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de analitos, usando métodos de calibración.
Relación matemática de la ley, en cálculos simples:
- Una disolución de KMnO 4 de concentración 1,28 x 10-4^ M, que presenta una transmitancia del 50% a 525 nm, cuando se midió, esta propiedad de la solución, en una celda de 1 cm.
a. Para este valor de T, cuanto absorbe la solución?
b. ¿Qué concentración debe tener la solución para lograr una T=75%?.
Para resolver:
- Una muestra en una celda de 1 cm transmite 80% de una luz. La absortividad de la muestra es de 2,0 (gIL). ¿Cuál es su concentración?
- Una solución conteniendo 1 mg de Fe+3^ como Fe(SCN) /100mL, transmite 70% de lo. a. ¿Cuál es la absortividad molar de la solución? b. ¿Cuál será la fracción de luz o radiación que no es transmitida por una solución de Fe+3^ cuatro veces más concentrada que la anterior?
- Para un complejo Fe(SCN) 3 cuya absortividad molar = 7 x 10^3 , a 580nm. Calcular: a. A, de una solución 3,77 x 10-4M y L = 0,75cm. b. T, de una solución 2,85 x 10-4M y L = 0,75cm. c. A, de una solución que tiene la mitad de la transmitancia que la indicada en a, teniendo el mismo ancho de el paso óptico.
- Una solución conteniendo 1 mg de Fe+3 como Fe(SCN) /100mL, transmite 70% de lo. a. ¿Cuál es la absortividad molar de la solución? b. ¿Cuál será la fracción de luz o radiación que no es transmitida por una solución de Fe+3 cuatro veces más concentrada que la anterior?
Sabemos que la relación entre estos parámetros está definida por: A=-log T; entonces:
A=-log 0,5 = 0,
− log 0 , 75 1 𝑐𝑚 1 , 28 𝑥 10 −^4 𝑚𝑜𝑙^ ⁄𝐿
= 2. 351 , 79 𝐿 𝑚𝑜𝑙−^1 𝑐𝑚−^1
− log 0 , 75 1 𝑐𝑚 2. 351 , 79 𝐿 𝑚𝑜𝑙−^1 𝑐𝑚−^1
= 5 , 31 𝑥 10 −^5 𝑚𝑜𝑙^ ⁄𝐿
Por la ley L-B: A= b c, si despejamos
Y ahora despejamos c para calcular la concentración:
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Métodos de calibración
I. Patrón externo
- El espectro continuo de la clorofila A, presenta dos bandas en la zona del visible, a 431 nm y a 663 nm. Como la banda a 663nm tiene mayor y por lo tanto mayor absorbancia que la banda a 431 nm. Para determinar el % de clorofila A en las algas de un lago. 0,2105 g un alga seca, se extrajo en 50 ml de acetona al 90% por una 1 hora. La mezcla se filtró y se diluyo a 1.0 L, en un matraz aforado. La absorbancia se midió a 663 nm en un espectrofotómetro, resultando un valor de 0,487. Paralelamente se prepararon una serie de seis soluciones de concentración conocida de clorofila A en soluciones de acetona 90% se obtuvieron los siguientes datos:
Solución Clorofila A en acetona 90% Absorbancia a 663 nm
1 2 3 4 5 6 1,80 x 10-^6 M 3,60 x 10-^6 M 5,40 x 10-^6 M 7,20 x 10-^6 M 9,00 x 10-^6 M 1,08 x 10-^5 M
Y su curva de calibración:
Graficando estos datos y via regresión lineal, se obtiene la pendiente de la recta, m =7,81 x 10^4 L/mol.
Y si la longitud de trayectoria o ancho de la celda (b), fue de 1.00 cm, de la ecuación obtenemos que:
𝐴 = 𝜀𝑏 𝐶 + 𝑏 𝑚 = 𝜀 = 7,81 𝑥 10^4 𝐿 𝑥 (𝑚𝑜𝑙 𝑥 𝑐𝑚)−
Con este dato se puede operar por una de las siguientes de opciones:
a. Usando el valor de y de la ecuación de la ley de Beer-Lambert calculamos la concentración de clorofila a concentración de la solución que se calcula:
𝑐 =
7,81 𝑥 10^4 𝐿 ⁄𝑚𝑜𝑙 1 𝑐𝑚
= 6,24 𝑥 10−6^ 𝑚𝑜𝑙 ⁄𝐿 = 6,24 𝜇𝑚𝑜𝑙 ⁄𝐿
b. Graficando los datos de A vs clorofila, y de este interpolando se obtiene directamente la concentración de
clorofila con el valor de absorbancia de 0,487.
Las líneas de puntos en la gráfica muestran esta interpolación y el rendimiento de un valor aproximado c = 6,25 mol / L, este valor está de acuerdo con el valor obtenido anteriormente.
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y = 0,4908x + 1, R² = 0,
1,
1,
1,
1,
1,
1,
0 0,1 0,2 0,
Absorbancia
ppm de Cu2+
Segunda zona
Solución:
a. Si construimos dos curvas de calibración, obtenemos
El primer grafico (primera zona), muestra una relación lineal entre A y Cu2+, con un valor de r=1, sigue la ley de Beer. El segundo grafico (segunda zona), si bien muestra una relación lineal entre A y Cu2+, con un valor de r=0,9991; cuando analizamos la ecuación de la recta: y=0,4908 x+ 1, y= mx + b con m= , como ya lo desarrollamos y b= 1,1268, valor que nos indica el valor de la absorbancia cuando x=0, o sea cuando no hay analito en la solución. Del análisis anterior la segunda zona no cumple la ley de Beer y por lo tanto no es usable para análisis de cuantificación.
b. Para obtener los valores de intercepto y pendiente, solo usaremos el primer gráfico: y=10 x + 7 x 10-16^ ; m= = 10 y b= 7 x 10-16^ , valor de absorbancia cuando x=0, valor que podemos indicar tan pequeño aproximarlo a cero. c. El primer rango de concentraciones (grafico 1), es aplicable para cuantificar concentraciones de ion Cu en aguas; pero no para ion Cu en aceites lubricantes. d. Entre cero y 0,1 mg/ml de Cu2+. Esto nos indica que las muestras de aceite hay que diluirlas para que la muestra analítica (la muestra que se mide), tenga una concentración de Cu2+^ en el rango indicado. Si diluimos doscientas veces, tendremos por ejemplo: 1,35𝑝𝑝𝑚 𝑥 1𝑚𝑙 = ¿?ppm x 20 ml
Para resolver:
- Se pretende determinar el contenido en cadmio en un zumo de fruta comercial, eligiéndose como técnica de medida la Espectroscopia de Absorción a una longitud de onda de 228.8 nm. El procedimiento seguido fue el siguiente: se homogenizó el zumo mediante agitación y se tomaron 5.00 ml que se filtraron para retirar la pulpa. De la disolución filtrada se tomaron 2.50 ml que se enrasaron a 25.0 ml en un matraz aforado con HCl 1:1 (muestra analítica). Para la calibración, se prepararon 5 disoluciones patrón de cadmio partiendo de una disolución estándar de 990 μg ml.1, en cadmio tomando 20, 30, 40, 50 y 60μl de dicho estándar y enrasando a 25.0 ml con HCl 1:1. Las señales de absorbancia obtenidas se muestran en la siguiente tabla:
y = 10x - 7E- 16 R² = 1
0,
0,
0,
0,
0,
1,
1,
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,
Absorbancia
ppm de Cu2+
Primera zona
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V (^) patrón de Cd ( l) Absorbancia 0 20 30 40 50 60 muestra
a. La curva de calibración sigue la ley de Beer?. Cuál es el valor de r? b. ¿Qué concentración de cadmio expresada en ng/ml hay en el zumo de fruta?
- Para analizar el la cantidad de proteínas en un alimento, la proteína se hizo reaccionar para formar un producto coloreado, el cual se midió su absorbancia y usando los datos obtenidos para obtener una curva de calibración, según:
ppm de proteína Absorbancia 0 5, 10, 15, 20, 25,
0 0, 0, 0, 0, 0, a. Construya la curva y con ella determine la ecuación de la recta y el valor de , considerando que se usó una celda de 2,5 cm de ancho. b. Usando la ecuación anterior , calcule los ppm de proteína de una muestra que registro un valor de absorbancia 0,259.
II. Curva de Adición Patrón múltiple
- Los productos químicos sensibles a la luz en la película fotográfica son los haluros de plata (es decir, los compuestos iónicos de plata y uno de los halógenos: flúor, bromo, cloro y yodo). Por lo tanto, la plata a menudo se extrae de residuos fotográficos para la recuperación comercial. La concentración de ion plata en una muestra de deshechos fotográficos fue determinada por espectrometría de absorción atómica con el método de adiciones estándar. Se obtuvieron los siguientes resultados: Ag añadida: g/ml de solución de muestra original
Absorbancia 0,32 0,41 0,52 0,60 0,70 0,77 0,
a. Grafique los datos y extrapolando calcule la masa de plata en la solucion con muestra que no se le añadió estándar. b. Determinar la concentración de ion plata Ag+ en la muestra que no se le adiciono estándar.
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- Para la determinación de aluminio en muestras de agua de río se aplicó el método de adición de estándar. Cada solución, se preparó según se detalla en la tabla y a cada una se le midió la señal, obteniendo los resultados siguientes:
ml de muestra
ml de estándar
V (^) total de Solución Absorbancia
10 0 25 0,
10 2 25 0,
10 4 25 0,
10 6 25 1,
Determine la concentración de Al en la muestra a partir de:
a. Una gráfica de la señal medida, en función de la concentración del estándar, (considere el efecto de dilución). b. Una gráfica de la señal medida, en función del volumen del estándar añadido.
- Para la determinación de aluminio en muestras de agua de río se aplicó el método de adición de estándar. Cada solución, se preparó según se detalla en la tabla y a cada una se le midió la señal, obteniendo los resultados siguientes:
ml de muestra ml de S V (^) total de Solución Señal
10 0 25 5,
10 2 25 10,
10 4 25 15,
10 6 25 20,
Determine la concentración de Al en la muestra a partir de:
c. Una gráfica de la señal medida, en función de la concentración del estándar, (considere el efecto de dilución). d. Una gráfica de la señal medida, en función del volumen del estándar añadido.
- Los siguientes datos se obtuvieron mediante la adición de la misma cantidad de patrón interno a un volumen fijo de soluciones que contienen cantidades conocidas de analito y a las muestras de la concentración de analito desconocida. Utilice Excel para determinar el porcentaje de analito en lo desconocido y su incertidumbre.
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% de analito Señal del analito Señal del estándar interno
Muestra
- Para la determinación de aluminio en muestras de agua de río se aplicó el método de adición de estándar. Cada solución, se preparó según se detalla en la tabla y a cada una se le midió la señal, obteniendo los resultados siguientes: ml de muestra ml de S V (^) total de Solución Señal
10 0 25 5,
10 2 25 10,
10 4 25 15,
10 6 25 20,
Determine la concentración de Al en la muestra a partir de:
e. Una gráfica de la señal medida, en función de la concentración del estándar, (considere el efecto de dilución). f. Una gráfica de la señal medida, en función del volumen del estándar añadido.
Los siguientes datos se obtuvieron mediante la adición de la misma cantidad de patrón interno a un volumen fijo de soluciones que contienen cantidades conocidas de analito y a las muestras de la concentración de analito desconocida. Utilice Excel para determinar el porcentaje de analito en lo desconocido y su incertidumbre. % de analito Señal del analito Señal del estándar interno
Muestra
