Cuantificacin de hierro por espectrofotometra en el visible

Prctica No. 8

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Resumen La espectrofotometra es la medicin de la cantidad de energa radiante que absorbe o transmite un sistema qumico en funcin de la longitud de onda; es el mtodo de anlisis ptico ms usado en las investigaciones qumicas y bioqumicas. El espectrofotmetro es un instrumento que permite comparar la radiacin absorbida o transmitida por una solucin que contiene una cantidad desconocida de soluto, y una que contiene una cantidad conocida de la misma sustancia. En base a esto el objetivo de la prctica fue aplicar los principios bsicos de cuantificacin por espectrofotometra y conocer el funcionamiento bsico de un espectrofotmetro UV-Vis. Para esto se llev a cabo la absorcin para la determinacin de hierro, para la cual se tomaron 7 volmenes diferentes, uno de ellos era el blanco el cual estaba compuesto por 0,75 mL de FeCl3, cinco de ellos fueron los patrones, adems de una muestra problema y se determinaron sus absorbancias respectivamente. Con los datos obtenidos se realiz una curva de calibracin de absorbancia vs concentracin.

Palabras-clave: Espectrofotometra, Absorbancia, Curva de calibracin y Muestra problema.

Introduccin La espectrofotometra UV-Visible es una tcnica analtica que permite determinar la concentracin de un compuesto en solucin. Se basa en que las molculas absorber 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 cual 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.1De esta manera la espectroscopia se debe a la capacidad de las molculas para absorber radiaciones entre ellas las radiaciones, entre ellas las radiaciones dentro del espectro UV- visible. Las longitudes de onda de las radiaciones que una molcula puede absorber y la eficiencia con la que se absorben depende de la estructura atmica y de las condiciones del medio como el pH, temperatura, fuerza inica, constante dielctrica, puesto que dicha tcnica constituye un valioso instrumento para a determinacin y caracterizacin de biomolculas.[1]Por otra parte tenemos los instrumentos para la regin visible, los espectrofotmetros para la regin visible son generalmente instrumentos de red, has simple. La mayora de las aplicaciones comunes de estos instrumentos son anlisis cuantitativos a longitud de onda fija, a pesar de que algunos producen espectros de absorcin notoriamente buenos, que pueden servir tambin en el anlisis cualitativo.2Tambin existen varias aplicaciones importantes de la fotometra y de la espectrofotometra en la regin visible radican en la determinacin de trazas de iones orgnicos aunque algunos de ellos son suficientemente coloreados para permitir su determinacin directa, la mayor parte de los iones inorgnicos no absorben intensamente la radiacin visible o ultravioleta. La mayora pueden dar, no obstante, soluciones intensamente coloreadas por reaccin con reactivos complejantes adecuados, y ser de este modo analizados. Los mtodos colorimtricos figuran entre los procedimientos analticos de mayor sensibilidad.2De este modo, el objetivo de la prctica fue aplicar los principios bsicos de cuantificacin por espectrofotometra y Conocer el funcionamiento bsico de un espectrofotmetro UV-Vis.

Parte experimentalEl diseo del experimento fue de tipo controlado para el cual fueron utilizados diferentes tipos de instrumentos de medida de volmenes tales como: pipetas graduadas, matraz aforado de 25 mL, beakers. Tambin se utiliz otro tipo de instrumento como: varilla de agitacin.Preparacin de disoluciones.Como primer punto se prepar las disoluciones de cido clorhdrico (HCl) con concentracin 0,05 M como tambin: cloruro frrico (FeCl3) 1 x10-4 M y Tiocianato de amonio (NH4SCN) 0.5 M.Determinacin del Espectro de Absorcin del Complejo Tiocianato de Hierro (III)Se tom un tubo de ensayo en el cual se coloc 5mL de la disolucin de cloruro frrico, con 0,3 mL de Tiocianto de amonio y a su vez se le adiciono 4,7 mL de agua destilada la cual sirve para diluir la solucin se tap y se agito por inversin. Esta solucin es llevada hacia el espectrofotmetro en la cual la solucin preparada es transferida a una celda y se realiza el barrido de 400 a 500 nm. Para el ajuste de la absorbancia se lo realizo con la solucin de un blanco preparado con 0,75 mL de Tiocianato de amonio.Elaboracin de la curva de calibracin del complejo Tiocianato de Hierro ( III )Baln volumtrico25 mLDisolucin de FeCl31 x 10-4 M (mL)Disolucin de NH4SCN0,5 M (mL)Agua destilada(mL)

Blanco0,7524,25

Muestra problema100,7514,25

12,50,7521,75

250,7519,25

37,50,7516,75

412,50,7511,75

517,50,756,75

Se ley la absorbancia a la longitud de onda de mxima absorbancia (Max) y se ajust la absorbancia con el blanco.Determinacin de la concentracin de Fe3+ en la disolucin problemaPara este apartado se tom en un baln volumtrico de 25 mL al cual se le adiciono 5 mL de la disolucin problema de cloruro frrico ms 0,3 mL de la solucin de Tiocianato de amonio y se la disolvi en 4,7 mL de agua destilada, se tap y se agito por inversin. Terminado el aforado se tom un volumen de la muestra preparada y fue transferida a la celda del espectrofotmetro, donde se ley la longitud de onda de mxima absorbancia (Max).

Resultados y discusin.Determinacin del espectro de absorcin del complejo Tiocianato de hierro (III)

Curva de calibracin del complejo Tiocianato de hierro (III)La reaccin que se llev a cabo en este procedimiento fue la siguiente: FeCl3 + KSCN -- Fe (SCN) +2Se determin la concentracin de hierro en las soluciones con las cuales se realiz la curva de calibracin de la siguiente manera

Baln volumtrico25 mLFeCl3 (mL)concentracinAbsorbanciaLongitud de onda

12,58X10-60,037467,0

252x10-50,056467,0

37,53x10-50,118467,0

412,55x10-50,205467,0

517,57x10-30,288467,0

A partir de la anterior grfica y de la ecuacin obtenida despus de aplicar de regresin lnea se encuentro la concentracin de hierro en la muestra problema

Entonces

Dnde:Y: Absorbancia de la muestra problema X: Concentracin de la muestra problema

Cuestionario

1. El cloruro frrico no absorbe en la regin del visible, Qu pasa cuando se le combina con el tiocianato de potasio? Por qu se desarroll un color rojo? Como se llama los reactivos como el tiocianato de potasio que al combinarse con el analito generan un color que puede absorber en la regin del visible ?.

Ecuacin qumica que representa la reaccin entre el catin frrico y el anion tiocianato. A la izquierda de las flechas de reaccin se especifican los reactivos que se mezclan y, a la derecha, los productos obtenidos y se trata de una reaccin reversible. [1]

2. Cules son los factores que se deben tomar en cuenta para la determinacin espectrofotomtrica de iones inorgnicos por formacin de complejos?

Los factores que se deben tomar en cuenta son: formacin de insaturaciones, temperatura tiempo, velocidad a la que reacciona y su equilibrio quimico.

3. cual es al diferencia entre absortividad y absortividad molar?Se conoce comoabsortividad molar(E) a la absortividad definida en trminos deconcentracionesexpresadas enmolesporlitro. Antes conocida comocoeficiente molar de extincin.Laabsortividad especfica(a) es la absortividad definida en trminos de concentraciones expresadas engramospor litro. Antes conocida comocoeficiente msico de extincin [ 2 ]

4. Que cuidados que se deben tener con las celdas de un espectrofotmetro?

Las celdas espectrofotomtricas deben ser manejadas adecuadamente, si se desean resultados confiables. Algunas reglas tiles:1. Inspeccione si hay araazos en las ventanas. Nunca toque las superficies pticas de las celdas con sus dedos.2. Utilizar una nica celda para toda una serie de mediciones, o asegurar que todas las celdas que se utilizan tienen la misma longitud de camino,b, para transmitancias similares.3. Al llenar las celdas, enjuguelos a fondo con la solucin a medir, y luego rellenar, asegurando que no haya burbujas de aire que se adhieran a las ventanas. Secar el exterior de la celda con etanol. Nunca use una toalla de papel.4. Coloque las celdas dentro del instrumento con cuidado, asegurando que estn bien sentados en el compartimiento. Utilice la misma orientacin de la celda cada vez que realice la medida.5.Si se utiliza un disolvente voltil, colocar una tapa sobre la celda para reducir la evaporacin.6.Nunca almacene soluciones en las celdas. Enjuagar a fondo cuando haya terminado y dejar secar en un lugar libre de polvo. Las soluciones bsicas corroen y dejan grabados en las celdas si no se limpian correctamente.7.Siempre mantenga las celdas en soportes o cajas para cubetas cuando no estn dentro del instrumento. [2]

5. Plantee tres problemas en donde se aplique la ley de beer. Ponga atencin en proporcionar todos los datos requeridos para su resolucin

Una disolucin de KMnO4 es de 1,28 x10-4 M y presenta una transmitancia del 50% a 525 nm utilizando una celda de 1cm de paso ptico. [3]a. Cul es la absorbancia de la disolucin?

Solucion:

Conclusin: En este laboratorio se llevaron a cabo procedimientos de espectrofotometra con el fin de determinar la longitud de onda de mxima absorbancia del complejo formado haciendo la medicin en toda la regin y se encuentro la concentracin de hierro en la muestra problema

Cabe mencionar que la espectrofotometra de absorcin es muy til en diversos campos para un anlisis de muestras que se encuentran en disolucin o que mediante un mtodo u otro puedan llegar a disolverse. Existen diversas aplicaciones de esta tcnica en estudios medio ambientales, en la determinacin de sustancias contaminantes a nivel de trazas y en particular la de metales pesados entre otras.

Referencias: [1]. Abril D Nieves.(2009) Espectrofotometra: espectros de Absorcin Y Cuantificacin Colorimtrica De Biomolculas. Departamento De Bioqumica, Facultad De Medicina, Campus Universitario De Rabanales

[2 ]http://reuredc.uca.es/index.php/tavira/article/viewFile/234/pdf_92[3] http://es.wikipedia.org/wiki/Absortividad[4]. http://datateca.unad.edu.co/contenidos/401539/exe-2%20de%20agosto/leccin_5_instrumentacin_de_la_espectrofotometra_uvvis.html[5]http://dadun.unav.edu/bitstream/10171/34794/1/(C)%202002%20Dr%20JM%20Fernandez%20MANERES.pdf