METODOS CUANTITATIVOS

Ingeniería Celular

Tópicos selectos de Biotecnología 1

INTRODUCCIÓN.

OBJETIVOS

Identificar compuestos orgánicos por medio de la espectroscopía UV-VIS

Determina r las concentraciones de sustancias orgánicas en las muestras problema, por medio de una curvar de calibración, aplicando la Ley de Beer-Bourger.

INTRODUCCIÓN

El termino luz ultravioleta es usado para definir a la radiación electromagnética emitida por la región que se encuentra entre las luz visible y los rayos X. este espectro a su vez se encuentra dividido en tres áreas, UV-A UV-B Y UV-C, esta última representa el límite de esta donde la percepción del ojo humano comienza, cerca de los 380 nm. La luz ultravioleta puede ser intencionalmente emitida utilizando lámparas que permiten el flujo de los electrones a través de un vacío de mercurio ionizado entre los electrodo de la lámpara.

La radiación del espectro electromagnético de la luz UV va de 200 a 380 nm. La luz UV es utilizada en la absorción ya que tiene el poder de crear transiciones electrónicas entre los orbitales de las moléculas orgánicas. Para que esto ocurra debemos elegir disolvente adecuados que no obstruyan ni modifique los resultados de la absorbancia y la solución estudiada, por lo que se debe estar seguro de que la sustancia y el disolvente usado son compatibles. Y de si pueden ser leidos en el espectro UV.

Las sustancias que pueden ser analizadas por el espectro UV son: los productos quinónicos, aromáticos, heterocíclicos, compuestos cabohilicos insaturados, diénicos conjugados, entre otros. Para poder probar todas estas sustancias en el espectro UV deben ser determinada su energía de ligadura para conocer así el estado de oxidación de la molécula.

La espectroscopía Uv permite la determinación delas sustancias mencionadas, el análisis de los componentes presentes en estos, su composición química, identificación de los estados químicos de la molécula etc.

A pesar de la transición de los electrones que promueve la incidencia de los rayos UV el daño del haz a las moléculas es mínimo, las mediciones son precisas y rápidas, además de reproducibles, sin embargo, las áreas y las moléculas de análisis son reducidas en comparación con las de la espectroscopía usual.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Preparación de la curva Tipo de Cafeína

Obtención de la Gráfica de A=f(λ)

Preparación de la Solución problema (cafiaspirina Equipo 7)

Resultados

Se llevo a cabo la obtención del espectro de absorción de la cafeína a una concentración de 20 ppm con el fi de determinar la longitud de onda máxima donde se tenga la mayor absorbancia y se registra una longitud de máxima absorción de 272 nm (ilustración 1)

Ilustración 1 Espectro de absorción de la cafeína a una concentración de 20 ppm

Teniendo la longitud de onda máxima se puede obtener la curva estándar de la absorción de la cafeína en función de la concentración (tabla 1).

Tabla 1 Resultados experimentales de la absorbancia en función de la concentración de cafeína

Abs conc. (ppm) conc. (mol/L)

0.251 5 1.70068E-05

0.541 10 3.40136E-05

0.758 15 5.10204E-05

0.993 20 6.80272E-05

Para obtener la curva estándar se grafican la absorbancia en función de la concentración y con ello se obtiene la ecuación de la recta mediante el método de mínimos cuadrados, donde además si la concentración se expresa en mol/L se puede conocer el coeficiente de absortividad molar para la cafeína. (Ilustraciones 2 y 3)

Ilustración 2 Curva estándar de la absorbancia de cafeína en función de la concentración

Ilustración 3 Curva estándar de la absorbancia de cafeína en función de la concentración molar

La conversión unidades de ppm a mol/L se lleva acabo de la siguiente manera

ppm=mg/L 1g/1000mg 1mol/294g=mol/L

De la ilustración 3 se deduce que el coeficiente de absortividad molar resulta ε=14364.84 L/(mol cm). Nótese a demás que el coeficiente de correlación del ajuste lineal es muy cercano a la unidad. Por ello se puede tener una predicción de la concentración suficiente mente precisa.

Ahora para analizar la muestra, es necesario disolverla, con el fin de tener un valor de absorbancia, dentro de los límites con que cuenta la curva estándar construida anteriormente. Resultando una absorbancia de 0.216 disolviendo 500 mg en 100 mL y 1 mL de esta disolución en 100 mL por segunda vez.

El factor de dilución se obtiene de la siguiente manera

fd=100mL/1mL=100

Para obtener la concentración en ppm mediante la curva estándar se despeja C de la siguiente ecuación, y se multiplica por el factor de dilución, así:

A = 0.04886C + 0.02500

C=(A-0.02500)/0.04886=(0.216-0.02500)/0.04886

C=3.90912812 ppm(fd)

C=3.90912812 (100)=390.912812 mg/L

Mediante la ley de Beer

A=εbC

C=A/εb=0.216/1cm(14364.84 L/(mol cm))

C=1.50367E-05 mol/L

C=1.50367E-05 mol/L (294g/mol)(1000mg/1g)=(fd)4.42078E-3 g/L

C=(100)4.42078E-3 g/L=442.078 mg/L

Las concentraciones hasta ahora obtenidas están dadas en una cantidad de cafeína por litro de disolución, para encontrar la cantidad de cafeína en la disolución stock es necesario multiplicar la concentración resultante por los mililitros de la disolución stock, así:

Usando la concentración en ppm obtenida mediante la curva estándar

w_cafeina=0.1L(390.912812 mg/L)

w_cafeina=39.0912812 mg

Usando la concentración

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