El documento describe un experimento de espectrofotometría para determinar las concentraciones de cloruro de cobalto y cloruro de cromo en una muestra desconocida. Se prepararon soluciones patrón de cada compuesto y se midió su absorbancia a diferentes longitudes de onda, determinando que 580 nm y 620 nm eran los picos máximos de absorbancia para el cobalto y cromo, respectivamente. Luego se midió la absorbancia de soluciones diluidas de concentración conocida para trazar curvas de calibración e identificar las
1. Universidad de Carabobo
Facultad de Ciencias de la Educación
Departamento de Biología y Química
Asignatura: Química Analítica II
ESPECTROFOTOMETRÍA
Henríquez, Magdiely
Talavera, Wenddy
Bárbula, 27 de febrero de 2015
Resumen
Se realizó dicha práctica experimental con el objeto de determinar la concentración
de una muestra problema que contiene Cloruro de Cobalto, Cloruro de Cromo. Mediante el
análisis espectrofotométrico uv visible y su posterior cuantificación mediante la
preparación de soluciones diluidas, el trazado gráficas y cálculos de sistemas de ecuaciones;
basándonos en la ley Beer-Lambert cuyo resultados obtenidos son respectivamente.
Introducción
La espectrofotometría se refiere el uso
de la luz para medir las concentraciones de
sustancias químicas.
Más específicamente la
espectrofotometría uv visible, consiste en
determinar el contenido y fuerza de las
sustancias de Cloruro como componentes de
soluciones de iones, de metales de transición
y compuestos orgánicos altamente
conjugados. Esto mediante un espectrómetro
que permite utilizar la radiación
electromagnética (luz) de las regiones
visibles, ultravioleta cercana (uv) e infrarroja
cercana del espectro electromagnético, es
decir una longitud de onda entre 380nm y
780nm.
2. Dicho análisis espectrofotométrico
involucra la adsorción de radiación
ultravioleta visible por una molécula,
causando la promoción de un electrón de su
estado basal a un estado excitado; liberándose
así el exceso de energía en forma de calor,
evidenciándose esto en la señal que genera el
espectrofotómetro en forma de absorbancia.
Para este análisis en la experiencia de
laboratorio, se utilizaron muestra de Cloruro
de Cromo y Cloruro de Cobalto con el
objetivo de determinar su concentración en
una mezcla de las mismas.
Cálculos Típicos
Determinación de la concentración de Cobalto y Cromo en la muestra
problema:
𝑨 𝑴(𝟓𝟖𝟎) = 𝜺 𝑪𝒐(𝟓𝟖𝟎). 𝒃. [𝑪𝒐] + 𝜺 𝑪𝒓(𝟓𝟖𝟎). 𝒃. [𝑪𝒓]
𝑨 𝑴(𝟔𝟐𝟎) = 𝜺 𝑪𝒐(𝟔𝟐𝟎). 𝒃. [𝑪𝒐] + 𝜺 𝑪𝒓(𝟔𝟐𝟎). 𝒃. [𝑪𝒓]
𝟏, 𝟏𝟏𝟏𝟓 = 𝟏𝟐, 𝟒𝟒𝟒[𝑪𝒐] + 𝟑, 𝟓𝟒[𝑪𝒓]
𝟏, 𝟏𝟖𝟔 = 𝟒, 𝟐𝟗𝟔[𝑪𝒐] + 𝟑, 𝟑𝟐[𝑪𝒓]
Aplicando el método de igualación para resolver el sistema de ecuaciones:
a) [𝑪𝒐] =
𝟏,𝟏𝟏𝟏𝟓−𝟑,𝟓𝟒[𝑪𝒓]
𝟏𝟐,𝟒𝟒𝟒
b) [𝑪𝒐] =
𝟏,𝟏𝟖𝟔−𝟑,𝟑𝟐[𝑪𝒓]
𝟒,𝟐𝟗𝟔
𝟒, 𝟕𝟕𝟓𝟎𝟎𝟒 − 𝟏𝟓, 𝟐𝟎𝟕𝟖𝟒[𝑪𝒓] = 𝟏𝟒, 𝟕𝟓𝟖𝟓𝟖𝟒 − 𝟒𝟏, 𝟑𝟏𝟒𝟎𝟖[𝑪𝒓]
[𝑪𝒓] = 𝟎, 𝟑𝟖𝟐𝟒 𝒎𝒐𝒍𝒂𝒓
a) [𝑪𝒐] =
𝟏,𝟏𝟖𝟔−𝟑,𝟑𝟐(𝟎,𝟑𝟖𝟐𝟒)
𝟒,𝟐𝟗𝟔
[𝑪𝒐] = 𝟎, 𝟎𝟏𝟗𝟓 𝒎𝒐𝒍𝒂𝒓
5. Muestra Problema
Longitud de Onda Blanco Absorbancia Experimental Absorbancia Real
580 0,016 1,1275 1,1115
620 0,022 1,164 1,186
Fuente: Henríquez, Talavera (2015)
Tablas de Resultados
Longitudes de ondas Vs Concentraciones de Muestras
Patrón Muestra
(ml)
Concentración
(Molar)
Cobalto Cromo
580 620 580 620
Inicial: 0,25
1 5 0,0125 0,1415 0,052 0,931 1,006
2 10 0,025 0,287 0,102 1,125 1,200
3 15 0,0375 0,412 0,163 1,138 1,203
4 20 0,05 0,6465 0,231 1,1395 1,205
5 25 0,0625 0,7395 0,256 1,145 1,211
Fuente: Henríquez, Talavera (2015)
6. Resultados del Uso del Método de Regresión Lineal
Variables Cobalto 580 Cobalto a 620 Cromo 580 Cromo 580
Pendiente (m) 12,444 4,296 3,54 3,32
Intercepto (b) -
0,02135
-
0,0003
0,96295 1,0405
Coeficiente de Correlación (r) 0,99 0,99 0,76 0,74
Fuente: Henríquez, Talavera (2015)
Gráfica Correspondiente a Cobalto a una longitud de onda de 580
7. Gráfica Correspondiente a Cobalto a una longitud de onda de 620
Gráfica Correspondiente a Cromo a una longitud de onda de 580
9. Análisis y discusión de resultados
En el trabajo experimental, se estudió
el análisis espectrofotométrico para
determinar la concentración de una muestra
problema que contiene cloruro de cromo y
cloruro de cobalto. En primer lugar se
eligieron las longitudes de ondas de trabajo,
haciendo un barrido el cual consiste en medir
la absorbancia para las soluciones madres
preparadas previamente de cloruro de cromo
y cloruro de cobalto al 0,25 M A diferentes
longitudes de ondas en uv rango de 340-
600nm para cloruro de cobalto y 360-600nm
para cloruro de cromo, posterior se realiza la
curva de calibrado para establecer en que
longitud de onda se encuentra el punto de
mayor absorbancia en ambas soluciones,
teniendo como resultado 580 y 620
respectivamente.
Seguidamente nos situamos en dichas
longitudes, para medir la absorbancia en
ambas, de cuatro soluciones diluidas
preparadas a partir de la solución madre
tomando de esta alícuotas 5, 15, 20, 25 ml
tanto para el cloruro de cromo como para el
cloruro de cobalto.
A las cuales se les midieron la
absorbancia con el espectrofotómetro a las
longitudes de ondas propuestas.
Según Harris Daniel (1990) “la
importancia de la absorbancia estriba en que
es directamente proporcional a la
concentración de especie absorbente en la
muestra” (497) lo que expresa la ley de Beer-
Lambert cuya ecuación está dada por:
A=EbC
Donde A es la absorbancia, E es la
absortividad molar la cual indica cuanta luz
se absorbe a una longitud de onda dada, b es
la longitud de trayecto óptico y C la
concentración de la muestra. Siendo el factor
b siempre el mismo nos permite agruparla
con E, consiguiendo la constante de
proporcionalidad que relaciona la A y la C
para una sustancia particular a una
determinada longitud de onda; constante que
es equitativa a la pendiente de la recta.
En la experiencia, por último se mide
la absorbancia de la muestra problema a las
longitudes seleccionadas en el punto anterior,
donde la absorbancia total de esta solución,
medida a sus respectivas longitudes de onda
es igual a la sumatoria de las absorbancias
individuales (ley de transitividad).
A m--=A Co + A Cr
Esto con el objeto de estipular la
concentración de cloruro de cromo y cloruro
de cobalto en una muestra desconocida.
10. Conclusiones
Mediante el espectrofotómetro y
realizando una curva de calibrado se eligieron
las longitudes de ondas a trabajar con cloruro
de cobalto y cloruro de cromo siendo estas de
580 y 620nm respectivamente.
Se midió la absorbancia de cuatro
disoluciones de concentración conocida tanto
de cloruro de cobalto y cloruro de cromo.
Referencias Bibliográficas
Chang, R (2013) “Química
undécima edición” Editorial McGraw-
Hill, México.
Day Jr. R, Underwood A.
QuímicaAnalítica Cuantitativa. (1989).
Pearson. Naucalpan de Juárez, Estado de
México.
Whitten, K (2008) “Química
octava edición” Editorial Cengage
Learnig, México.
![Dicho análisis espectrofotométrico
involucra la adsorción de radiación
ultravioleta visible por una molécula,
causando la promoción de un electrón de su
estado basal a un estado excitado; liberándose
así el exceso de energía en forma de calor,
evidenciándose esto en la señal que genera el
espectrofotómetro en forma de absorbancia.
Para este análisis en la experiencia de
laboratorio, se utilizaron muestra de Cloruro
de Cromo y Cloruro de Cobalto con el
objetivo de determinar su concentración en
una mezcla de las mismas.
Cálculos Típicos
Determinación de la concentración de Cobalto y Cromo en la muestra
problema:
𝑨 𝑴(𝟓𝟖𝟎) = 𝜺 𝑪𝒐(𝟓𝟖𝟎). 𝒃. [𝑪𝒐] + 𝜺 𝑪𝒓(𝟓𝟖𝟎). 𝒃. [𝑪𝒓]
𝑨 𝑴(𝟔𝟐𝟎) = 𝜺 𝑪𝒐(𝟔𝟐𝟎). 𝒃. [𝑪𝒐] + 𝜺 𝑪𝒓(𝟔𝟐𝟎). 𝒃. [𝑪𝒓]
𝟏, 𝟏𝟏𝟏𝟓 = 𝟏𝟐, 𝟒𝟒𝟒[𝑪𝒐] + 𝟑, 𝟓𝟒[𝑪𝒓]
𝟏, 𝟏𝟖𝟔 = 𝟒, 𝟐𝟗𝟔[𝑪𝒐] + 𝟑, 𝟑𝟐[𝑪𝒓]
Aplicando el método de igualación para resolver el sistema de ecuaciones:
a) [𝑪𝒐] =
𝟏,𝟏𝟏𝟏𝟓−𝟑,𝟓𝟒[𝑪𝒓]
𝟏𝟐,𝟒𝟒𝟒
b) [𝑪𝒐] =
𝟏,𝟏𝟖𝟔−𝟑,𝟑𝟐[𝑪𝒓]
𝟒,𝟐𝟗𝟔
𝟒, 𝟕𝟕𝟓𝟎𝟎𝟒 − 𝟏𝟓, 𝟐𝟎𝟕𝟖𝟒[𝑪𝒓] = 𝟏𝟒, 𝟕𝟓𝟖𝟓𝟖𝟒 − 𝟒𝟏, 𝟑𝟏𝟒𝟎𝟖[𝑪𝒓]
[𝑪𝒓] = 𝟎, 𝟑𝟖𝟐𝟒 𝒎𝒐𝒍𝒂𝒓
a) [𝑪𝒐] =
𝟏,𝟏𝟖𝟔−𝟑,𝟑𝟐(𝟎,𝟑𝟖𝟐𝟒)
𝟒,𝟐𝟗𝟔
[𝑪𝒐] = 𝟎, 𝟎𝟏𝟗𝟓 𝒎𝒐𝒍𝒂𝒓](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)