FUNDAMENTOS DE ANALISIS INSTRUMENTAL-TUTORIA MÉTODOS ÓPTICOS

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1 FUNDAMENTOS DE ANALISIS INSTRUMENTAL-TUTORIA MÉTODOS ÓPTIOS.- Pr deterinr l concentrción de dos bses, AOH y OH, un luno de quíics propone vris experiencis, teniendo en cuent que únicente dispone de un disolución ptrón de l bse AOH y desconoce cul es l bse OH. I.- Registr el espectro de bsorbnci de l ezcl y observ dos bnds copletente seprds 2 y 35 n, de bsorbnci.9 y.68, respectivente. II.- yect un porción de l ezcl de AOH y OH en un crotógrfo de líquidos utilizndo un étodo con detección fotoétric con el que conoce que bs bses se seprn por copleto. En el crotogr resultnte 35 n se observ un solo pico, con un tiepo de retención de 2 inutos, tiepo uerto de 2 inutos y nchur de inuto. Prlelente, inyect el ptrón AOH y observ un crotogr con un pico que tiene un tiepo de retención de 3 inutos, tiepo uerto de 3 inutos y l is nchur de pico. III.- on los resultdos obtenidos en ls experiencis nteriores decide relizr un vlorción fotoétric de L de l ezcl 35 n con Hl -2 N. Un vez corregidos los dtos debido l dilución, obtuvo los vlores de bsorbnci frente l voluen de ácido ñdido que se recogen en l siguiente tbl. (L) A λ 35 n El profesor le pidió que respondiese ls siguientes pregunts: ( punto) lculr el tiepo de retención justdo de A en l colun. (4 puntos) uál de ls dos bses se vlor priero? Justifíquese l respuest en bse ls experiencis relizds. (2.5 puntos) lculr l norlidd de ls bses en l ezcl proble. El luno decide relizr un experienci dicionl pr tener yor seguridd en sus respuests. I.- A l ezcl, ñdió un cntidd del ptrón que, desprecindo l dilución, uento l concentrción de AOH en N. L bsorbnci de est disolución fue 7. (2 puntos) Según est experienci, uál es l concentrción de AOH en l ezcl originl? (.5 puntos) orrobor est experienci los resultdos obtenidos nteriorente? Justifíquese l respuest en bse est experienci y el vlor de l concentrción de AOH clculdo en l uestr. Abs concentrciones pueden considerrse igules si difieren en enos del %.

2 onclusiones ls experiencis: * De l experienci I se tiene que bien AOH bsorbe 2 n y OH 35 n o l revés. En culquier cso AOH y OH no solpn. * De l experienci II se deduce que AOH l bse que bsorbe 35 n. Esto se sbe porque, el tiepo de retención justdo del pico de l uestr, que podrí ser debido l presenci de AOH o OH, es el iso que el de AOH ptrón. * Observndo l curv de vlorción (experienci III), priero se vlor OH y que 35 n sólo bsorbe AOH y l principio de l curv l bsorbnci pernece invrible, hst que coenceos consuir AOH en l vlorción, oento en el cul, l bsorbnci disinuye progresivente hst que todo AOH esté vlordo y no hy ás señl que l del blnco (no serí sí si A bsorbiese 35 n) ASORANIA OLUMEN DE Hl (L).- t RA in. 2.- Se vlor priero OH, coo se h concluido nteriorente 3.- Puntos de equivlenci: el priero, pr OH 6.9 L y el segundo pr OH AOH 9.8 L. N OH * N Hl Hl N OH.x -2 *6.9/ 2 6.4x -4 N N AOH * N Hl (2 Hl - Hl ) N AOH.x -2 *( )/ 2 2.9x -4 N 4.- De l fortificción de l uestr, se tiene: N AOH 4 2.5x 7 4 N 2.88x. AOH N.68 AOH oprndo bos resultdos, se tiene un.7% de error reltivo, que es inferior l % y por tnto, se considern que bos étodos no difieren significtivente en l estición de l concentrción % E *.7% 2.88

3 2.- Deducir ls curvs de vlorción en cd uno de los siguientes csos pr 5. L de 2.x -4 M de A con un disolución de.x -3 M. Supóngse que l rección es : y que el equilibrio puede considerrse totlente desplzdo hci l derech cundo se gregn 2., 4., 6., 4., 6. y 8. L. Ls bsortividdes olres de A, y A son ls siguientes: A º A so ε A ε ε A b c d e f

4 Solución: En el punto de equivlenci, y teniendo en cuent que l estequioetrí es :: equivlentes A equivlentes oles A oles ˆ A x A x 5 * 2x -4 *.x -3 L. Antes del punto de equivlenci: - A se v consuiendo (l bsorbnci debid A v disinuyendo) - se v ñdiendo, pero en relidd gener A, luego l bsorbnci debid no se tiene en cuent. - A se v generndo, progresivente v uentndo su concentrción y l pr su bsorbnci. Ls concentrciones cd dición de gente vlornte: A A A A A A ε A A ε A A A * * 4 5*2x.x 5 3 * A * 3.x * 5 En el punto de equivlenci: - No hy presenci de ni de A ni de. Sólo existe A. A A A A ε A A.67 5 x 3 * *.x * A 4 Después del punto de equivlenci: - A no contribuye l bsorbnci, pues está totlente consuido. - L concentrción de es cd vez yor, puesto que y no se consue. - No hy ás forción de coplejo A, este se v diluyendo progresivente. A A A A A ε A ε A * peq 3.x * *( ) peq.x *( 5 )

5 Absorbnci f( ) es un función contínu, pero no es derivble: Abs f ( ) 2 3 ε * A 5 ε A 2 * 5 ε ε A 3 * 5 3 * 5 2 L L Aplicndo ests fóruls se obtienen ls diferentes curvs pr los csos, b, c, d, e y f propuestos. No obstnte, culittivente, se puede deducir l for de ls curvs tendiendo los vlors de ls bsortividdes olres ε A, ε y ε A. ) ε A, ε 8.6 y ε A 653. Se prte de un bsorbnci nul, que uent bruscente con l dición de por forción del copuesto A, uy bsorbente. Psdo el punto de equivlenci, por un prte l bsorbnci disinuye por l dilución del copuesto A y por otr uent suveente por l prición de. b) ε A 762, ε y ε A 653. Se prte de un bsorbnci lt y que A present bstnte bsortividd. Al dicionr, por un prte l bsorbnci disinuye y que se consue A y por otr, l igul que en el cso nterior, uent bruscente por l forción del copuesto A, uy bsorbente. Psdo el punto de equivlenci, l bsorbnci disinuye en proporción l dilución. c) ε A 8.2, ε 653 y ε A. Ni A ni A bsorben significtivente. Al principio hy un bsorbnci csi desprecible, que uent bruscente psdo el punto de equivlenci por l presenci de, de grn bsortividd. d) ε A 668, ε y ε A Se prte de un bsorbnci uy grnde y que A es uy bsorbente. L bsorbnci disinuye con l dición de y psdo el punto de equivlenci es prácticente nul. e) ε A 668, ε y ε A 43. Se prte tbién de un bsorbnci elevd y est no disinuye tn bruscente coo en el cso nterior y que A present bstnte bsorbnci. Llegdo el punto de equivlenci, l bsorbnci no es nul, y que todo es A, luego disinuye suveente por l dilución. f) ε A 668, ε 653 y ε A. Se prte de un bsorbnci uy elevd y disinuye bruscente hst hcerse nul en el punto de equivlenci, y que A no bsorbe. Posteriorente, l bsorbnci uent bruscente por l dición de l edio.

6 URAS DE ALORAION (Absorbnci frente l oluen de Agente vlornte) ).5 b).5 c) Absorbnci (L) d).5.5 e) f) Absorbnci (L)

7 3.- Se prepró un serie de disoluciones que contenín vris concentrciones de un indicdos ácido-bse H (.42x -5 ) en Hl. M y NOH. M. En bos edios se observó un relción linel entre l bsorbnci y l concentrción 43 y 57 n. Ls pendientes de ests rects fueron 6.3x 2 y 7.2x 3 pr l disolución ácid y 2.6x 4 y 9.6x 2 pr l disolución básic, respectivente. lculr los vlores de bsorbnci ests dos longitudes de ond pr disoluciones no tponds del indicdor, de concentrción totl entre 2.x -5 y.6x -4 M. Representr gráficente los resultdos obtenidos frente l concentrción de indicdor. Qué conclusiones se pueden obtener? oo A εbc, si representos A frente c y b c, l pendiente de l rect obtenid es l bsortividd olr, ε. Ddo que el p del indicdor es 4.847, ph (Hl. M) predoin l especie H, y tod l bsorbnci es debid H, despecindo l proveniente de -. En edio fuerteente básico, ph 3 (NOH.M), predoin l especie -, y tod l bsorbnci es debid -, desprecindo l proveniente de H, csi inexistente. En disoluciones no tponds, no se puede desprecir un especie sobre l otr, ocurriendo desviciones sobre l Ley de Lber-eer. De ls pendientes de ls rects teneos: ε(h, λ 43) 6.3x 2 ε(h, λ 57) 7.2x 3 ε( -,λ 43) 2.6x 4 ε ( -,λ 57) 9.6x 2 En disoluciones no tponds, l concentrción de protones es igul l de -, deás se cuple el blnce de teri: [H [ - ( α α α H º H ) x x x [ H [ [ H 2 [ [ De donde: [ - 2 [ - - Resultndo: ± [ 2 4k H [ 2 4 [

8 Pr estudir tl desvición de l Ley de Lbert eer, suponeos vlores de concentrción totl de indicdor entre 2x-5 y.6x-4 M y construios l siguiente tbl: A 43 AH 43 A x 2 [H 2.6x 4 [ - A 57 AH 57 A x 3 [H 9.6x 2 [ - [H [ - A 43 A 57 2x x -6.2x x x -5.78x x x x x x x x x x x x x x -4 x x x -4.9x -4 4.x λ 43 Absorbnci λ 57.E 4.E-5 8.E-5 E-4.6E-4 oncentrción Totl de dicdor Se trt, coo heos y coentdo, de un cso típico de desvición de l Ley de Lbert eer cundo l olécul bsorbente prticip en equilibrios de socición disocición. Obsérvese que l curvtur es opuest ests dos longitudes de ond.

9 4.- Hllr el coeficiente de rección lterl del indicdor etlocróico -, con los protones (H/-) en ls vlorciones coplexoétrics sbiendo que A 5 /A Dtos: ε(h, λ 3) 5 ε(h, λ 5) 9 ε( -,λ 3) 6 ε ( -,λ 5) 9 Rección lterl del indicdor etlocróico con los protones: H º H αi n [ [ ' [ [ [ H [ H H [ [ H [ H [ [ H [ Necesitos conocer l relción [H /, que l podeos obtener de l relción de bsorbncis: A 5 9[H 9[ - 9[ - [H / 9[ - A 3 5H 6[ - 5[ - [H / 6[ - [ H 9* 9 A [ H A [ H 3 5* 6 α [ H