ESPECTROFOTÓMETRO DE LUZ VISIBLE.

EQUIPO 4• Carlo Manuel Cortés Chontal• Guillermo García Sosa• Guillermo Gomez Morales• Marlen López Velasquez • Alin Prado Mendez

Fundamento teórico

La espectrofotometría es uno de los métodos de análisis más usados, y se basa en la relación que existe

entre la absorción de luz por parte de un compuesto y su concentración. Cuando se hace incidir luz

monocromática (de una sola longitud de onda) sobre un medio homogéneo, una parte de la luz incidente

es absorbida por el medio y otra transmitida, como consecuencia de la intensidad del rayo de luz, sea

atenuada desde Po a P, siendo Po la intensidad de la luz incidente y P la intensidad del rayo de luz

transmitido. En las regiones visibles y ultravioleta del espectro electromagnético, la muestra es

generalmente disuelta para formar una solución.

Cada sustancia tiene su propio espectro de absorción, el cual es una curva que

muestra la cantidad de energía radiante absorbida, Absorbancia, por la sustancia

en cada longitud de onda del espectro electromagnético, es decir, a una

determinada longitud de onda de la energía radiante, cada sustancia absorbe

una cantidad de radiación que es distinta a la que absorbe otro compuesto

Ley de Lambert y BeerLey de Lambert

Esta ley establece que cuando pasa luz monocromática por un medio homogéneo, la disminución de la intensidad del

haz de luz incidente es proporcional al espesor del medio.

La siguiente relación matemática da cuenta de esta ley:

P / P0 = e –kb

Ley de Beer

La intensidad de un haz de luz monocromática disminuye exponencialmente al aumentar aritméticamente la

concentración de la sustancia absorbente, cuando este haz pasa a través de un medio homogéneo

La relación matemática que da cuenta de esta ley se muestra a continuación:

P / P0 = e -k’c

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

Esta espectrofotometría utiliza radiaciones del campo UV de 80 a 400 nm, principalmente de

200 a 400 nm (UV cercano) y de luz visible de 400 a 800 nm, por lo que es de gran utilidad

para caracterizar las soluciones en la región ultravioleta-visible del espectro.

Espectrofotómetro VELAB VE-5600UV El Espectrofotómetro de Luz Visible, VELAB (VE-5000) es un instrumento sencillo, confiable y

económico, ideal para usarse en laboratorios educativos y de control de calidad. En este

instrumento puede cambiar fácilmente de Absorbancia a Transmitancia, introducir factores

de concentración, almacenar datos, construir y guardar curvas estándar en la memoria, todo

mediante su teclado de membrana, y no hay necesidad de navegar en menús interminables.

Especificaciones del equipoIntervalo de Longitud de onda: 190-1100 nmAncho de Banda: 2 nm .Precisión de longitud de onda: ±0.8 nm.Repetibilidad de Longitud de onda: 0.3 nm.Configuración de Longitud de onda: AutoCalibración de la Longitud de onda: Automática al encendido.Precisión fotométrica: ±0.3%TRepetibilidad fotométrica: 0.2%TRango de visualización fotométrica: 0-200%T, -0.3-3.0A.Estabilidad: 0.002A/h @ 500nm.Luz Difusa: 0.05%T@220nm, 360nm.Puerto de salida de Datos: USB.Puerto de la impresora: Puerto paralelo.Visualización: Pantalla LCD 128*64.Lámparas: Lámpara de Halógeno de Deuterio y de

Tungsteno.Detector: Fotodiodo de silicón.Requerimiento de energía: 220V/50Hz o 110V/60Hz.Dimensión (L*A*A): 460*380*180mm.Peso: 18 kg.

OPERACIÓN DEL EQUIPO VELAB

1. Encender el Equipo

2. Colocar el blanco.

3. Introducir la longitud de onda con el botón GO TO λ.

4. Colocar la cantidad.

5. Presionar ENTER.

6. Presionar ZERO para eliminar error.

7. Quitar el blanco.

8. Colocarla muestra y presionar ENTER

Partes del equipoEl espectrofotómetro consiste de 5 partes:

1) Lámpara de Halógeno o Deuterio para proporcionar luz.

2) Un monocromador para aislar la longitud de onda de interés y eliminar la radiación indeseada de segundo orden

3) Un compartimento de muestras para acomodar la solución de muestra

4) Detector para recibir la luz transmitida y convertirla en una señal eléctrica

5) Una pantalla de visualización digital para indicar la absorbancia o la transmitancia. El diagrama de bloques abajo ilustra la relación entre estas partes.

Fuente luminosa Monocromador Compartimento Detector Procesamiento y visualización

Factores para el buen funcionamiento• Instalación eléctrica adecuada para que el voltaje no varié.

• Examinar que el entorno no esté afectado por condiciones de humedad excesiva, polvo o alta temperatura.

• Verificar que en la proximidad del espectrofotómetro no se encuentren instalados equipos que pudieran transmitir vibraciones durante su operación (Ej. centrífugas).

• Evitar que el equipo esté ubicado en un lugar donde reciba radiación solar directa.

• Controlar que el área de instalación esté libre de la influencia de gases o sustancias corrosivas.

• No instalar el equipo en un lugar donde existan campos magnéticos o radiación electromagnética intensa.

Mantenimiento• Usar una jeringa para limpiar el portamuestras. Absorber la mayor cantidad de líquido que pueda extraerse.

Secar el portamuestras con un hisopo de algodón tipo medicinal.

• Utilizar papel especial para la limpieza de lentes o un trozo de tela limpia de textura suave, libre de hilazas, para limpiar la ventana de la fotocelda.

• Limpiar el exterior del instrumento con una pieza de tela humedecida con agua destilada. Incluir la pantalla, los controles y el teclado.

• Lavar las cubetas utilizando una solución alcalina diluida como NaOH, 0,1 M y un ácido diluido tal como HCl, 0,1 M.

• Enjuagar las cubetas varias veces con agua destilada. Usar siempre cubetas limpias cuando se requiere tomar medidas de absorbancia.

• Cambio de bombillo o lámpara.

• Cambio de baterías

Medidas de seguridad• Efectuar la calibración del espectrofotómetro, cada vez que se realiza el análisis de un grupo de muestras.

• Mantener cerrada la tapa del portamuestras durante el proceso de medición, para asegurar una lectura adecuada.

• Evitar reutilizar las cubetas desechables.

• Utilizar únicamente cubetas de cuarzo, para efectuar análisis por debajo de los 310 nm.

• Evitar el uso de cubetas plásticas, si se utilizan solventes orgánicos.

• Limpiar cuidadosamente las cubetas de vidrio después de utilizarlas. Desechar aquellas que presenten rayones en la superficie pulida.

• Utilizar en lo posible reactivos de alta calidad. Reactivos de baja calidad pueden causar contaminación incluso en concentraciones muy bajas. Los diluyentes utilizados agua o solventes deberán estar libres de impurezas.

• Verificar que las muestras o estándares no se han desgasificado dentro de las cubetas. Este fenómeno produce burbujas sobre la superficie interna de las cubetas y errores en las lecturas.

Diseño de protocolo de análisisMATERIAL Y EQUIPO

- 1 espectrofotómetro VIS o VIS-UV. - Manual de operación del instrumento

- Celdas para el instrumento. - Papel secante

- 5 matraces volumétricos de 100 mL.

- 1 pipeta de 1 mL graduada en 0.01 mL.

- Perilla para pipetear.

- 2 Vasos de precipitado de 100 mL.

Reactivos

- Sol. De Colorante Rojo Comercial para alimentos.

- Agua destilada.

Parte experimental

- Se entregara una solución de 10010 ppm del colorante comercial rojo, preparada a partir del frasco original.

- Realizar los cálculos para preparar 5 soluciones de 100 mL de cada una, a partir de 1000 ppm y que resulten de la siguientes concentraciones: 2, 4, 6, 8 y 10 ppm.

- Etiquete las soluciones con los números correspondientes a las concentraciones de las soluciones a preparar.

- Prepare las soluciones después de que se les haya otorgado el Vo. Bo. a sus cálculos y al procedimiento que proponga.

Espectro de absorción

a).- Utilizando la sol. De 10 ppm y como blanco agua destilada, desarrolle la lectura de A, en un espectro VIS en el rango de 380 a 740 nm, a intervalos de 20,25,30 o 35.

b).- Desarrolle el grafico y determine la longitud de onda máxima de absorción (λmax) de la muestra en el espectrofotómetro.

Curva de Calibración- Habiendo determinado la λmax de las muestras fíjela en el espectrofotómetro y

desarrolle las lecturas de las soluciones del colorante: 2, 4, 6, 8 y 10 ppm, utilizando agua destilada como blanco.

- Desarrolle el grafico de A Vs c.

- Realice el ajuste de los datos por el Método de mínimos cuadrados o Regresión Lineal, y grafique los nuevos valores de Y obtenidos.

- Realice los cálculos del Coeficiente de Correlación.

NOTA.

Los cálculos se harán por vía tradicional y también utilizando Excel.

Referencias Castellanos, J., Sistema de capacitación técnica, Mantenimiento de equipo médico, Módulo Laboratorio Clínico,

submódulo 2, espectrofotómetro, Bogotá, Colombia, Fondo Nacional Hospitalario, División de Ingeniería y Mante-

nimiento, 1989.

Dermetiz Barradas Dulce Ma., Guía de practicas de Química Analítica Instrumental (Análisis Instrumental),

Instituto Tecnológico de Veracruz, pág.. 9, 2012

Universidad de Chile (s.f.) Fundamentos de Microscopía. [pdf] Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas.

Disponible en: https://www.u-cursos.cl/odontologia/2010/2/OD0903/1/material_docente/bajar?id_material=566977

VelaQuin (s.f.) Espectrofotómetro VE-5600UV [en línea] VelaQuin. Disponible en:

http://www.velaquin.com.mx/productos.php?cat=MTg= [Consultado 12 de marzo de 2016]