Ciencias básicas. Química Analítica II

EXPERIMENTO 17: DISEÑAR UN EXPERIMENTO: DETERMINAR LA CONCENTRACIÓN A LA CUAL LA GRÁFICA DE LA LEY DE BEER SE VUELVE NO LINEAL. 

Jesús Andrés miranda Mora

 José Luis Posada Buelvas 

Cristian David Rodriguez Rodriguez 

Any Daniela Serna Márquez 

Angel David Cantero Hernández

MsC Edineldo Lans

 Universidad de Córdoba

Ciencias básicas

 Química Analítica II

 Montería 2023

INTRODUCCION

En esta práctica se realizo  un experimento para determinar la concentración a la cual la gráfica de la ley de Beer-Lambert se vuelve no lineal. La absorbancia es la cantidad de energía luminosa que retiene una sustancia al pasar un haz de luz sobre ella. Según la ley de Beer-Lambert, la absorbancia está Relacionada directamente con la concentración de la sustancia, y se puede representar gráficamente mediante una curva de calibración.

La ley de Beer-Lambert es muy importante para el ámbito de la bioquímica y la química en general, porque permite conocer la concentración de una sustancia,conocida o no, con tan solo medir la absorbancia de la misma con un espectrofotometro y la relación existente entre la concentración y la absorbancia planteada por la ley. En esta práctica de laboratorio se busca evaluar la relación entre la concentración de una solución de permanganato de potasio y la absorbancia medida a la longitud de onda de máxima absorción de la sustancia, para esto se utilizarán los materiales necesarios para haci obtener el mejor resultado.

 OBJETIVO GENERAL

• Determinar la concentración a la cual la gráfica de la ley de Beer se vuelve no lineal. Por el método de la curva de calibrado.

 Objetivos específicos.

• Analizar cómo se comporta la gráfica ley de Beer, con concentraciones superiores a 0.01M

• Evaluar la absorbancia vs concentración en un espectrofotómetro

• Emplear el método de mínimos cuadrados para elaborar una mejor recta que se ajuste. A los datos experimentales.

RESUMEN

En este laboratorio, se diseñó un procedimiento experimental con el objetivo de demostrar si la ley de Beer es no lineal. En primer lugar, se lavaron todos los materiales de laboratorio y se realizaron los cálculos necesarios. Luego, se preparó una solución de 1000 ppm de KMnO4, se pesaron aproximadamente 0.106 gramos en un beaker, se diluyó y se transfirieron a un balón volumétrico aforado de 100 ml. A partir de la solución madre, se prepararon diferentes diluciones con concentraciones de 20, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 120 y 140 ppm y el blanco.

A continuación, se tomó una muestra de estas soluciones y se realizó un barrido de longitudes de onda desde 350 nm a 650 nm, para determinar la longitud de onda donde hubo mayor absorción. Se determinó que la longitud de onda con mayor absorción fue de 525 nm. Luego, se leyeron las absorbancias de cada una de las soluciones a la longitud de onda encontrada anteriormente.

Finalmente, se determinó una desviación negativa con respecto a la curva de calibrado, demostrándose así que la ley de Beer no se cumple a concentraciones altas(>0.01M) y dando por cierto el experimento planteado.

MARCO TEORICO

La ley de Beer-Lambert establece que la absorbancia de una solución es directamente proporcional a la concentración del analito y al camino óptico de la muestra. Es decir, A = εbc, donde A es la absorbancia, ε es la constante de absorción molar, b es el camino óptico y c es la concentración del analito.

La proporcionalidad entre la absorbancia y la concentración únicamente se cumple para disoluciones muy diluidas, observándose desviaciones al aumentar la concentración de varios tipos como:[pic 1]

[pic 2]

Como, a su vez, el índice de refracción varía con la concentración, la absortividad no es rigurosamente constante para cualquier concentración, provocando desviaciones negativas. De todas formas, en la práctica, para concentraciones inferiores a 10–3 M puede prescindirse de la influencia de este factor, al ser el índice de refracción esencialmente constante

Sin embargo, en este caso al tener soluciones altamente concentradas, la ley de Beer-Lambert puede no ser lineal debido a la autoabsorción y a la dispersión de la luz.

La autoabsorción se produce cuando la absorción del analito en la muestra también absorbe parte de la radiación incidente antes de que llegue al detector, lo que puede llevar a una subestimación de la absorbancia y, por lo tanto, a una sobreestimación de la concentración.

La dispersión de la luz se produce cuando las partículas en la muestra dispersan parte de la radiación incidente, lo que puede llevar a una sobreestimación de la absorbancia y, por lo tanto, a una subestimación de la concentración.

Ambos efectos pueden causar una desviación de la ley de Beer-Lambert y, por lo tanto, afectar la precisión y la exactitud de las mediciones de la concentración del analito.

Para minimizar estos efectos en soluciones altamente concentradas, se pueden utilizar técnicas como la dilución de la muestra o el uso de celdas de menor longitud de trayecto óptico.

También se pueden aplicar correcciones matemáticas para tener en cuenta la autoabsorción y la dispersión de la luz, aunque estas correcciones pueden ser complicadas y dependerán de las propiedades específicas de la muestra y del instrumento utilizado.

Otro dato al tener en cuenta es que “El cumplimiento estricto de la ley de beer solo se da con radiaciones monocromáticas”

A medida que aumenta la diferencia entre las absortividades molares para las distintas longitudes de onda, las desviaciones son mayores.

MATERIALES Y REACTIVOS

• 10 balones de 50 mL

• un balón de 250 mL

• espátula

• Beaker de 100 mL

• varilla de agitación

• frasco lavador

• Una pipeta de 10ml, 1ml,5ml, 2ml

• Una pera

• Una balanza analítica

• Agua destilada

Reactivos

• permanganato de potasio

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