Espectofotometria

Práctica 1

DETERMINACIÓN DE FOSFATOS EN AGUA POR

ESPECTOFOMETRÍA

1. Objetivos:

En esta práctica determinaremos el contenido de fosfatos solubles en una muestra de agua mediante

espectrofotometría ultravioletavisible.

Para eliminar interferencias con otros compuestos aplicaremos

el método de adiciones estándar. Normalmente las cantidades de fosfatos en las aguas naturales están

por debajo de l mg/l, en cantidades superiores provocan la desaparición de especies animales y

vegetales.

2. Metodología y técnicas empleadas:

Utilizaremos un método para determinar fosfatos que se basa en la formación de un heteropoliácido con

el reactivo vanadomolíbdico

cuya absorción de luz se mide a 420nm. A esta longitud de onda hay

otras especies que interfieren por eso prepararemos un blanco cuya absorbancia se restará del resto de

las muestras. Además los efectos en la matriz pueden conducir a resultados erróneos y por ello se

aplicará el método de adiciones estándar (adicionar cantidades crecientes de fosfato a una cantidad fija

de muestra).

(PO4)3 +

(VO3)+

11(MoO4)2 +

22 H+ ↔ P(VMo11O40)3 +

11 H2O

Una de las técnicas experimentales más utilizadas para detem1inar moléculas de distinta naturaleza y

estado de agregación es la espectrofotometría, relacionada con la capacidad de las moléculas de

absorber energía luminosa y almacenarla en forma de energía interna. Para ello se emplea el

espectrofotómetro compuesto por una fuente de luz blanca, un monocromador y un detector de luz. La

luz está compuesta por fotones y las moléculas absorben fotones a distintas longitudes de onda

(estudiaremos la absorción de luz en el visibleultravioleta

cercano). Al absorberlos, estas moléculas se

excitan pasando un electrón de un orbital del estado fundamental a un orbital excitado de energía

superior, así la molécula va almacenando energía. Cada molécula tiene un espectro de absorción que

constituye una verdadera seña de cada una de ellas. En el espectro fotómetro, el ritmo de absorción

depende de la intensidad inicial de luz y de la concentración de moléculas, relacionando así la intensidad

a la salida de la muestra con la intensidad inicial, la concentración de moléculas y la distancia recorrida

por la luz en la muestra (ley de LambertBeer).

El espectrofotómetro lo que mide es la absorbancia que

es directamente proporcional a la concentración de moléculas en la muestra.

Los resultados se representarán en una curva de calibrado que representa la respuesta de un método

analítico sobre muestras patrón con concentraciones conocidas de analito, preparando además una

disolución blanco (matriz) y se obtiene una recta de calibrado. Además se hará el método de adiciones

estándar que consiste en añadir sobre la muestra problema cantidades crecientes conocidas de analito,

resultando una recta a partir de la cual se obtiene la concentración de la muestra problema. Preparemos

un blanco (que restaremos a nuestras muestras) debido a que van a interferir concentraciones

apreciables de otras especies que también absorben a 420nm.

3. Procedimiento experimental:

● Preparación de reactivos:

1. Reactivo vanadoMolíbdico:

En 400mL de agua destilada disolvemos 20g de heptamolibdato amónico. En una segunda disolución

de 0.5g de metavanadato amónico, en 300mL de agua, añadimos 100mL de ácido nítrico concentrado.

Mezclamos ambas disoluciones en un matraz aforado de un litro y se enrasa con agua destilada.

2. D isolución de ortofosfato (PO4)3(

1g/l en fosfatos):

Si en 1000mL hay → 1g de fosfatos x = 0.1g de fosfatos necesitamos. En 100mL habrá → xg

Calculamos la cantidad de PO4

3que

hay en KH2PO4

P M KH2PO4: 136.9g/mol PM PO4

3: 95g/mol

Si en 136.09 KH2PO4 hay →95g PO4

3x

= 0.1443 de KH2PO4 En xg de PO4

3habrá

→0.1g PO4

3Saliendo

una concentración real de:

0.1443g de KH2PO4 → 136.09g/mol x= 0.01g PO4

3xg

PO4

3→

95g/mol

C= masa/ volumen =0.01g/0.1L= 0.1g/L

Podemos decir que hemos realizado la disolución de ortofosfato correctamente ya que coincide con

la concentración teórica que teníamos que preparar.

3. Disolución de trabajo de ortofosfato (0.1g/L).

Preparamos una disolución de trabajo pipeteando 10mL de disolución patrón y enrasando a 100mL

con agua destilada en matraz aforado.

○ Calibrado externo.

En matraces aforados de 25mL se pipetean alícuotas de trabajo de forma que la concentración final de

fosfatos sea 3, 5, 10, 15 y 20mg/L.

Concentración inicial Ci ∙ Volumen inicial (Vi) = C. final (Cf) ∙ V. final (Vf)

● Para 3mg/L:

0.1g/L ∙ Vi = 0.003g/L ∙ 0.025L; Vi= 0.75mL

Para

5mg/L:

0.1g/L ∙ Vi = 0.005g/L ∙ 0.025L; Vi= 1.25mL

Para

10mg/L:

0.1g/L ∙ Vi = 0.01g/L ∙ 0.025L; Vi= 2.5mL

Para

15mg/L:

0.1g/L ∙ Vi = 0.015g/L ∙ 0.025L; Vi= 3.75mL

Para

20mg/L

0.1g/L ∙ Vi = 0.02g/L ∙ 0.025L; Vi= 5mL

Una vez vertido el fosfato, se agregan 10mL de vanadomolibdato

amónico a cada una de ellas y se

enrasa con agua destilada. Agitar y homogeneizar la disolución y dejar en reposi 10 minutos para que

tenga lugar el

...