Espectrofotómetro, curva de calibración, absorbancia ,longitud de onda

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Beltrán Campa Jorge Luis, González Castillo Jenny Vianney.

PALABRAS CLAVE

Espectrofotómetro, curva de calibración, absorbancia ,longitud de onda.

RESUMEN

Se construyó una curva de calibración a partir de yoduro de potasio (KI) .0002M

INTRODUCCIÓN

Un espectrofotómetro es un instrumento usado en el análisis químico el cual son técnicas espectroscópicas o espectrofotométricas se basan en la utilización de energía luminosa de cierta longitud de onda para identificar y cuantificar analitos de una muestra. Es común clasificar estas técnicas atendiendo a la región del espectro electromagnético que utilizan, y así por ejemplo se tiene la espectroscopía de rayos X (usa longitudes de onda que van de 100 pm a 10 nm), la espectroscopía en el ultravioleta (de 180 a 380 nm), espectroscopía en el visible (de 380 a 780 nm) y espectroscopía de infrarrojo (de 0.78 a 50 μm) .Las radiaciones ultravioleta y visible (UV-Visible) se usan ampliamente con fines analíticos y ambas pueden ser medidas con los espectrofotómetros comunes. Cuando un analito en disolución capaz de absorber luz se coloca en la celda de un espectrofotómetro y se le hace incidir luz de cierta longitud de onda (monocromática o de un solo color), parte de la luz incidente es absorbida por el analito y el resto atraviesa y llega al fototubo del equipo que la detecta y mide. Estas propiedades se conocen como absorbancia y transmitancia y se definen como se indica a continuación. Si Po es la energía radiante incidente y P la energía radiante transmitida, la transmitancia, definida como la fracción de la energía radiante que pasa a través de la muestra (disolución conteniendo al analito), se expresa como: T = P/Po, o bien T % = (P/Po)100 Mientras que la absorbancia, definida como la fracción de la energía radiante que es absorbida por la muestra y que está relacionada logarítmicamente con la transmitancia, se expresa como: A = -log T = log10 (Po/P) La ley de Beer, también conocida como ley de Beer-Lambert, indica cuantitativamente como la absorbancia depende de la concentración de las moléculas absorbentes y de la longitud del trayecto, paso óptico o recorrido de la luz en la celda. Cuanto mayor sea la concentración de las moléculas absorbentes mayor será la absorbancia pues habrá más moléculas absorbiendo por unidad de volumen, e igualmente entre mayor sea la longitud del paso óptico, mayor será la absorbancia pues existirán más moléculas en el trayecto recorrido por la luz. La ley de Beer dice por lo tanto, que la absorbancia es directamente proporcional a la concentración de la especie absorbente (c) y a la longitud del paso óptico (b) y se expresa como: A = abc En donde: a = constante de proporcionalidad llamada absortividad b = longitud de paso óptico en cm c = concentración de la especie absorbente La concentración (c) puede expresarse en g/l o en otras unidades de concentración, pero si se expresa en molaridad (M) entonces la absortividad se denomina molar y sus unidades son M- 1 cm -1 y se representa por épsilon (ε), en tal caso: A = εbc Nótese que A es adimensional. La ley de Beer sólo se cumple con radiación monocromática y en disoluciones diluídas (10-2 -10-6 M) debido a que en disoluciones concentradas las moléculas de soluto interaccionan entre sí y cambian sus propiedades, entre ellas, la absortividad (Harris, 2001). Bajo estas condiciones, un gran número de compuestos siguen la ley de Beer, pero algunos no muestran una relación lineal entre absorbancia y concentración. Para saber el intervalo de concentraciones en el que un compuesto sigue una relación lineal con la absorbancia (ley de Beer), se elabora una curva de calibración midiendo las absorbancias de disoluciones del analito de concentraciones conocidas. Las mediciones espectrofotométricas son más confiables con valores de absorbancia en el intervalo de 0.187 a 0.824, o bien, con valores de transmitancia entre 15 y 65%, debido a que si la absorbancia es muy grande y pasa muy poca luz a través de la muestra es difícil medir esta energía radiante, y si por el contrario pasa demasiada luz (absorbancia muy pequeña), es difícil apreciar la diferencia entre la muestra y el blanco o referencia (disolución que lleva todos los reactivos menos el analito). En el análisis espectrofotométrico, normalmente se escoge la longitud de onda de máxima absorbancia del analito (λMax) debido, entre otras razones, a que la sensibilidad del análisis es máxima a esta λ, es decir, se consigue la máxima respuesta para una concentración dada de analito. La λMax se obtiene mediante un espectro de absorción que es una gráfica que muestra como varía la absorbancia (A) o la absortividad molar (ε) al variar la longitud de onda y se obtiene efectuando mediciones de absorbancia del analito en un intervalo amplio de longitudes de onda, por ejemplo, de 380 a 780 nm en la región del visible. Las celdas o depósitos transparentes que contienen la muestra (analito en disolución) o el blanco pueden ser de cuarzo, vidrio óptico o plástico y generalmente tienen 1 cm de longitud de paso óptico. Las de cuarzo se usan para medidas espectrofotométricas en el UVVisible, las de vidrio óptico, como absorben radiación ultravioleta, sólo son apropiadas para mediciones en la región del visible, y las de plástico sólo se utilizan para disoluciones acuosas y las hay para mediciones en el visible, y recientemente, en el ultravioleta.

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