Determinacin del Landa Analtico y Curva Espectral
Determinacin del Landa Analtico y Curva Espectral
12 de Mayo del 2015 Universidad Nacional Federico Villarreal Autor: Bujaico Bustillos Clarisa Zelmira Santivaez Orellana Steve Fredy . Esteban Cutipa Mijail
ValorCreativo.blogspot.com
Universidad Nacional Federico Villarreal
Facultad de Ingeniera Geogrfica, Ambiental y Ecoturismo
CONTAMINACION ATMOSFERICADETERMINACION DEL LANDA ANALITICO Y CURVA ESPECTRAL
PROFESOR : Ing. Omar Vsquez.
ALUMNOS : BUJAICO BUSTILLOS CLARISA SANTIVAEZ ORELLANA STEVE FREDY ESTEBAN CUTIPA MIJAIL
VII CICLO
LIMA PER
2015ndice
I.INTRODUCCION3II.OBJETIVOS4Objetivo General4Objetivos Especfico4III.MARCO TEORICO43.1.Transmitancia y Absorbancia.63.2.Ley de Lambert-Beer.73.3.Instrumentacin para la medicin de absorbancias de la luz visible y ultravioleta: espectrofotmetro UV-visible.73.4.Obtencin de un espectro de absorcin.83.5.Curva Analitica.8IV.MATERIALES9V.PROCEDIMIENTO9VI.RESULTADOS9VII.CONCLUSIONES.11VIII.BIBLIOGRAFIA11
I. INTRODUCCION
La espectrofotometra UV-visible es una tcnica analtica que permite determinar la concentracin de un compuesto en solucin. Se basa en que las molculas absorben las radiaciones electromagnticas y a su vez que la cantidad de luz absorbida depende de forma lineal de la concentracin. Para hacer este tipo de medidas se emplea un espectrofotmetro, en el que se puede seleccionar la longitud de onda de la luz que pasa por una solucin y medir la cantidad de luz absorbida por la misma. En esta prctica se darn a conocer las caractersticas generales y conceptos relacionados con la espectrofotometra. A continuacin y tras la explicacin del funcionamiento del espectrofotmetro se harn espectros de absorcin con el fin de determinar la longitud de onda donde la muestra presenta la mxima absorcin, y tras realizar las correspondientes rectas de calibrado se cuantificarn las concentraciones de distintas biomolculas.
II. OBJETIVOS
Objetivo General Determinar la absorbancia mxima para nitritos y fosfatos, mediante la espectrofotometra.
Objetivos Especfico
Determinar los valores de absorbancia para nitritos y fosfatos a diferentes longitudes de onda. Realizar la curva espectral para los nitritos y fosfatos.
III. MARCO TEORICO
El estudio a nivel bioqumico de cualquier biomolcula requiere la utilizacin de tcnicas analticas que permitan su determinacin cualitativa y cuantitativa, as como su caracterizacin fsico-qumica y biolgica. Uno de los mtodos ms sencillos, accesibles, tiles y utilizados es la espectroscopa, en general, y la espectroscopa ultravioleta-visible, en particular. Se pueden identificar y cuantificar biomolculas en solucin y en muestras biolgicas, con el empleo de reactivos especficos que reaccionan con el compuesto a analizar y forman un producto coloreado que permite detectarlo en muestras complejas. El fundamento de la espectroscopa se debe a la capacidad de las molculas para absorber radiaciones, entre ellas las radiaciones dentro del espectro UVvisible. Las longitudes de onda de las radiaciones que una molcula puede absorber y la eficiencia con la que se absorben dependen de la estructura atmica y de las condiciones del medio (pH, temperatura, fuerza inica, constante dielctrica), por lo que dicha tcnica constituye un valioso instrumento para la determinacin y caracterizacin de biomolculas. Las molculas pueden absorber energa luminosa y almacenarla en forma de energa interna. Esto permite poner en funcionamiento ciclos vitales como la fotosntesis en plantas y bacterias. Cuando la luz (considerada como energa) es absorbida por una molcula se origina un salto desde un estado energtico basal o fundamental, E1, a un estado de mayor energa (estado excitado), E2. Y slo se absorber la energa que permita el salto al estado excitado. Cada molcula tiene una serie de estados excitados (o bandas) que la distingue del resto de molculas. Como consecuencia, la absorcin que a distintas longitudes de onda presenta una molcula -esto es, su espectro de absorcinconstituye una sea de identidad de la misma. Por ltimo, la molcula en forma excitada libera la energa absorbida hasta el estado energtico fundamental. Figura 1: Diagrama de niveles de energia en una molecula
Fuente: Espectrofometra; Espectros de absorcin y cuantificacin colorimtrica de biomolcula.
En espectroscopa el trmino luz no slo se aplica a la forma visible de radiacin electromagntica, sino tambin a las formas UV e IR, que son invisibles. En espectofotometra de absorbancia se utilizan las regiones del ultravioleta (UV cercano, de 195-400 nm) y el visible (400-780 nm).Figura 2: Espectro Electromagnetico
Fuente: Espectrofometra; Espectros de absorcin y cuantificacin colorimtrica de biomolcula.La regin UV se define como el rango de longitudes de onda de 195 a 400 nm. Es una regin de energa muy alta. Provoca dao al ojo humano as como quemadura comn. Los compuestos con dobles enlaces aislados, triples enlaces, enlaces peptdicos, sistemas aromticos, grupos carbonilos y otros heterotomos tienen su mxima absorbancia en la regin UV, por lo que sta es muy importante para la determinacin cualitativa y cuantitativa de compuestos orgnicos. Diversos factores -como pH, concentracin de sal y el disolvente- que alteran la carga de las molculas, provocan desplazamientos de los espectros UV. La fuente de radiacin ultravioleta es una lmpara de deuterio. En la regin visible apreciamos el color visible de una solucin y que corresponde a las longitudes de onda de luz que transmite, no que absorbe. El color que absorbe es el complementario del color que transmite. Por tanto, para realizar mediciones de absorcin es necesario utilizar la longitud de onda en la que absorbe luz la solucin coloreada. La fuente de radiacin visible suele ser una lmpara de tungsteno y no proporciona suficiente energa por debajo de 320 nm.Figura 3: Longitudes de onda de los diferentes colores.
Fuente: Espectrofometra; Espectros de absorcin y cuantificacin colorimtrica de biomolcula.
3.1. Transmitancia y Absorbancia.
Cuando un rayo de luz de una determinada longitud de onda de intensidad Io incide perpendicularmente sobre una disolucin de un compuesto qumico que absorbe luz o cromforo, el compuesto absorber una parte de la radiacin incidente (Ia) y dejar pasar el resto (It), de forma que se cumple: Io = Ia + It. Figura 4: Radiacion incidente
Fuente: Espectrofometra; Espectros de absorcin y cuantificacin colorimtrica de biomolcula
La transmitancia (T) de una sustancia en solucin es la relacin entre la cantidad de luz transmitida que llega al detector una vez que ha atravesado la muestra, It, y la cantidad de luz que incidi sobre ella, Io, y se representa normalmente en tanto por ciento: % T = It/Io x 100 La transmitancia nos da una medida fsica de la relacin de intensidad incidente y transmitida al pasar por la muestra. La relacin entre %T y la concentracin no es lineal, pero asume una relacin logartmica inversa. La absorbancia (A) es un concepto ms relacionado con la muestra puesto que nos indica la cantidad de luz absorbida por la misma, y se define como el logaritmo de 1/T, en consecuencia: A = log 1/T = -log T = -log It/ Io. Cuando la intensidad incidente y transmitida son iguales (Io = It), la transmitancia es del 100% e indica que la muestra no absorbe a una determinada longitud de onda, y entonces A vale log 1 = 0. La cantidad de luz absorbida depender de la distancia que atraviesa la luz a travs de la solucin del cromforo y de la concentracin de ste.
3.2. Ley de Lambert-Beer.Esta ley expresa la relacin entre absorbancia de luz monocromtica (de longitud de onda fija) y concentracin de un cromforo en solucin: A = log I/Io = cl La absorbancia de una solucin es directamente proporcional a su concentracin a mayor nmero de molculas mayor interaccin de la luz con ellas-; tambin depende de la distancia que recorre la luz por la solucin a igual concentracin, cuanto mayor distancia recorre la luz por la muestra ms molculas se encontrar-; y por ltimo, depende de , una constante de proporcionalidad -denominada coeficiente de extincin- que es especfica de cada cromforo. Como A es adimensional, las dimensiones de dependen de las de c y l. La segunda magnitud (l) se expresa siempre en cm mientras que la primera (c) se hace, siempre que sea posible, en M, con lo que las dimensiones de resultan ser M-1cm-1. Este coeficiente as expresado, en trminos de unidades de concentracin molar (o un submltiplo apropiado), se denomina coeficiente de extincin molar (M). Cuando, por desconocerse el peso molecular del soluto, la concentracin de la disolucin se expresa en otras unidades distintas de M, por ejemplo gL-1, las dimensiones de resultan ser distintas, por ejemplo g-1Lcm-1, y al coeficiente as expresado se denomina coeficiente de extincin especfico (s). La ley de Lambert-Beer se cumple para soluciones diluidas; para valores de c altos, vara con la concentracin, debido a fenmenos de dispersin de la luz, agregacin de molculas, cambios del medio, etc.
3.3. Instrumentacin para la medicin de absorbancias de la luz visible y ultravioleta: espectrofotmetro UV-visible.La medicin de absorbancia de la luz por las molculas se realiza en unos aparatos llamados espectrofotmetros. Aunque pueden variar en diseo, en especial con la incorporacin de ordenadores para el anlisis de datos, todos los espectrofotmetros constan, segn se indica en la figura, de:a. Una fuente de energa radiante: lmpara de deuterio y tungsteno. b. Un monocromador para la seleccin de radiaciones de una determinada longitud de onda: filtros, prismas, redes de difraccin. c. Un compartimento donde se aloja un recipiente transparente (cubetas o tubos) que contenga la muestra Pueden ser de vidrio, cuarzo o plstico transparente. Para medir en UV se deben usar las de cuarzo o slice fundido, porque el vidrio no transmite la radiacin UV.d. Un detector de luz y un amplificador convertidor de las seales luminosas en seales elctricas.e. Un registrador o sistema de lectura de datos.Desde el punto de vista operativo, el primer paso es seleccionar la fuente de luz y longitud de onda a la que se va a realizar la medida. Hay espectrofotmetros de un solo haz (con una sola celdilla para alojar la cubeta con la muestra) y de doble haz (con dos celdillas para dos cubetas); en nuestro caso se trabajar con los de un solo haz. Se mide primero la absorbancia del disolvente (conocido como blanco) y al que se le asigna el valor de cero mediante el ajuste del mando, de forma que la intensidad incidente y transmitida sean iguales (Io = It), y por tanto la absorbancia es cero. A continuacin se pone en la celdilla la cubeta con la muestra y se lee la absorbancia de sta. Figura 5: Espectofotometro
Fuente: Espectrofometra; Espectros de absorcin y cuantificacin colorimtrica de biomolcula
3.4. Obtencin de un espectro de absorcin.El espectro de absorcin es una representacin grfica que indica cantidad de luz absorbida () a diferentes valores de . La interaccion entre las ondas electromagnticas y la materia de la regin UV-visible es el campo de estudio de la electroscopia UV-visibles o espectrofotometra. Esta basada en la relacin que presenta un haz de luz incidente en la muestra y el haz de luz que pasa por la solucin.Su estudio se basa en que la cantidad de luz absorbida por la materia presente en la solucin es caracterstica del compuesto. La respuesta de dicho componente es funcin de las caractersticas del haz de luz incidente en la muestra, lo que permite determinar la respuesta en funcin de la calidad del haz proporcionado. Dicho conjunto de respuestas ene l rango de longitud de onda en la gama UV-visible se denomina espectro de absorcin; dicha respuesta es caracterisitca de cada compuesto.3.5. Curva Analitica.Para obtener una curva de calibrado de un compuesto se preparan soluciones de diferentes concentraciones del mismo, determinndose para cada una de ellas el valor de absorbancia a max. Estos valores de absorbancia se representan en el eje de abscisas (eje de x) y los de concentracin en el eje de ordenadas (eje de y). Se observar que, a bajas concentraciones, el aumento de concentracin se corresponde con un incremento lineal en la absorbancia (zona de cumplimiento de la ley de Lambert-Beer). A concentraciones altas la linealidad se pierde y se observa que la lnea se aplana, por lo que las medidas son poco fiables. La representacin de Lambert-Beer, A = cl, nos permitir calcular el valor del coeficiente de extincin molar, que corresponde a la pendiente de la recta.
IV. MATERIALES
probetas pipetas bomba espectrofotometro papel milimetrado agua destilada
V. PROCEDIMIENTOA partir de una solucin diluida de un compuesto, cuya absorbancia mxima entra dentro del rango de medida del espectrofotmetro, se ver el valor de absorbancia a diferentes longitudes de onda frente a un blanco que contenga el disolvente de la solucin de la muestra a caracterizar. A partir del espectro de absorcin se obtendr el valor de al que el compuesto presenta la mayor absorbancia (max). Dicho se utilizar a la hora de hacer determinaciones cualitativas y cuantitativas del compuesto. Diluimos nitrito en 3 tubos de ensayo, a diferentes concentraciones: a 2.5, 5 y 10 ppm. Preparamos una muestra blanco. Luego colocamos la muestras 4 muestras en el especctofometro. Visualizamos desde un landa analtico de 420 nm hasta 610 nm. Apuntamos los datos obtenidos y luego los trabajamos en Excel, para poder hablar la cuerva espectral. Y el mismo procedimiento lo realizamos para el azul de metileno, visualizamos desde un landa analtico de 500 nm hasta 700 nm.
VI. RESULTADOS
Lectura de absorbancia para el azul de metileno a diferentes longitudes de onda ( desde 500nm hasta 700nm) y para nitritos, longitudes de onda ( desde 420 nm hasta 610 nm).AZUL DE METILENO
BLANCOAbs. 1Abs. 2Abs. 3
5000.0000.0060.0060.017
5200.0000.0060.0050.015
5400.0000.0060.0080.02
5600.0000.0110.0120.038
5800.0000.0130.020.066
6000.0000.0150.0330.116
6200.0000.0190.0450.159
6400.0000.0230.0560.2
6600.0000.0270.0760.288
6650.0000.0350.0810.304
6750.0000.0290.0720.278
6800.0000.0140.0580.209
7000.0000.0080.0070.046
NITRITOS
BLANCOAbs. 1Abs. 2Abs. 3
4200.0000.0020.0030.016
4400.0000.0040.0120.028
4600.0000.0180.0280.053
4800.0000.0310.0560.102
5000.0000.0520.0970.172
5200.0000.0740.1420.254
5400.0000.0860.1650.291
5600.0000.0720.1370.244
5800.0000.0380.0720.133
6000.0000.0040.0150.115
6100.0000.0010.0330.010
Graficas de las curvas espectrales de los nitritos y fosfatos, en relacin de las lecturas de absorbancia en el eje Y y las longitudes de onda en el eje X.
Fuente: Elaboracion propia.
VII. CONCLUSIONES. La absorbancia maxima obtenida en el azul de metileno fue de 0.304 a un landa analtico de 665 nm. La absorbancia maxima obtenida en el nitrito fue de 0.291 a un landa analtico de 540 nm.
VIII. BIBLIOGRAFIA
Lpez, A., Ferrero, J. L., Navarro, E., Baeza, A., & Guilln, F. J. (1998). Espectrmetro gamma de alta resolucin con supresin de efecto Compton para medidas de radiactividad ambiental. InProceedings the 24th Annual Meeting of the Spanish Nuclear Society. Othman, S. (1999).Espectrmetro de impedancia para monitoreo de dao isqumico tisular(Doctoral dissertation, Tesis de Maestra. Posgrado en Ingeniera Biomdica. Universidad Autnoma Metropolitana Unidad Iztapalapa. Mxico). Tejeda, G. (1997).Un espectrmetro Raman Dual de muy alta sensibilidad(Doctoral dissertation, Tesis doctoral, Universidad Autnoma de Madrid).
6