad y procesos. Conocer las caractersticas tcnicas fotmetros mediante catlogos. de los nuevos modelos de

CONTENIDO PRIMERA SESION Fecha: Febrero 13 de 2009 Este primer encuentro tuvo como objetivo, la familiarizacin con los equipos y su funcionamiento fundamentado en la tcnica fotomtrica; para esto se realizaron cuatro actividades diferentes: primero, identificacin previa de los diferentes espectrofotmetros presentes en el laboratorio, segundo, medicin de absorbancia y transmitancia en tres espectrofotmetros distintos, tercero, encontrar celdas equivalentes, y cuarto, observacin del espectro visible. 1. Identificacin de los componentes de un espectrofotmetro. Con la ayuda del manual de prcticas de laboratorio en el cual se encuentran especificaciones de las caractersticas tcnicas de los espectrofotmetros, se observaron cada uno de ellos para la familiarizacin y modo de uso. Con ello, se logra una identificacin del equipo adecuado segn los requerimientos del anlisis. Tabla 1. Comparacin de las caractersticas tcnicas de los diferentes espectrofotmetros presentes en el laboratorio.

Equipo Marca Modelo Tipo de haz: sencillo doble o dividido Regiones: Uv, Vis, IR Rango de en nm Fuentes para Uv , Vis , IR Monocromador Material y espesor de la celda Detector: Foto celda, foto tubo, diodos Amplificacin: ptica, electrnica Modelo Instrumento de lectura: anlogo digital

Espectrofotmetro Carl Zeiss Jena Spekol sencillo

Espectrofotmetro Thermo Scientific Genesys 20D Haz dividido Vis, IR cercano 325 a 1100 nm Lmpara de tungsteno de rejilla de difraccin vidrio y metacrilato(vis) 1 cm espesor. diodos de silicio

Espectrofotmetro Shimadzu UV-1700 Doble Haz

Visible 400 a 750 nm Lmpara de Tungsteno De red Vidrio de 2mL

UV y Visible 190 a 1100 nm Lmpara de tungsteno y lmpara de Deuterio De red Vidrio, Cuarzo y metacrilato1 cm espesor. diodos de silicio

Foto elemento de Selenio

electrnica Spekol Galvanmetro

electrnica Genesys 20D Digital

electrnico Shimadzu digital

2. Medicin de absorbancia y transmitancia de una sustancia entres espectrofotmetros distintos. A una muestra suministrada por el profesor, se procedi a medir la absorbancia y la transmitancia en tres espectrofotmetros diferentes, a la longitud de onda recomendada por l (600 nm) y otra escogida al azar (400 nm). El blanco utilizado para la medicin fue agua destilada. Tabla 2. Medicin del % de T y la A de una especie absorbente en diferentes modelos de espectrofotmetros.

Fotmetro Gnesis 20D (1) Gnesis 20D (2) Shimadzu

Absorbancia (A) 400 nm 600 nm 0,015 0,053 0,010 0,054 0,017 0,07

Transmitancia (%T) 400 nm 600 nm 96,7 88,5 97,7 88,2 96,1 85,1

Al analizar los resultados obtenidos se puede notar que: primero, a 600 nm se presenta una absorbancia mayor que a 400 nm, ello nos lleva a verificar lo que tericamente se presume que cada compuesto tiene una longitud de onda a la cual presenta una mayor absorbancia; este fenmeno se puede observar cuando se realice una curva espectral, y segundo, los datos de absorbancia y transmitancia a pesar de haber sido tomados con la misma sustancia, difieren segn el espectrofotmetro usado. A continuacin un anlisis de este suceso: La absorbancia o densidad ptica es directamente proporcional a la absortividad del lquido (a) que es constante para cada sustancia, la concentracin de la solucin (c) y al espesor de la celda que contiene la muestra (b). Es decir, A= abc, ecuacin conocida como la ley de Beer; adems factores como la temperatura, el pH y la longitud de onda a la cual se mida, tambin pueden ocasionar variaciones. No obstante, al trabajar con una misma sustancia, se evitan las desviaciones por la absortividad, la concentracin y el pH, adems, durante la realizacin de la prctica se puede asumir que la temperatura fue aproximadamente constante. Por lo anterior, los nicos factores que pudieron afectar la medicin fueron la longitud de onda y la celda. Longitud de Onda: La longitud de onda no tendra porque afectar las mediciones si en los equipos se cerciora de programar la misma, sin embargo, cuando se analiza cada instrumento, se encuentra que todos tienen diferentes anchos de banda: Tabla 3. Comparacin de los anchos de banda para los diferentes espectrofotmetros Nombre del equipo GENESYS 5 GENESYS 10 GENESYS 20 SHIMADZU Ancho de banda (nm) 5 10 20 2

Debido a esto, la longitud de onda a la cual se realiza la medicin no es exactamente la elegida, sino que est dentro de un rango que vara de un equipo a otro, (ver tabla 3). Entonces, para un espectrofotmetro Gnesis 20D

la longitud de onda escogida es 600 nm 20 nm, mientras que para un Shimadzu, es 600nm 2 nm; estas variaciones ocasionan una disminucin en la capacidad absorbente de la sustancia. Con lo anterior, podemos deducir que: El espectrofotmetro Shimadzu arroja un valor de absorbancia y transmitancia ms preciso y exacto debido a su ancho de banda tan reducido. Las mediciones deben realizarse en el mismo equipo, puesto que a la hora de realizar un anlisis cuantitativo, la variacin de la longitud de onda entre un equipo y otro, afecta notoriamente los resultados OBSERVACION: La diferencia entre las lecturas en los dos espectrofotmetros Gnesis 20D se deben a que los dos equipos a pesar de ser aparentemente iguales, no seleccionan de igual forma la longitud de onda. Celda Las celdas, a pesar de ser aparentemente iguales, milimtrica o micromtricamente pueden diferenciarse en rayones que ocasionan una difraccin de la luz polarizada. Para las mediciones de absorbancia y transmitancia en los diferentes fotmetros, este no fue un factor tomado en cuenta y por el cual seguramente se afectaron los resultados. Debido a lo anterior, la siguiente actividad que se realiz fue encontrar celdas equivalentes. 3. Celdas Equivalentes Debido a que la absorbancia depende directamente del espesor de la celda y su transparencia, se hace estrictamente necesario trabajar con celdas iguales para disminuir las posibilidades de desviaciones por este motivo; para ello, se tomaron 5 celdas que se consideraran semejantes, luego con una de ellas se ajust el cero de absorbancia (celda1) y a las siguientes se les hace la respectiva medicin (sin volver a ajustar el cero). Tabla 4. Valores de absorbancia medidos a 400nm con agua destilada en un espectrofotmetro Gnesis 20D para encontrar celdas equivalentes. Celd a 1 2 3 Absorbanc ia (A) 0,000 0,038 0,020

4 5

0,036 0,038

Las celdas 1,2 y 3 fueron utilizadas en la actividad anterior para medir absorbancia y transmitancia en tres espectrofotmetros distintos y, como se puede observar, entre una y otra existe una diferencia notoria respecto a la los valores de absorbancia que arrojan; idealmente, la medicin debera ser cero o cercano a l. Con esta prueba, se confirma que la variacin de los resultados obtenidos adems de haber sido afectados por el ancho de banda de cada equipo, tambin fueron causados porque las celdas no eran equivalentes. Con los datos de la tabla 4, se podra decir que perfectamente las celdas 2 y 5 son las indicadas para trabajar un anlisis cuantitativo. No obstante, cuando se trabaja con un espectrofotmetro Shimadzu, todo el procedimiento anterior se hace innecesario, debido a que el equipo por ser de doble haz, cuando se ajusta el cero, inmediatamente l hace la diferencia entre las dos celdas utilizadas. Cabe hacer la aclaracin que al ajustar el cero con dos celdas, ests mismas son las que deben usarse para el anlisis: una con el blanco y otra con la muestra 4. Observacin del Espectro Visible Por la rendija de salida del monocromador se pueden observar los colores del espectro a medida que gira la perilla selectora de longitud de onda entre 350 y 800nm. Tabla 5. Espectro visible observado en la prctica Color Rango de ( ) en nm Violeta 300-415 Azul 415-489 Verde 489-572 Amarillo 572-584 Naranja 584-608 Rojo 608-800

Tabla 6. Espectro visible de la literatura COLOR VIOLETA AZUL VERDE AMARILLO ANARANJAD O ROJO Rango de ( ) en nm 380450 450495 495570 570590 590620 620750

Comparando la tabla 5 y la 6, se observa una gran diferencia respecto a los rangos de longitud de onda; esto puede explicarse por la baja sensibilidad del ojo humano para detectar cambios de color. Longitud de Absorbancia onda (nm) (A) 400 0,050 SEGUNDA SESION 410 0,027 Fecha: Febrero 20 de 420 0,023 2009 430 0,030 440 0,047 Solucin Problema: 3 450 0,081 460 0,128 En esta oportunidad el 470 0,211 objetivo principal fue encontrar la 480 0,306 concentracin de una muestra problema haciendo un anlisis cuantitativo; para lograrlo, primero se realiz un barrido espectral para encontrar la longitud de onda a la cual la sustancia absorbe ms, adems de identificar cualitativamente la muestra y luego mediante la preparacin de patrones, encontrar la concentracin. 1. Barrido Espectral Para hacer el barrido, primero se hallaron dos celdas equivalentes para trabajar en un espectrofotmetro Gnesis 20D. Luego se hizo un barrido espectral desde 400 nm hasta 700 nm con incrementos de 10 nm. Los datos correspondientes, se incluyen en la tabla 7. En ella se puede observar que la absorbancia inicia decreciendo hasta 420 nm para comenzar a aumentar y llegar a un pico en 540nm y nuevamente descender. En la grafica 1 ilustra el fenmeno mencionado. No obstante, debido a que el anlisis fue realizado en una espectrofotmetro Gnesis 20D, su ancho de banda no es muy confiable a la hora de realizar una identificacin cualitativa debido a su baja sensibilidad; por eso, la misma muestra se llev al equipo Shimadzu para encontrar sus picos reales y con base al espectro reconocer la muestra problema. Datos de la Tabla 8 Tabla 7. Barrido espectral para la identificacin de mximos de absorbancia e identificacin cualitativa de la muestra problema 3

Tabla 8. Picos arrojados por el equipo Shimadzu para la muestra problema

490 0,425 500 0,581 510 0,686 520 0,824 530 0,837 540 0,822 550 0,763 560 0,523 570 0,458 580 0,254 590 0,120 600 0,095 610 0,081 620 0,074 630 0,068 640 0,062 650 0,057 660 0,050 670 0,042 680 0,034 690 0,028 700 0,022 Longitud Absorbanc de ia onda (nm) (A) 545,5 0,879

525,0 507,5

0,913 0,686

Incluyendo estos ltimos datosa la tabla 7, se realiz la grafica 2. Y gracias a esta, se logr concluir al compararla con la literatura, que la muestra problema corresponda al Permanganato de Potasio en Medio Acido. 2. Anlisis Cuantitativo Finalmente, se procedi a realizar un anlisis cuantitativo para determinar cul era la concentracin de dicha sustancia; para ello, se procedi as: Se tom como muestra patrn una solucin de Permanganato de Potasio (1x10-3 M) en Acido Sulfrico (0,5 M). KMnO4 1x10-3 M / H2SO4 0,5 M A sta se le realiz un barrido espectral en el espectrofotmetro Shimadzu y se tomaron las longitudes de onda a las cuales se presentaban los picos: Tabla 9. Picos del barrido espectral (400-700 nm) para la muestra patrn. Longitud de onda (nm) 545,5 525,0 507,5 Absorbanc ia (A) 1,089 1,135 0,880

OBSERVACION: Al comparar las tablas 8 y 9, se puede observar que los picos de mxima absorbancia entre la muestra problema y la solucin patrn coinciden en la misma longitud de onda; esto corrobora que corresponden a la misma sustancia; los valores de absorbancia no necesariamente son iguales, puesto que sta depende directamente de la concentracin, entonces, se podra esperar que la concentracin de la muestra problema sea menor que la solucin patrn. La mayor absorbancia se presenta a 525,0 nm por lo cual, el anlisis se hizo a esta longitud de onda.

Se prepararon 4 patrones con los cuales se realiz la curva de calibracin. Preparacin de patrones

Debido a que se est estudiando el comportamiento de las sustancias respecto a la ley de Beer (que permite aplicar la relacion: Ap/Cp= Ax/Cx), se asumi que la sustancia cumple dicha ley para facilitar los clculos. Para la preparacin de los patrones se debi tener en cuenta las siguientes indicaciones: La curva de calibracin debe tener una regresin lineal en un rango de 0,16 - 0,8. Por eso, se hizo el clculo para encontrar el volumen mximo de la solucin original (KMnO4 1x10-3 M / H2SO4 0,5 M) que deba tomarse para cada patrn para que la disolucin preparada no excediera los 0,8 de absorbancia.

Clculos: Ap/Cp= Ax/Cx Ap=Absorbancia de la solucin original a 525 nm (1,135) Cp= Concentracin de la solucin original (1x10-3 M) Ax= Absorbancia deseada (0,8) Cx= Concentracion de la solucin que absorbe 0,8 Cx = (Ax/ Ap)*Cp Cx = 7,0485x10-4M Este valor indica que para obtener una sustancia que absorba 0,8 sta debe tener una concentracin de 7,0485x10-4M. Finalmente, se prosigui a computar cuanto volumen deba tomarse de la solucin original para obtener dicha concentracin. Vi * C i = Vf * C f Vi = volumen que debe tomarse de la solucin original para preparar la disolucin C i = 1x10-3 M (concentracin de la solucin original) Vf = 25mL (Cantidad a preparar de la disolucin) C f = 7,0485x10-4 M Vi = (Vf * C f )/ C i Vi= 17,6213 mL Este volumen indica, que para obtener una solucin con absorbancia 0,8 o menos, se necesitan mximo 17,6513 mL; posteriormente se determin tomar 4, 8, 12 y 16 mL que se encuentran en el rango de volmenes permitidos para preparar los patrones.

Patrn 1. Se tomaron 16 mL de la solucin original (KMnO4 1x10-3 M / H2SO4 0,5 M) y se aforaron hasta 25 mL con agua destilada. OBSERVACION: De igual forma se prepararon los otros 3 patrones con sus pero con sus respectivos volmenes (Tabla 10) Tabla 10. Datos de concentracin y absorbancia de los patrones de KMnO4 para realizar la curva de calibracin. Volumen Solucin (mL) 16 12 8 4 Concentracin (M) 6,4x10-4 4,8x10-4 3,2x10-4 1,6x10-4 Absorbancia (A) 0,638 0,487 0,320 0,184

Despus de preparar los patrones se prosigui a medir la absorbancia a cada uno para realizar con ellos la curva de calibracin (Grfica 3) que permite determinar la concentracin de la muestra problema. La curva de calibracin present un comportamiento lineal que obedece a la ecuacin:A = 0,1612 C

Finalmente se procede a medir la absorbancia a la muestra problema. Pero antes de ello, se debi diluir la muestra debido a que, como se puede observar en la tabla 8, la absorbancia obtenida en el espectrofotmetro Shimadzu a 525 nm para sta (pura) fue de 0,913 lo que implica que su valor no est incluido dentro del rango lineal (0,16 - 0,8); con este fin, se tomaron 10 mL de la muestra y se aforaron a 25 mL con agua destilada. 10 mL FD = = 0,4 25 mL Tabla 11. Absorbancia de la muestra problema con su respectiva concentracin determinada mediante la regresin lineal de la grafica 3. Absorbanc ia (A) 0,186 Concentracin (M) 0,4615

Muestr a

La determinacin de la concentracin se puede realizar de dos formas: una es interpolando en la curva de calibracin con el valor de la absorbancia obtenida para la muestra problema y la otra es utilizando la ecuacin obtenida para la

misma curva. Los dos mtodos son usados, pero el ms indicado es el procedimiento matemtico, debido a que con este se pueden hacer correcciones tales como la interseccin por cero adems de la exactitud, por eso, se utiliz la regresin lineal para sealar la concentracin:A = 0,1612 C A C= * FD 0,1612 0,186 C= * 0,4 0,1612 C = 0,4615 M

Concentracin de la solucin 3.

De esta sesin podemos concluir que: Cuando se desea hacer un anlisis a cualquier sustancia mediante el mtodo de fonometra visible, se debe conocer cual es la longitud de onda a la que presenta su mximo de absorcin, ya que primero, permite una idea de cual es la sustancia pues estos mximos son caractersticos para cada especie, y segundo permite resultados ptimos. Los patrones deben quedar en el rango de linealidad (0,16 - 0,8) en el cual se tiene cierta seguridad respecto al comportamiento de las sustancias respecto a la ley de Beer. Conocer que una sustancia obedece a la ley de Beer, facilita los clculos posteriores, puesto que si ya se conoce la ecuacin de la curva de calibracin, conocer concentraciones o absorbancias de otra muestra puede despejarse.

TERCERA SESION Fecha: Febrero 27 de 2009 En esta sesin el objetivo fue determinar la cantidad de Manganeso presente en un clip usando la tcnica fotomtrica, aplicando los conceptos aprendidos anteriormente. Actividades a. Preparacin de patrones: Para preparar los patrones, primero se prepararon 100mL de una solucin de permanganato de potasio de concentracin 250mg/L

158 ,04 gKMnO 250 mgMn * 0,1L * L 54 ,93 gMn

4

*

100 gs ln 99 ,9 gKMnO

= 0,072 gS ln4

Para ello se tomaron 0,072g de la solucin de permanganato de potasio disponible al 99,9% de pureza, se agregaron a un matraz de 100mL y se afor con agua destilada. De esta solucin se tomaron 10mL y se aforaron a 100mL quedando finalmente una solucin de permanganato de potasio con una concentracin de 25 mg/L. Para los patrones se recomendaban concentraciones de 2, 5, 10, 15 y 20 mg/L, para ello se toman 2, 5, 10, 15 y 20mL

Clculo de la cantidad de solucin de 25mg/L que se necesitan tomar para que la concentracin final quede de 2mg/L: Vi * C i = Vf * C f Vi = Cantidad de solucin de 25mg/L que se necesitan C i = 25mg/L Vf = 25mL (Cantidad a preparar de cada patrn (constante para todos)) C f = 2 mg/L (5, 10, 15 y 20mg/L) Vi = (Vf * C f )/ C i Vi= 2mL OBSERVACION: De la misma manera se procedi para los dems volmenes De la solucin de permanganato de potasio se tomaron los volmenes respectivos para cada patrn y se aforaron a 25mL. Finalmente se llevaron al espectrofotmetro Shimadzu y se determin la absorbancia de cada uno de ellos a 526 nm que corresponde a la longitud de onda a la cual el Manganeso presenta su mayor absorbancia. Los datos estn consignados en la Tabla 10

Tabla 12. Datos para construir la curva de calibracin y para determinar la concentracin de Mn en la solucin de la muestra de acero y estndar. Patrn 1 2 3 4 5 Grafica 4. La grfica presenta un comportamiento lineal que obedece a la ecuacin:A = 0,0444 C

Concentracin (mg/L) 2 5 10 15 20

Volumen a tomar (ml) 2 5 10 15 20

A 0,086 0,229 0,446 0,662 0,887

Esto nos permite comprobar que el Manganeso cumple la ley de Beer, ello implica que si se tuvieran que hacer anlisis posteriores, no habra necesidad de realizar nuevamente una curva de calibracin, pues la ecuacin permitira efectuar los clculos. b. Tratamiento de la Muestra y la solucin estndar. Como solucin estndar, se tomaron 5 mL de la solucin preparada inicialmente que contena una concentracin de 250 mg/L y a esta se realiz el procedimiento de manera simultnea con la muestra. En forma general, la masa de muestra debe acidificarse para que el Mn contenido en ella pase a Mn+2; seguidamente esta debe oxidarse para que todo el Mn+2 pase a Mn+7 en forma de MnO4-. (En el libro Manual de Prcticas de Laboratorio se puede encontrar un procedimiento recomendado para este tratamiento pgina 122 y 123). La solucin obtenida, se afora a 100mL y queda lista para la determinacin de su absorbancia en uno de los equipos fotomtricos. El tratamiento de la solucin estndar ser til para determinar el porcentaje de error en la determinacin de Mn en la muestra. c. Preparacin del Blanco Fotomtrico. Para preparar la solucin que sirvi como blanco en la medicin de la absorbancia de la muestra problema y la estndar, se tomaron 10 mL de la solucin de la muestra problema obtenida en el paso anterior, se adicionaron

unas cuantas gotas de HCl concentrado y se calent hasta que la coloracin desapareci y qued una solucin translcida. d. Determinacin de la concentracin de Mn en el acero y clculo del error en el anlisis. Las soluciones se llevaron al espectrofotmetro y se obtuvieron los siguientes resultados: Tabla 13. Resultados de Absorbancia para la muestra y la solucin estndar Absorbanc ia (A) 0,540 0,290 Concentracin 1 (mg/L) 12,1622 6,5315

Estnd ar Muestr a1

Los datos de concentracin que se presentan en la tabla 10 fueron determinados mediante la ecuacin A = 0,0444 C que corresponde a la curva de calibracin ajustada por mnimos cuadrados. A continuacin, los clculos pertenecientes a las concentraciones y a los datos estadsticos. Concentracin de la sustancia Mn en la muestra de acero: A = 0,0444C 0,290 C= 0,0442 C = 6,5315 mg

Coeficiente de correlacin: 0,9998 (Obtenido con ayuda de Excel) L Sensibilidad:

A S= = 0,0444 CA 0,001 = S 0,0444

Limite de Cuantificacin:C =

Porcentaje de error instrumental:dn 100 mC 0,0001 %E = 100 0,0444 6,5315 % E = 0,034 % %E =

Concentracin de la solucin estndar:

A = 0,0442C 0,540 C= 0.0442 C = 12 ,1622 mg% Mn =

L

Porcentaje de Mn en el acero6,5315 mg / L * 0,1L 100 = 0,32 % 204 mg

Concentracin de Mn en la solucin estndar:

De la solucin de KMnO 4 de concentracin 250 mg/L se tomaron 5 mL para preparar la muestra estndar, por lo tanto, en se tienen 1,25 mg de muestra total. Tericamente 250 mg 5mL * = 12 ,5mg / L L 100 mL Experimentalmente

A = 0,0442C C= 0,540 0.0442

L Por lo tanto, se puede determinar cual es el porcentaje de error para el mtodo utilizado en la determinacin de Mn:% Error = 12 ,5mg / L 12 ,1622 mg / L 100 = 2,7% 12 ,5mg / L

C = 12 ,1622 mg

El porcentaje de error con el cual se determin el porcentaje de Mn en el acero, fue de 2,7%, es decir, que el metodo con el cual se determina es bastante preciso lo que genera confiabilidad en los resultados, el factor definitivo es el analista. No es conveniente dar un porcentaje de error, puesto que cada fabricante esta en la libertad de fabricar el acero segn su necesidad, sin

embargo, si se puede verificar que el porcentaje hallado, se encuentra dentro del rango normal (0,3 0,6)%

CUARTA SESION Fecha: Marzo 6 de 2009 Finalmente, luego de haber realizado las sesiones anteriores, en las cuales se tuvo familiarizacin con los equipos, anlisis cualitativo y cuantitativo, en la presente prctica el objetivo fue aplicar la tcnica fotomtrica en la regin del visible en el control de calidad y procesos. Aqu especficamente se encuentra la determinacin de la cantidad de nitritos presentes en la salchicha ranchera. Procedimiento. 1. Preparacin del reactivo colorante. A 5mL de agua destilada contenidos en un matraz de 25mL agregarle 2,5mL de H3PO4, luego 0,25g de Sulfanilamida y finalmente 0,025g de Diclorodrato de N(naftil)-etilendiamina. Aforar con agua destilada.

2. Preparacin del blanco fotomtrico.Tomar 2mL del reactivo colorante en un matraz de 50mL y aforar con agua destilada.

3. Preparacin de patrones. Solucin Madre de Nitrito: Pesar 0,304g de NaNO2 en un matraz de 1000mL y aforar con agua destilada. Concentracin:

0,3093 g *

1molNaNO 2 1molNO2 46 gNO2 1000mgNO2 1 * * * = 206,2mgNO 2 / L 69 gNaNO 2 1molNaNO 2 1molNO 2 1Ls ln 1gNO2

Solucin Intermedia de Nitrito: tomar 10mL de la solucin madre y aforar en un matraz de 500mL. Concentracin:

10 x10 3 L *

206 ,2mgNO 2 1 * = 4,124 mgNO 2 / L 1LNO 2 0,5Ls ln

Solucin Estndar de Nitrito: tomar 10mL de solucin Intermedia y aforar en un matraz de 100mL

Concentracin:

10 mL *

4,124 mgNO 2 1 1000 mL * * = 0,4124 mgNO 2 / L 1000 mL 100 mLs ln 1L

De la solucin estndar se prepararon 5 patrones as: Patrn 1. Se tomaron 5 mL de la solucin estndar se agregaron 2 mL de reactivo colorante y se aforaron a 50 mL quedando una concentracin de 0,06186 mg/L Vi * C i = Vf * C f Vi = Volumen de solucin estndar que se tomaran para cada patrn (5,10,15,20 y 25 mL) C i = concentracin de la solucin estndar (0,6186 mg/L) Vf = 50mL (Cantidad a preparar de cada patrn (constante para todos)) Cf = Concentracin correspondiente para cada patrn.Cf = 5mL * 0,4124 mg / L = 0,04124 mg / L 50 mL

De igual forma se hicieron los clculos para los dems patrones variando cada vez el volumen de solucin estndar a tomar Tabla 14. Patrones para realizar la curva de calibracin correspondiente a la cuantificacin de nitritos en la salchicha ranchera. Patr n 1 2 3 4 5 Volumen (mL) 5 10 15 20 25 Concentracin (mg/L) 0,04124 0,08248 0,12372 0,16496 0,20620 Absorbanc ia 0,038 0,084 0,132 0,181 0,231 543 nm que

OBSERVACION: La longitud de onda seleccionada fue corresponden al mximo de absorbancia para los nitritos. Curva de Calibracin. (Grfica 5)

La grafica corresponde a una lnea recta, lo que permite concluir que la sustancia obedece a la ley de Beer. La regresin lineal obedece a la ecuacin:

A =1,0938 C

Por ltimo, despus de tener lista la muestra problema, se midi la absorbancia en el espectrofotmetro Shimadzu, y con la realizacin de los clculos que se presentan a continuacin, se determin el porcentaje de nitritos en la salchicha ranchera. Absorbancia (A) 0,099

Muestr a

Concentracin de la muestra problema

A = 1,0938 C * FD 0,099 18 ,5 * 1,0938 50 C = 0,03349 mg L C=Porcentaje de Nitritos en la salchicha ranchera:% NO 2 = 0,03349 mg / L * 0,1L * 100 = 1,6733 * 10 4 2001 ,4mg

No es correcto dar un porcentaje de error frente a la medicion del porcentaje de nitritos en la salchicha, puesto que cada embutido es diferente, sin embargo, normalmente dicha concentracin se encuntra entre los 0,003 y 0,025 mg % El uso de nitrato y nitritos en los embutidos para darle mayor durabilidad y conservar el color y el olor, puede afectar los rganos como el hgado y las vas urinarias.

CONCLUSIONES El espectrofotmetro Shimadzu arroja un valor de absorbancia y transmitancia ms preciso y exacto debido a su ancho de banda tan reducido.

Las mediciones deben realizarse en el mismo equipo, puesto que a la hora de realizar un anlisis cuantitativo, la variacin de la longitud de onda entre un equipo y otro, afecta notoriamente los resultados. Cuando se desea hacer un anlisis a cualquier sustancia mediante el mtodo de fonometra visible, se debe conocer cual es la longitud de onda a la que presenta su mximo de absorcin, ya que primero, permite una idea de cual es la sustancia pues estos mximos son caractersticos para cada especie, y segundo permite resultados ptimos. Los patrones deben quedar en el rango de linealidad (0,16 - 0,8) en el cual se tiene cierta seguridad respecto al comportamiento de las sustancias respecto a la ley de Beer. Conocer que una sustancia obedece a la ley de Beer, facilita los clculos posteriores, puesto que si ya se conoce la ecuacin de la curva de calibracin, conocer concentraciones o absorbancias de otra muestra puede despejarse. Si no se trabaja en un espectrofotometro Shimadzu es necesario buscar celdas equivalentes para disminuir las desviaciones en las mediciones por este motivo. Hallar la concentracin de determinada molcula en una mezcla, se puede hacer fcilmente por fotometra siempre y cuando esta molcula forme un complejo coloreado con algn reactivo; de no ser as la tcnica no sera la apropiada para hacerlo pues el principio de esta es la absorcin, y si una solucin es transparente no se presentar dicho efecto.

BIBLIOGRAFA

CASTRO E, instrumental.

Federman.

Qumica-manuales

de

laboratorio; anlisis