Colorímetro
INTEGRANTES
shero1: Cohen Michan Moises
2:
Bastidas Martínez Monserrat Guadalupe
3: Fierro
Jiménez Xavier
4:
Hernández Rocha María Esther
5:
Vargas Crisostomo Karen Itzel
MARCO
TEÓRICO
El
fundamento de la espectroscopia se debe a la capacidad de las moléculas para
absorber radiaciones, entre ellas las radiaciones dentro del espectro
UV-visible. Las longitudes de onda de las radiaciones que una molécula puede
absorber y la eficiencia con la que se absorben dependen de la estructura
atómica y de las condiciones del medio (pH, temperatura, fuerza iónica, constante
dieléctrica), por lo que dicha técnica constituye un valioso instrumento para
la determinación y caracterización de biomoléculas. Las moléculas pueden
absorber energía luminosa y almacenarla en forma de energía interna. Esto
permite poner en funcionamiento ciclos vitales como la fotosíntesis en plantas y
bacterias. Cuando la luz (considerada como energía) es absorbida por una
molécula se origina un salto desde un estado energético basal o fundamental,
E1, a un estado de mayor energía (estado excitado), E2. Y sólo se absorberá la
energía que permita el salto al estado excitado. Cada molécula tiene una serie
de estados excitados (o bandas) que la distingue del resto de moléculas. Como
consecuencia, la absorción que a distintas longitudes de onda presenta una
molécula -esto es, su espectro de absorción-constituye una seña de identidad de
la misma.
La región
UV se define como el rango de longitudes de onda de 195 a 400 nm. Es una región
de energía muy alta. Provoca daño al ojo humano así como quemadura común. Los
compuestos con dobles enlaces aislados, triples enlaces, enlaces peptídicos,
sistemas aromáticos, grupos carbonilos y otros heteroátomos tienen su máxima
absorbancia en la región UV, por lo que ésta es muy importante para la
determinación cualitativa y cuantitativa de compuestos orgánicos. Diversos
factores-como pH, concentración de sal y el disolvente- que alteran la carga de
las moléculas, provocan desplazamientos de los espectros UV.
La fuente
de radiación ultravioleta es una lámpara de deuterio.
En la
región visible apreciamos el color visible de una solución y que corresponde a
las longitudes de onda de luz que transmite, no que absorbe. El color que
absorbe es el complementario del color que transmite. Por tanto, para realizar
mediciones de absorción es necesario utilizar la longitud de onda en la que
absorbe luz la solución coloreada. La fuente de radiación visible suele ser una
lámpara de tungsteno y no proporciona suficiente energía por debajo de 320 nm.
La
transmitancia (T) de una sustancia en solución es la relación entre la cantidad
de luz transmitida que llega al detector una vez que ha atravesado la muestra,
It, y la cantidad de luz que incidió sobre ella, Io, y se representa
normalmente en tanto por ciento: % T=It/Io x 100La transmitancia nos da una
medida física de la relación de intensidad incidente y transmitida al pasar por
la muestra. La relación entre %T y la concentración no es lineal, pero asume
una relación logarítmica inversa.
La absorbancia
(A) es un concepto más relacionado con la muestra puesto que nos indica la
cantidad de luz absorbida por la misma, y se define como el logaritmo de 1/T,
en consecuencia: A = log 1/T = -log T = -log It/ Io. Cuando la intensidad
incidente y transmitida son iguales (Io = It), la transmitancia es del 100% e
indica que la muestra no absorbe a una determinada longitud de onda, y entonces
A vale log 1 = 0.
Esta ley expresa la relación entre absorbancia de
luz monocromática (de longitud de onda fija) y concentración de un cromóforo en
solución: A = log I/Io = ε·c·l La absorbancia de una solución es directamente
proporcional a su concentración –a mayor número de moléculas mayor interacción
de la luz con ellas-; también depende de la distancia que recorre la luz por la
solución –a igual concentración, cuanto mayor distancia recorre la luz por la
muestra más moléculas se encontrará-; y por último, depende de ε, una constante
de proporcionalidad -denominada coeficiente de extinción- que es específica de
cada cromóforo. Como A es adimensional, las dimensiones de ε dependen de las de
c y l. La segunda magnitud (l) se expresa siempre en cm mientras que la primera
(c) se hace, siempre que sea posible, en M, con lo que las dimensiones de ε
resultan ser M-1·cm-1. Este coeficiente así expresado, en términos de unidades
de concentración molar (o un submúltiplo apropiado), se denomina coeficiente de
extinción molar (εM). Cuando, por desconocerse el peso molecular del soluto, la
concentración de la disolución se expresa en otras unidades distintas de M, por
ejemplo g·L-1, las dimensiones de ε resultan ser distintas, por ejemplo
g-1·L·cm-1, y al coeficiente así expresado se denomina coeficiente de extinción
específico (εs). La ley de Lambert-Beer se cumple para soluciones diluidas;
para valores de c altos, ε varía con la concentración, debido a fenómenos de
dispersión de la luz, agregación de moléculas, cambios del medio, etc.
MATERIAL
REAL USADO
·
un haz de luz enfocado de manera precisa
para penetrar el elemento de la solución procesada.
·
Una celda fotoeléctrica de silicio mide
la intensidad resultante de luz.
·
Tubos de ensayo
·
Sulfato de cobre
·
Agua
Objetivos
·
Determinar la concentración
de una solución de sulfato de cobre desconocido (II)
·
La solución de CuSO4
utilizada en este experimento es de color azul
·
Determinar una longitud
de onda apropiada basada en el espectro de absorbancia de la solución.
DESARROLLO
1.
En los tubos de
ensayo hacer diferentes concentraciones de sulfato de cobre con agua
a.
1ml
de sulfato de cobre 4ml de agua
b. 2ml de
sulfato de cobre 3ml de agua
c. 3ml de
sulfato de cobre 2 ml de agua
d. 4ml de
sulfato de cobre 1 ml de agua
e. 5 ml
de sulfato de cobre
f. Concentración
de todos los tubos de ensayo
2.
Conectar el espectrómetro a la computadora con el logger pro demo
3.
Calibrar el espectrómetro con agua
4.
Colocar en el recipiente pequeño rectangular de
las concentraciones hechas en los tubos de ensayo
5.
Medir la
longitud de onda basada en el espectro de absorbancia de la solución
RESULTADOS
En
los resultados guardados según las concentraciones de cada muestra se pudo
observar la diferencia de la cantidad de luz absorbida según su concentración
ya que una
mayor concentración de la solución de color absorbe más luz (y transmite menos)
que una solución de concentración más baja, como se puede ver en la tabla según
su concentración la absorción de luz aumentaba pero en el último tubo de ensayo
se pudo observar que al concentrar las muestras esta quedo en un punto neutro.
BIBLIOGRAFIA
CONSULTADA POR LOS ALUMNOS
