APLICACIÓN ANALÍTICA MÉTODOS DE ABSORCIÓN

Transcripción

1 APLICACIÓN ANALÍTICA MÉTODOS DE ABSORCIÓN

2 Los Métodos y/o Técnicas que emplean instrumentos, analizan las muestras con el proposito de conocer alguna característica física o química del analito y esto permite caracterizarlo, identificarlo o cuantificarlo. El equipo genera : A)Señal o Respuesta B)Tiempo de respuesta C)Resolución (purificación)

3 Cuando el Analito es sometido a un estudio bajo un instrumento, existen dos formas de generar una señal. Estas son : A) midiendo directamente la actividad del analito B) con un estimulo y midendo su respuesta A) Actividad iónica (Muestra) Electrodo (VOLTAJE) B) Luz (Muestra) Fototubo (CORRIENTE)

4 Espectrofotómetro (esquema simple) Video 1

5 Espectrofotómetro Monohaz o haz simple Lampara computadora Detector Celda Selector Payala@campus.cob.itesm.mx

6 Espectrofotómetro Lampara computadora Detector Celda Selector

7 Espectrofotómetro (doble haz) Lámpara Selector I = Intensidad Celda de muestra Detector A= Absorbancia T= transmitancia Celda de referencia IR IM computadora

8 intensidad lumínica FUENTE DE ENERGÍA RADIANTE CONTINUA ESTABLE INTENSA lámpara de Deuterio lámpara de Tungsteno longitud de onda (nm) Se usa en VIS e IR próximo produce luz en intervalos de nm

9 SELECTOR DE LONGITUD DE ONDA CARACTERÍSTICAS LONGITUD DE ONDA DE MÁXIMA TRANSMISIÓN PORCENTAJE DE TRANSMITANCIA EN EL MÁXIMO ANCHO DE BANDA EFECTIVO DISEÑOS FILTROS DE ABSORCIÓN FILTROS DE INTERFERENCIA *MONOCROMADORES DE PRISMA *MONOCROMADORES DE RED

10 MONOCROMADORES con red de difracción espejo colimador espejo focalizador rendija de entrada elemento dispersante rendija de salida con prisma lente colimadora lente focalizadora

11 CUBETAS CARAS NORMALES A LA DIRECCIÓN DEL HAZ IR VIS-UV ABSORCIÓN MÍNIMA A LA LONGITUD DE ONDA DE TRABAJO 1. Vidrio ordinario o sílice (VIS). 2. Sílice fundida o cuarzo (UV). 3. NaCl, NaI, etc (IR).

12 DETECTORES Al final la luz seleccionada tiene que ser detectada y cuantificada. *Esto se consigue con el empleo de detectores cuyo cometido es convertir la respuesta del instrumento en una señal medible. *Dependiendo del tipo de luz con el que se trabaja existen distintos tipos de detectores: colector FOTOTUBO TUBO FOTOMULTIPLICADOR

13 LEYES CUANTITATIVAS DE ABSORCIÓN La radiación que absorbe la muestra se determina comparando la intensidad del haz transmitido cuando no hay muestra (Io) con la intensidad del haz transmitido cuando hay muestra (I). Por lo tanto, Io/I I 0 I b

14 Ley de Beer-Lambert La reducción de la intensidad de una radiación monocromátrica es proporcional a la intensidad y a la cantidad de sustancia absorbente situada en la trayectoria

15 A = abc = bc Analisis Cuantitativo Ley de Beer-Lambert (1) (2) a: absortividad específica (L g -1 cm -1 ) : absortividad molar (L mol -1 cm -1 ) b: longitud de trayectoria en cm c : concentración, puede expresarse en g L -1 ó mol L -1 La ecuación No. 2 requiere conocer el peso molecular de la sustancia

16 Absortividad Molar, Es una propiedad fundamental de cada sustancia Su valor es constante a una constante y solo depende ligeramente del solvente. A = abc = bc Cuando se corre el espectro de absorción de una sustancia se mantiene constante la concentración y la longitud de la celda, pero la Absorbancia varia porque ó a varian con la

17 Absorbancia y Transmitancia Transmitancia T = I / Io Lámpara Selector Lo recuerdas??? Io (transformación logarítmica) Log T = Log (I/ Io) Log T= Log I Log Io -Log T= -Log I + Log Io -Log T = Log Io Log I -Log T = Log (Io/I) Celda de muestra I -Log T = A

18 Absorbancia y Transmitancia Io I Lámpara Selector Transmitancia Absorbancia T = I / Io A = Log I o/ I = -Log T Absorbancia y transmitancia A = Log 1/T Absorbancia y transmitancia A = -Log %T/100 Absorbancia y transmitancia Celda de muestra Absorbancia y transmitancia A = - Log T Transmitancia %T = T x 100 A = 2 -Log %T

19 Absorbancia Io I Lámpara Selector Celda de muestra 1) A= - log T 2) A= acl = cl Ley de Beer a:absortividad: L/(g cm) :absortividad molar: L/(mol cm)

20 Absorbancia En función de la naturaleza y de la concentración de la muestra Ley de Lambert- Beer A= cl A= Absorbancia =coeficiente de extinción C= concentración molar l= longitud de celda (cm) POR EJEMPLO. Cuál es la A de una substancia al 3.5 X 10-4 M, con un = 7600 L mol -1 cm -1?. A=?

21 Una gráfica de A versus c es denominada una gráfica de Beer-Lambert Path length / cm %T Absorbance

22 Espectro de Absorción A A b s o r b a n c i a seleccionar muy bien la de análisis del analito! 25 mm 5 mm Max Longitud de onda (nm)

23 EJERCICIO 1 El cromato de potasio (K 2 CrO 4 ) en solución alcalina tiene un máximo de absorción en 372 nm. Una solución alcalina de este compuesto a una concentración de 2 x 10-5 M transmite 71.6 % de la radiación incidente a 372 nm colocada en una celda de 1 cm. CALCULAR: a)la absorbancia b)la absortividad molar y la específica c)el %T si la longitud de la celda es 3.0 cm

24 EJERCICIO 2 Una solución de un compuesto Y puro presenta una absorbancia promedio de 0.55 para una concentración de 2.5 mg por 100 ml a = 272 nm. Una muestra problema de 3.0 g que contiene a Y, se disuelve en agua y se lleva a un volumen de 500 ml. Una alicuota de 50 ml de esta solución se diluye a 500 ml. Una porción de esta última mostró un %T = 50 a la misma CALCULAR: A)La absortividad específica a = 272 nm B)Calcular el % de Y en la muestra (peso molecular 126 g/mol)

25 Absorbance EJERCICIO 3 1. The following spectrum was recorded for a 3.0 x 10-5 mol L- 1 aqueous solution of paracetamol in a cuvette of pathlength 0.5 cm. State max and estimate the molar absorption coefficient ( ) of paracetamol at max. Also determine the transmittance (T) of the solution at max and at 270 nm wavelength/nm

26 EJERCICIO 4 The following data were recorded at 450 nm using solutions of -carotene in cyclohexane in a cuvette of pathlength 0.5 cm. Determine the molar absorption coefficient,. c/10-5 M A ( 450 nm)

27 ABSORBANCIA? Muestra Problema

28 Problema Patrón Conc. Prob = (A Prob/A Patrón)(Conc. Patrón) A Problema = A A Patrón = Conc. Patrón= 105mg/mL Conc. Problema=? Conc. Problema =????? Conc. Problema=