Práctica: “Verificación del funcionamiento de un espectrofotómetro”

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Escuela Nacional de Ciencia Biológicas.

Métodos de Análisis

“Verificación del funcionamiento de un espectrofotómetro.”

Soriano Fragoso Abigail

5QV1 Sección: 1

Prof.: Víctor Macías Martínez

Fecha de elaboración: 07 y 12 de Enero 2015

Fecha de entrega: 21 de Enero 2015

Situación escolar: Inscrito

Práctica: “Verificación del funcionamiento de un espectrofotómetro”

Objetivo

El alumno:

Evaluará el rendimiento instrumental de un espectrofotómetro.

Verificará la exactitud de la escala de la longitud de onda, la presencia de radiación dispersa, el ancho de banda. La exactitud fotométrica, la proporcionalidad de respuesta y el rendimiento global del instrumento.

Fundamento de la técnica

La verificación de espectrofotómetros consiste en realizar un conjunto de operaciones que tienen como finalidad determinar la magnitud de los errores que comete el instrumento al realizar las mediciones, dichos errores son obtenidos al comparar los resultados de cada medición con los valores certificados o de referencia, tomando en cuenta que las mediciones son realizadas bajo las mismas o similares condiciones. En esta práctica se revisaron las pruebas más importantes que se le deben realizar a un espectrofotómetro de UV-visible.

Exactitud de la escala de longitud de onda. Mediante el barrido espectral para una banda de absorción conocida, se comprueba la diferencia entre la longitud de onda medida por el equipo y la longitud de onda certificada para un material de referencia. Esta prueba determina la habilidad del instrumento de volver repetida y verazmente a la longitud de onda seleccionada. Para la verificación de la escala de longitud de onda se emplean patrones de referencia que presentan bandas de absorción muy estrechas en diferentes intervalos del espectro. Como patrones pueden utilizarse filtros de óxido de holmio, óxido de didimio o lámparas de descarga de gasas nobles.

Exactitud fotométrica: similarmente a la verificación de la exactitud de longitud de onda, es posible utilizar un patrón para la verificación de la escala fotométrica, es decir la escala de transmitancia o de absorbancia del instrumento. Como patrones se pueden utilizar filtros de vidrio de densidad neutra a los cuales se les ha certificado diferentes porcentajes de transmitancia a varias longitudes de onda. La combinación de filtros permite determinar el error en más puntos de la escala fotométrica.

Linealidad de la escala fotométrica: esta prueba determina la exactitud de los instrumentos para medir absorbancias con el incremento de la concentración. Para determinar la linealidad en la escala fotométrica se preparan disoluciones de diferentes concentraciones a partir de cierta sustancia de concentración conocida y se leen las respuestas en absorbancia o transmitancia producidas por el instrumento sujeto a ensayo. La linealidad puede ser expresada como un coeficiente de correlación generado a partir de los datos experimentales.

Ancho de banda: se compara el ancho de banda espectral seleccionado por el instrumento y el ancho de banda determinado por el cálculo, cuyo valor corresponde a la diferencia de longitudes de onda del punto medio de la banda, por ello se localizan los valores de transmitancia máximo y mínimo de la banda de absorción, se obtiene la transmitancia promedio, con este valor se localiza el punto de intersección de los límites de banda y por referencia de longitudes de onda se calcula el parámetro.

Luz dispersa: la luz dispersa es cualquier que llega al detector y que no posee longitud de onda similar a la seleccionada. Esta luz causa importantes desviaciones de la Ley de Beer-Lambert. Tal como se aprecia en la Figura 1, conforme aumenta la cantidad de luz dispersa que llega al detector, disminuye la linealidad del método.

Figura 1. Efecto de la luz dispersa en la linealidad fotométrica.

Resultados

Exactitud de la escala de longitud de onda

A.1) Método del filtro de tierras raras (didimio).

Longitud de onda (nm) %T

400 44

410 53.5

420 56

430 49.9

440 45.3

450 46.5

460 47

470 44

480 48

490 57.3

500 53.5

510 40.5

520 29

530 30

540 48.5

550 66

560 59

570 32

580 8.5

590 5

Tabla 1. Lecturas de transmitancias de 400 a 590nm para la construcción del espectro de transmisión del filtro de didimio.

Figura 2. Espectro de transmisión del filtro de didimio. En este espectro se obtuvieron picos máximos a: 420, 490 y 550nm; y se obtuvieron picos mínimos a: 440, 470, 520 y 590nm.

A.2) Método de la solución estándar (NiSO4 6H2O al 20%).

Tabla 2. Lecturas de transmitancia de 380 a 490nm para la construcción del espectro de transmitancia de la solución de NiSO4 6H2O al 20%.

Longitud de onda (nm) %T

380 4.9

390 4.3

400 4.9

410 5.25

420 17

430 31.5

440 47.5

450 60

460 68.5

470 76.5

480 85.5

490 90

500 91

510 90.9

520 89.9

530 87

540 84

550 81.5

560 78

570 72

580 66.3

590 58

Figura 3. Espectro de transmisión de la solución de NiSO4 6H2O AL 20%. El pico máximo de transmitancia, fue de 91, se obtuvo a la longitud de onda de 500nm.

Proporcionalidad fotométrica

Longitud de onda (nm) Absorbancia

530 0.041

540 0.070

550 0.085

560 0.109

570 0.135

Tabla 3. Valores de absorbancia obtenidos de la solución de NiSO4 6H2O al 20%, a longitudes de onda de 530 a 570nm.

Figura 4. Gráfica de proporcionalidad entre A y λ para el NiSO4 6H2O al 20%.

Luz dispersa

Tabla 4. Valores de %T obtenidos con los filtros de luz dispersa y la solución de NiSO4 6H2O al 20%.

Longitud de onda (nm) %T

400nm (Solución de NiSO4 H2O al 20%.) 6.7

450nm (Filtro de 600 - 900nm) 0

500nm (Filtro de 325 – 405nm) 0

Ancho de banda

Tabla 5. Dato obtenido con la solución de NiSO4 6H2O al 20%, leída

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