Espectros de Absorcon Del Dicromato de Potasio

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PRACTICA 1. ESPECTRO DE ABSORCION PARA EL DICROMATO DE POTASIO Y EL PERMANGANATO DE POTASIO OBJETIVOS: • Determinar por el método espectrofotométrico la concentración de los componentes de una mezcla binaria que absorbe luz en la región visible.

INTRODUCCION: La Química es la ciencia que estudia los cambios o transformaciones que experimenta la materia. A su vez, dentro de ella encontramos a la Química Analítica, la cual puede definirse como la ciencia que determina la composición de materiales con base en los elementos o compuestos que la integran. Al mismo tiempo ésta se divide en dos grandes categorías: la Química Analítica Cuantitativa, en la cual se determinan las cantidades de los elementos o de los grupos químicos presentes en una muestra, y la Química Analítica Cualitativa, en la cual el objetivo es el reconocimiento e identificación de los mismos, dentro de ella podemos incluir a los métodos colorimétricos . El fundamento de la espectroscopia se debe a la capacidad de las moléculas para absorber radiaciones, entre ellas las radiaciones dentro del espectro UV-visible. Las longitudes de onda de las radiaciones que una molécula puede absorber y la eficiencia con la que se absorben dependen de la estructura atómica y de las condiciones del medio (pH, temperatura, fuerza iónica, constante dieléctrica), por lo que dicha técnica constituye un valioso instrumento en la determinación y caracterización de las moléculas. Las moléculas pueden absorber energía luminosa y almacenarla en forma de energía interna. Esto permite poner en funcionamiento ciclos vitales como la fotosíntesis en plantas y bacterias. Cuando la luz es absorbida por una molécula se genera un salto desde un estado energético basal o fundamental a un estado de mayor energía y solo se absorberá la energía que permita el salto al estado excitado. Cada molécula tiene una serie de estados excitados que la distingue del resto de las moléculas. Como consecuencia, la absorción que a distintas longitudes de onda presenta una molécula, esto es su espectro de absorción constituye una seña de identidad de la misma. Facultad de Farmacia

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En términos cuantitativos de la absorción de radiación por una muestra en la región visible, así como en general en cualquier región del espectro, está regida por la ley de Lambert- Beer. Esta ley establece que la fracción de luz absorbida por una muestra es tanto mayor cuanto más grande es el número de moléculas sobre las que incide la radiación. En términos de cálculo esto puede enunciarse como: dp/dn=-kp En donde: dp es la potencia absorbida en el nivel p de potencia por un incremento dn del número de moléculas absorbentes, k es la constante de proporcionalidad, de ésta manera calculamos el grado de absorbancia. Experimentalmente se comprueba de la siguiente forma: en un recipiente de vidrio con caras planas atravesadas por una radiación monocromática no se considerarán las pérdidas causadas por la reflexión en las superficies y por la absorción en el vidrio. Supongamos que el recipiente se llena con una sustancia absorbente disuelta en un disolvente no absorbente. La radiación disminuirá en potencia entre más penetre en el líquido y entre mayor sea la concentración del soluto. Expresado esto en forma general resulta que la disminución en la potencia es proporcional al nº de moléculas absorbentes en la trayectoria del haz. ¿Cómo se puede determinar la absorción máxima de compuestos cromóforos? Los máximos de absorción se deben a la presencia de cromóforos en la molécula, para caracterizar dichas absorciones además de la longitud de onda maxima para cada absorción debemos recordar la ley de Lambert-Beer, según la cual: Dependiendo del tipo de enlace que consideremos como cromóforo la excitación electrónica que puede observarse es: Absorbancia = ε·l·c Donde: ε = Coeficiente de extinción molar, es una constante relacionada con el área de incidencia del cromóforo y la probabilidad de de que produzca la absorción. l = recorrido en cm de la radiación a través de la muestra c = concentración de la muestra en moles/litro Consideraremos que cuando ε es inferior a 10000 esa absorción se debe a una transición electrónica prohibida por las reglas de selección.

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MATERIAL Y REACTIVOS: CANTIDAD

MATERIAL Espectro Uv-Vis

CANTIDAD

REACTIVOS

10 mL

de KMnO4 1.793 x 10-4M

1

Celda de polietileno

10 mL

3 3

Matraces aforado 10 ml Pipetas de 5 mL

1

de K2Cr2O7 1.446 x 103 M. Agua

TOXICOLOGÌA: PERMANGANATO DE POTASIO: Riesgos a la salud: Inhalación: La inhalación de los vapores o nieblas puede causar irritación de la nariz y de la garganta. Contacto con la piel: Causa quemaduras graves en la piel. Si la concentración es mayor, el efecto es el de un corrosivo. Contacto con los ojos: Causa quemaduras graves en los ojos. El efecto puede darse con retardo. Ingestión: Al ser ingerido puede formar oxígeno que causa lesiones por distensión del esófago o del estómago, pudiendo haber hemorragias internas. Inhalación: La inhalación de los vapores o nieblas puede causar irritación de la nariz y de la garganta. Contacto con la piel: Causa quemaduras graves en la piel. Si la concentración es mayor, el efecto es el de un corrosivo. Contacto con los ojos: Causa quemaduras graves en los ojos. El efecto puede darse con retardo.

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Ingestión: Al ser ingerido puede formar oxígeno que causa lesiones por distensión del esófago o del estómago, pudiendo haber hemorragias internas. DICROMATO DE POTASIO: Riesgos a la salud: Puede perjudicar la fertilidad. Riesgo durante el embarazo de efectos adversos para el feto. Peligro de fuego en contacto con materias combustibles. También nocivo en contacto con la piel. También tóxico por ingestión. También muy tóxico por inhalación. Provoca quemaduras. Posibilidad de sensibilización por inhalación y en contacto con la piel. Inhalación: Trasladar a la persona al aire libre. En caso de que persista el malestar, pedir atención médica. Contacto con la piel: Lavar abundantemente con agua. Quitarse las ropas contaminadas. Ojos: Lavar con agua abundante (mínimo durante 15 minutos), manteniendo los párpados abiertos. Pedir inmediatamente atención médica. Ingestión: Beber agua abundante o leche. Provocar el vómito. Pedir atención médica. Mantener libres las vías respiratorias. Limpiar las heridas a conciencia y taparlas con material estéril.

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METODOLOGIA:

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RESULTADOS: OBSERVACIONES:

Las muestras de permanganato se observaban color rosa translucido, debido a la concentración a la que se encontraba de de 1.793 x 10-4M, la muestra de dicromato se encontraba a una concentración de 1.446 x 10 -3 M, esta presentaba una coloración amarilla y la mezcla presento una coloración naranja, en la medida de las absorbancias en el espectrofotómetro se efectuaron las medidas a como se indica en el procedimiento original de la práctica, excepto para la de 630nm que se cambió por 635 nm.

TABLAS DE RESULTADOS Longitud de onda

Absorbancia KMnO4

K2Cr2O7

Mezcla

380

0.221

3.021

2.552

435

0.211

0.685

0.428

525

0.456

0.03

0.231

635

0.018

0.026

0.007

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GRAFICOS

Grafica1: absorbancia(y), longitud de onda(x) del Permanganato de Potasio

Grafica 2: absorbancia(y), longitud de onda(x) del Dicromato de Potasio.

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Grafica 3: absorbancia(y), longitud de onda(x) de la mezcla de Permanganato y dicromato de Potasio.

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DISCUSION DE RESULTADOS: La espectroscopia estudia el fenómeno de adsorción de la radiación Visible de moléculas orgánicas e inorgánicas. La absorción de la radiación ultravioleta o visible por moléculas orgánicas e inorgánicas, generalmente se produce por la excitación de los electrones de enlace, por lo tanto, la longitud de onda de los máximos de absorción se puede relacionar con los enlaces de las especies absorbentes. Los métodos espectroscópicos se basan en la capacidad de las sustancias de absorber (o emitir) radiación electromagnética y a la presencia de sustancias cromófobas las cuales son elementos con electrones libres y tienen la capacidad de transmitir longitudes de onda encontradas en el espectro de la luz visible. Estos métodos se pueden emplear para determinar la concentración de un reactivo o producto durante una reacción. A partir de estas concentraciones y teniendo como fundamento el espectro de la luz visible en el cual la longitud de onda está entre 400-700nm se procedió a medir la absorbancia de ambas concentraciones y de la mezcla, teniendo en cuenta que es un concepto más relacionado con la muestra puesto que nos indica la cantidad de luz absorbida por la misma, nos da una idea más concisa de cómo varia la concentración de analito en relación a la absorbancia de este. La medida de la absorbancia de las solucione se llevó a cabo en un espectrofotómetro el cual es un aparato que detecta la cantidad de luz transmitida o absorbida a través de la solución en la celda y la compara con la que se transmite o absorbe a través de una solución de referencia denominada “blanco”. La lectura en la escala ya está convertida en absorbancia. Como en la región visible apreciamos el color visible de una solución el cual corresponde a las longitudes de onda de luz que transmite, no que absorbe. El color que absorbe es el complementario del color que transmite. Por tanto, para realizar mediciones de absorción es necesario utilizar la longitud de onda en la que absorbe luz la solución coloreada. De acuerdo a esto las soluciones de dicromato de potasio presentan un color amarillo el cual está en un rango de longitud de onda entre 435 – 490 nm , lo que ocurre en este color es que se absorbe un color de luz azul y se transmite y se ve el color amarillo este se midió en una longitud de onda de 380,435,525, 635 nm, cabe resaltar que la mayor absorbancia que presento el dicromato de potasio fue a los 380nm con una absorbancia de 3.021 la cual fue disminuyendo conforme aumentaba la longitud de onda. Esto quiere decir que a una longitud de onda de 380nm las moléculas de dicromato de potasio absorben mayor cantidad de fotones absorbidos, la longitud de onda de 380nm esta en el rango de la luz violeta la cual se encuentra en un rango de 380-420 nm. La coloración visible del permanganato de potasio es color violeta en solución, este color absorbe un color de luz amarillo-verdoso y transmite el color violeta, este color presento un máximo de absorbancia de 0.456 a una longitud de onda de 525 nm, el color verde es el que se absorbe a una longitud de onda de 525nm. En lo referente a la mezcla de dicromato y permanganato, se obtuvo un máximo de absorbancia de 2.552 también a una longitud de 380 nm. Esta mezcla refleja un color naranja este color es observable a una longitud de onda de 587 a 597nm. En lo referente a los datos obtenidos de dicromato de potasio y la mezcla de permanganato de potasio y dicromato de potasio las longitudes de onda obtenidas no concuerdan con la longitud de onda que es su mayor absorción, esto puede ser debido que el espectrofotómetro se calentó debido a su constante uso. Facultad de Farmacia

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CONCLUSIONES: •

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La espectrofotometría tiene gran aplicación no solo en el área de la química analítica, a pesar de sus limitaciones, los métodos de comparación visual encuentran amplia aplicación para análisis convenientes en los que son modestos los requisitos de precisión. La radiación electromagnética con una longitud de onda entre aproximadamente 400 nm y 700 nm es detectado por el ojo humano y percibida como luz visible es solo una parte muy pequeña del espectro electromagnético. Por lo que a una longitud de onda en la cual se dio el máximo de absorbancia como lo es a 380 nm en donde la luz es absorbida por los electrones en las moléculas y los átomos que se mueven de n nivel de energía a otro, La medición de la absorbancia de una sustancia está muy relacionada a la concentración del analito, esta puede determinarse a través de la medición en un espectrofotómetro el cual mide la absorción y emisión de las longitudes de onda a partir de una fuente, el dato que brinda el espectrofotómetro corresponde a la absorbancia la cual es la cantidad de luz que se absorbe en la muestra, estas características son muy importantes en la determinación de sustancias ya que cada una brinda espectros característicos de absorción, lo que ayuda mucho en la determinación de sustancias de interés farmacéutico.

BIBLIOGRAFIA: •

Carlos Brunatia, A. m. (s.f.). Introducción a la Espectroscopía de Absorción. Recuperado el 23 de Noviembre de 2013, de Introducción a la Espectroscopía de Absorción: http://materias.fi.uba.ar/6305/download/Espectrofotometria.pdf

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Díaz1, N. A. (s.f.). Espectrofometría: Espectros de absorción y cuantificación colorimétrica de biomoléculas . Recuperado el 23 de Noviembre de 2013, de Espectrofometría: Espectros de absorción y cuantificación colorimétrica de biomoléculas : http://www.uco.es/dptos/bioquimica-biolmol/pdfs/08_ESPECTROFOTOMETR%C3%8DA.pdf

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Bitácora del Laboratorio de Química Analítica I http://ocw.usal.es/ciencias-experimentales/analisis-aplicado-a-la-ingenieriaquimica/contenidos/course_files/Tema_3.pdf

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