DETERMINACIÓN DE UN ESPECTRO DE ABSORCIÓN

CURSO: LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL.

PROFESORA:

QUÍM. MARÍA ANGÉLICA RODRIGUEZ BEST.

ALUMNA:

Calderón Boada, Andrea Natalí.

FACULTAD: Química, Ing. Química e Ing. Agroindustrial.

EAP: Ingeniería Agroindustrial.

RESUMEN:

En la presente práctica se determinó, con ayuda del

espectrofotómetro, la medida de la transmitancia del maíz morado y

de un sobre de chicha morada.

Para la verificación del espectrofotómetro se empleo una solución de

CoCl2 y un blanco de HCl al 1%. Las mediciones de las transmitancias

se realizaron a diferentes longitudes de onda que van desde 450nm a

700nm (intervalo correspondiente al rango visible).

Luego se realizó lo mismo con las muestras, donde los solventes

utilizados fueron agua y etanol, empleando agua destilada como

blanco.

Ya obtenidos los datos, se deberá realizar gráficas relacionando la

longitud de onda con la transmitancia y luego con la absorbancia ,

con el objetivo de poder observar las diferencias entre ambas

muestras y determinar la presencia de antocianinas, las cuales

ocasionan oscilaciones en la gráfica.

PRINCIPIOS TEÓRICOS

El espectrofotómetro

El espectrofotómetro es un instrumento que permite comparar la radiación absorbida o transmitida por una solución que contiene una

cantidad desconocida de soluto, y una que contiene una cantidad conocida de la misma sustancia.

Utiliza cromadores. Con ellos se obtiene un haz de luz monocromático cuya longitud de onda se varía a voluntad. Los monocromadores pueden ser de dos tipos: prismas y redes de difracción.

Todas las sustancias pueden absorber energía radiante, aún el vidrio que parece ser completamente transparente absorbe longitud de ondas que pertenecen al espectro visible; el agua absorbe fuertemente en la región del infrarrojo.

La absorción de las radiaciones ultravioleta, visibles e infrarrojas depende de la estructura de las moléculas, y es característica para cada sustancia química.

Cuando la luz atraviesa una sustancia, parte de la energía es absorbida; la energía radiante no puede producir ningún efecto sin ser absorbida.

Espectro de absorción

Cada especie absorbente, que recibe el nombre de cromógeno, tiene un determinado espectro de absorción. El espectro de absorción es un gráfico donde se representa en ordenadas la Absorbancia y en abcisas la longitud de onda. La medida de la cantidad de luz absorbida por una solución es el fundamento de la espectrofotometría de absorción.

Longitud de onda

La longitud de una onda es el período espacial de la misma, es decir, la distancia a la que se repite la forma de la onda.

La longitud de onda es una distancia real recorrida por la onda (que no es necesariamente la distancia recorrida por las partículas o el medio que propaga la onda, como en el caso de las olas del mar, en las que la onda avanza horizontalmente y las partículas se mueven verticalmente).

La letra griega λ (lambda) se utiliza para representar la longitud de onda en ecuaciones.

En el Sistema Internacional, la unidad de medida de la longitud de onda es el metro, como la de cualquier otra longitud. Según los órdenes de magnitud de las longitudes de onda con que se esté trabajando, se suele recurrir a submúltiplos como el milímetro (mm), el micrómetro (μm) y el nanómetro (nm).

Transmitancia

La transmitancia o transmitencia es una magnitud que expresa la cantidad de energía que atraviesa un cuerpo en la unidad de tiempo (potencia).

Su expresión matemática es:

Donde I0 es la intensidad del rayo incidente, e I es la intensidad de la luz que viene de la muestra. La transmitancia de una muestra está normalmente dada porcentualmente.

Absorbancia

La absorbancia (A) es definida como

,

Donde I es la intensidad de la luz con una longitud de onda específica y que es pasada por una muestra (intensidad de la luz transmitida)

y I0 es la intensidad de la luz antes de que entre a la muestra (intensidad de la luz incidente)

PROCEDIMIENTO

Determinación de un espectro de absorción

1. Fundamento: se basa en la interacción de la energía radiante sobre una sustancia.Las moléculas orgánicas que poseen grupos cromóforos tienen electrones que se pueden excitar con facilidad para promoverse a niveles mayores de energía por absorción en los intervalos del rango visible (400 – 750nm).Mediante un espectro se determina la longitud de onda que corresponde a la máxima absorción de la sustancia.

2. Equipo: espectrofotómetro GENESYS 20 – THERMO SCIENTIFIC.

3. Materiales:4 vasos de 50ml.2 fiolas de 25ml1 pipeta volumétrica de 5ml1 pipeta volumétrica de 2ml1 propipeta1 luna de reloj

4. Reactivos:Cloruro de cobalto.HCl.Etanol.Agua destilada.

5. Procedimiento:A) ESPECTRO DE ABSORCIÓN DEL CoCl2

Verificación del espectrofotómetro Genesys 20 – thermo scientific con CoCl2 en HCl al 1%

- Colocar en la celda solución de CoCl2 en HCl al 1%.- Colocar en otra celda HCl al 1% (blanco).- Medir las transmitancias en el rango de 450 nm a 700 nm

(comenzar a medir con intervalos de 10nm y cuando se esté cerca de 500nm los intervalos deberán ser de cada 5nm para visualizar mejor el fenómeno en este rango. A partir de 460nm, ya se podrá avanzar con diferencias de 20nm)

- Trazar en papel milimetrado el gráfico de %T vs. Longitud de onda.

- Trazar en papel milimetrado el gráfico de Absorbancia vs. Longitud de onda.

B) ESPECTRO DE ABSORCIÓN DEL MAÍZ MORADODeterminar el espectro de absorción del maíz morado y de un producto elaborado de chicha morada – SOLVENTE: AGUA

Maíz morado

- Pesar 3 granos de maíz morado, colocar en un vaso de 50ml (previamente pesado), agregar 20ml de agua destilada y calentar (una vez que empiece a hervir se deberá controlar que transcurran 20 minutos para retirarlo).

- Enfriar y tomar 5ml de solución y llevar a una fiola de 25ml enrasar con agua destilada.

- Leer en espectrofotómetro utilizando una celda para la muestra y otra celda con el blanco (agua destilada).

- Medir las transmitancias en el rango de 450nm a 700nm.- Trazar en papel milimetrado el gráfico %T vs. Longitud de

onda.- Trazar en papel milimetrado el gráfico de Absorbancia vs.

Longitud de onda.

Peso del vaso = 30.2883g Peso del vaso + maíz = 31.8285g

Peso del maíz = 1.5402g

Chicha morada en sobre

- Pesar aproximadamente 0.1g de un producto elaborado de chicha morada y disolver con 20ml de agua destilada. Tomar 2ml de la muestra y llevar a una fiola de 25ml con agua destilada.

- Leer en espectrofotómetro utilizando una celda para la muestra y otra celda con el blanco (agua destilada).

- Medir las transmitancias en el rango de 450nm a 700nm.- Trazar en papel milimetrado el gráfico %T vs. Longitud de

onda.

- Trazar en papel milimetrado el gráfico de Absorbancia vs. Longitud de onda.

Peso del vaso = 34.9895g Peso del vaso + chicha = 35.0917g Peso de chicha en sobre = 0.1022g

Determinar el espectro de absorción del maíz morado y de un producto elaborado de chicha morada- SOLVENTE: ETANOL

Maíz morado

- Pesar 3 granos de maíz morado, colocar en un vaso de 50ml, agregar 20ml de etanol, dejar en reposo hasta obtener la coloración deseada.

- Leer en espectrofotómetro utilizando una celda para la muestra y otra celda con el blanco (agua destilada).

- Medir las transmitancias en el rango de 450nm a 700nm.- Trazar en papel milimetrado el gráfico %T vs. Longitud de

onda.- Trazar en papel milimetrado el gráfico de Absorbancia vs.

Longitud de onda.

Peso del maíz = 1.3962g

Chicha morada en sobre

- Pesar 0.1g de un producto elaborado de chicha morada y disolver con 20ml de etanol, disolver y reservar para su determinación.

- Leer en espectrofotómetro utilizando una celda para la muestra y otra celda con el blanco (agua destilada).

- Medir las transmitancias en el rango de 450nm a 700nm.- Trazar en papel milimetrado el gráfico %T vs. Longitud de

onda.- Trazar en papel milimetrado el gráfico de Absorbancia vs.

Longitud de onda.

Peso de chicha en sobre = 0.1267g

CÁLCULOS Y TABLA DE RESULTADOS

A = 2 − log(%T) = −log T

CoCl2

%T vs. λ (nm)

λ (nm) %T450 52,8470 37,8490 31,8500 28,9505 27,5510 26,8515 26,7520 27,4525 30,2530 32,4535 36,2540 41,1560 64,4580 81,5600 85,7620 88,2640 88,7660 89,9680 91,9700 93,5

CoCl2

A vs. λ (nm)

λ (nm) A450 0,277470 0,423490 0,498500 0,539505 0,561510 0,572515 0,573520 0,562525 0,520530 0,489535 0,441540 0,386560 0,191580 0,089600 0,067620 0,055640 0,052660 0,046680 0,037700 0,029

GRANOS DE MAÍZ + AGUA

%T vs. λ (nm)

λ (nm) %T450 52,9470 55490 54,5500 53,6505 53,2510 52,7515 52,5520 52,3530 52,3540 53,4550 54,9560 57,4580 64,5600 73,3620 82,5640 89,3660 92,9680 94,8700 96,2

GRANOS DE MAÍZ + AGUA

A vs. λ (nm)

λ (nm) A

450 0,277

470 0,260

490 0,264

500 0,271

505 0,274

510 0,278

515 0,280

520 0,281

530 0,281

540 0,272

550 0,260

560 0,241

580 0,190

600 0,135

620 0,084

640 0,049

660 0,032

680 0,023

700 0,017

CHICHA MORADA EN

SOBRE + AGUA

%T vs. λ (nm)

λ (nm) %T450 64,1460 57,4470 49,4480 42,4490 37,3500 33,8505 32,6510 32,2515 32,5520 33,5525 34,2530 36,1535 38,4540 41,3550 48,6560 59,2570 71,1580 80,1600 85,3620 77,4640 79,1650 87660 92,9680 97,6700 98,6

CHICHA MORADA EN

SOBRE + AGUA

A vs. λ (nm)

λ (nm) A

450 0,193

460 0,241

470 0,306

480 0,373

490 0,428

500 0,471

505 0,487

510 0,492

515 0,488

520 0,475

525 0,466

530 0,442

535 0,416

540 0,384

550 0,313

560 0,228

570 0,148

580 0,096

600 0,069

620 0,111

640 0,102

650 0,060

660 0,032

680 0,011

700 0,006

GRANOS DE MAÍZ + ETANOL

%T vs. λ (nm)

λ (nm) %T

450 81,8

470 81,8

490 78,9

500 76,7

505 75,5

510 74,5

515 73,6

520 72,8

525 72

530 71,6

535 71,4

540 71,2

560 73,8

580 79,5

600 85,4

620 92,7

640 96,4

660 97,9

680 98,5

700 99,2

GRANOS DE

MAÍZ + ETANOL

A vs. λ (nm)

λ (nm) A

450 0,087

470 0,087

490 0,103

500 0,115

505 0,122

510 0,128

515 0,133

520 0,138

525 0,143

530 0,145

535 0,146

540 0,148

560 0,132

580 0,100

600 0,069

620 0,033

640 0,016

660 0,009

680 0,007

700 0,003

CHICHA MORADA EN

SOBRE + ETANOL

%T vs. λ (nm)

λ (nm) %T

450 55,2

470 43,1

490 31,7

500 27,9

505 26,5

510 25

515 24,4

520 24,6

525 25,4

530 26,2

535 27,3

540 28,9

545 30,7

550 33,2

555 35,9

560 40,4

570 52,9

580 66

600 75,9

610 73,1

620 66,7

630 64,7

640 72,5

660 89,3

680 94,1

700 95,4

CHICHA MORADA EN

SOBRE + ETANOL

A vs. λ (nm)

λ (nm) A

450 0,258

470 0,366

490 0,499

500 0,554

505 0,577

510 0,602

515 0,613

520 0,609

525 0,595

530 0,582

535 0,564

540 0,539

545 0,513

550 0,479

555 0,445

560 0,394

570 0,277

580 0,180

600 0,120

610 0,136

620 0,176

630 0,189

640 0,140

660 0,049

680 0,026

700 0,020

GRÁFICOS

400 450 500 550 600 650 700 7500

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

(515 , 26.7)

ESPECTRO DE ABSORCIÓN DEL CoCl2%T vs. λ (nm)

λ (nm)

%T

400 450 500 550 600 650 700 7500.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600 (515 , 0.573)

Espectro de absorción del CoCl2A vs. λ (nm)

λ (nm)

A

400 450 500 550 600 650 700 75048

52

56

60

64

68

72

76

80

84

88

92

96

(520 , 52.3) (530 , 52.3)

GRANOS DE MAÍZ + AGUA%T vs. λ (nm)

λ (nm)

%T

400 450 500 550 600 650 700 7500.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300 (530 , 0.281)(520 , 0.281)

GRANOS DE MAÍZ + AGUAA vs. λ (nm)

λ (nm)

A

420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 7200

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

(510 , 32.2)

(620 , 77.4)

CHICHA MORADA EN SOBRE + AGUA%T vs. λ (nm)

λ (nm)

%T

400 450 500 550 600 650 700 7500.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600(510 , 0.492)

(620 , 0.111)

CHICHA MORADA EN SOBRE + AGUAA vs. λ (nm)

λ (nm)

A

400 450 500 550 600 650 700 75060

65

70

75

80

85

90

95

100

105

(540 , 71.2)

GRANOS DE MAÍZ + ETANOL%T vs. λ (nm)

λ (nm)

%T

400 450 500 550 600 650 700 7500.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

0.160 (540 , 0.148)

GRANOS DE MAÍZ + ETANOLA vs. λ (nm)

λ (nm)

A

400 450 500 550 600 650 700 7500

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

(515 , 24.4)

(630 , 64.7)

CHICHA MORADA EN SOBRE + ETANOL%T vs. λ (nm)

λ (nm)

%T

400 450 500 550 600 650 700 7500.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700(515 , 0.613)

(630 , 0.189)

CHICHA MORADA EN SOBRE + ETANOLA vs. λ (nm)

λ (nm)

A

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Se observan distintas variaciones (caídas) en las gráficas, por ejemplo:%T vs. λ Gráfica chicha morada en sobre + etanol: tiene 2 caídasGráfica chicha morada en sobre + agua: 2 caídas Gráfica Grano de maíz + etanol: 1 caídaGráfica Grano de maíz + agua: 1 caída

A vs. λ Gráfica Chicha más etanol: 2 picosGráfica Chicha más agua: 2 picosGráfica Maíz más etanol: 1 picoGráfica Maíz más agua: 1 pico

Esto se debe a que el maíz morado presenta antocianinas las cuales alteran la trasmitancia y la absorbancia de la luz.

En la gráfica que representa a los granos del maíz disuelto en agua, se observa que hay una variación a partir de 520nm. Al comparar esto con la bibliografía deducimos que nuestra muestra contiene a la antocianina cianidina-3-glucósido, la cual presenta como longitud máxima 523nm (valor cercano al obtenido en la gráfica).

En la gráfica de chicha morada con agua, se observa que hay una variación en la longitud de onda de 510nm. Esto comprobaría la presencia de la antocianina pelargonidina- 3 – glucósido, la cual presenta según la bibliografía, una longitud máxima de 506nm (valor que no difiere mucho con el obtenido en la práctica).

En cambio se puede observar en esta misma gráfica, que también hay una variación en los 620nm, valor que no concuerda con ninguna longitud de onda de las antocianinas presentes en el maíz morado. Esto podría deberse a que como la muestra de chicha utilizada es un producto elaborado, muy probablemente se emplean otros colorantes o aditivos que no necesariamente son extraídos del producto natural; los cuales presentan diferente longitud de onda.

En la gráfica del maíz con etanol hay variación en 540nm, lo cual señala presencia de cianidina – 3 – galactósido.

En la gráfica de chicha con etanol hay fluctuación en 515nm, valor que podría concordar con el de pelargonidina- 3 – glucósido, pero que sin embargo no es tan cercano como en el caso de la chicha con agua, lo que demuestra que el mejor solvente para las antocianinas es el agua.

En la gráfica de chicha con etanol también hay variación en 630nm, valor que demuestra la presencia de otros colorantes, no provenientes de las antocianinas del maíz morado.

Estructura de una antocianina

CONCLUSIONES

En la gráfica del espectro de absorción del CoCl2 se obtiene una longitud de onda de 515nm, lo que se puede verificar con la teoría, la cual señala que la máxima absorción se da en 510nm. Esto comprueba que el equipo estaba bien calibrado.

Es importante trabajar a la longitud de onda a la que la sustancia estudiada absorbe la mayor cantidad de luz (a mayor cantidad de luz, mayor cantidad de sustancia).

El color de las sustancias se debe a que éstas absorben ciertas longitudes de onda de la luz blanca que incide sobre ellas y solo dejan pasar a nuestros ojos aquellas longitudes de onda no absorbida.

El maíz morado contiene importantes antocianinas, pero la cianidina 3-glucósido es el componente mayoritario presente en todas las especies del maíz morado. Otras son:

pelargonidina 3-glucósido peonidina 3-glucósido cianidina acilada 3-glucósido pelargonidina acilada 3-glucósido peonidina acilada 3-glucósido

Las antocianinas representan el grupo más importante de pigmentos hidrosolubles detectables en la región visible por el ojo humano.

RECOMENDACIONES

Limpiar cada celda antes de colocarla nuevamente al espectrofotómetro para evitar interferencias de la solución anterior o que algún contaminante pueda interferir en la lectura de la transmitancia.

Asegurarse de cambiar constantemente la longitud de onda requerida, no sin antes haber leído la transmitancia del 100% del blanco utilizado.

Al momento de manipular la balanza analítica, procurar no derramar sustancias, ya que esto podría afectar el peso de la muestra o alterar la balanza para la siguiente pesada.

Asegurarse de haber cerrado bien el espectrofotómetro luego de colocado la celda correspondiente, para evitar la interferencia de la luz del exterior.

Si se observa que una lectura de la transmitancia difiere demasiado con la anterior, procurar medir a longitudes de ondas más cercanas, para lograr observar el fenómeno en dicho rango.

BIBLIOGRAFÍA

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http://books.google.com.pe/books?id=LjmH_3qjaEIC&pg=PA208&dq=antocianinas+del+maiz+morado&hl=es&ei=VN-sTbTHCumW0QGr4q3KCw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CCgQ6AEwAQ#v=onepage&q=antocianinas%20del%20maiz%20morado&f=false

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lqf/quintero_h_cm/capitulo6.pdf

http://www.scielo.org.pe/pdf/rsqp/v75n1/a10v75n1.pdf

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http://www.calidoscopio.com/calidoscopio/ecologia/quimica/

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www.uco.es/centros//quimicaanalitica.html