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

http://www.quiminet.com/articulos/el-analisis-de-color-colorimetria-y-colorimetro-2704601.htm consultado el 10 de septiembre de 2015

http://www.uam.es/docencia/qmapcon/QUIMICA_GENERAL/Practica_4_Colorimetria_Ley_de_Lambert_Beer.pdf consultado el 10 de septiembre de 2015