guia intrui ii abril 2014

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

Guía de Prácticas de laboratorio de

ANÁLISIS QUÍMICO INSTRUMENTAL II

Tercera Edición

Recopilación: Dr. Wilson Parra

Dr. Iván Tapia

Abril 2014

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Contenido

1 ESPECTROSCOPÍA DE EMISION I ............................................................................ 8

2 FOTOMETRIA DE EMISION DE LLAMA II ........................................................... 14

3 FOTOMETRIA DE EMISION DE LLAMA III .......................................................... 18

4 ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION ATOMICA ....................................... 22

5 ABSORCIÓN ATÓMICA II ......................................................................................... 27

6 ABSORCIÓN ATÓMICA III ........................................................................................ 30

7 ESPECTROFOTOMETRIA INFRARROJA ............................................................... 32

8 ESPECTROFOTOMETRIA INFRARROJA II ........................................................... 35

9 CONDUCTIMETRIA I ................................................................................................. 38

10 CONDUCTIMETRIA II ................................................................................................ 42

11 POTENCIOMETRIA I .................................................................................................. 45

12 POTENCIOMETRIA II ................................................................................................ 48

13 CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA HPLC ........................................................................ 51

14 CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA HPLC II .................................................................... 54

15 CROMATOGRAFÍA DE GASES ................................................................................. 56

16 CROMATOGRAFÍA DE GASES II ............................................................................. 58

17 ANEXOS ........................................................................................................................ 61

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REGLAMENTO DE SEGURIDAD Normas de laboratorio Para el desarrollo y aprovechamiento del trabajo en el laboratorio de prácticas es importante tanto la disciplina general como particular. Cada práctica tiene su instructivo completo en donde se especifican objetivos, equipos, material de vidrio y algunos reactivos particulares. Este material no debe mezclarse con el correspondiente a otra práctica. Por otra parte, cada alumno tendrá un material de uso individual, como gafas protectoras, pera de succión y material de grupo de trabajo como láminas de aluminio, plástico de embalaje, papel filtro y otros que serán solicitados al inicio del ciclo semestral. Existe un material común: bidones con agua destilada, reactivos químicos en la estantería correspondiente, pipetas, embudos, probetas, vidrios de reloj, varillas para agitar, espátulas, balanzas, agitadores, algunos de los cuales serán entregados a un representante del grupo de trabajo al inicio de la práctica. Se evitará dispersar este material por el laboratorio y, en lo referente al material de vidrio, es preciso limpiarlo antes y después de su utilización. Es de interés general mantener el orden y la limpieza en los espacios físicos individuales y comunes. Así mismo habrá recipientes para recoger los distintos tipos de residuos generados. Al finalizar la práctica, debe dejarse el material en las mismas condiciones como se lo recibió. Es obligatorio cumplir con el horario de prácticas. Las sesiones de prácticas durarán tres horas y si el estudiante debe salir por alguna razón deberá solicitar permiso de ausencia al instructor o su ayudante. Seguridad en el laboratorio El trabajo de laboratorio presenta características que lo diferencian de otras áreas. En primer lugar, la variedad de riesgos. Es frecuente encontrar en un laboratorio riesgos eléctricos, de incendio, biológicos, de intoxicación, etc. Dentro de este último, la situación es especialmente compleja por la gran variedad de productos químicos con los que se trabaja habitualmente. Además, y sobre todo en los cursos iniciales, la destreza de los alumnos en las tareas es escasa, lo que se traduce en conductas y comportamientos de riesgo. Conducta en el laboratorio Existen tres reglas fundamentales para trabajar en el laboratorio: limpieza, seguridad y disciplina.

Hay que trabajar siempre con mandil o ropa protectora apropiada y llevarla abotonada.

Es preciso mantener el área de trabajo ordenada y limpia.

Los desperdicios sólidos y líquidos hay que depositarlos en contenedores apropiados.

Hay que leer detenidamente la etiqueta de los recipientes antes de usar su contenido.

No se deben cambiar las etiquetas de los reactivos ni los recipientes con productos distintos a los que indica dicha etiqueta.

El almacenamiento de reactivos preparados en el laboratorio se llevará a cabo en recipientes adecuados a su reactividad y serán debidamente etiquetados.

Hay que evitar usar y almacenar excesivas cantidades de reactivos químicos.

Es muy importante no contaminar los reactivos de los botes con otros productos. No se debe pipetear directamente de los mismos y en caso de sólidos hay que usar espátulas recién limpias.

No se deben calentar recipientes de vidrio aforados (pipetas, buretas, matraces aforados, etc.), botellas pesadas ni recipientes herméticamente cerrados.

No hay que ir con prisas. Es necesario leer cuidadosamente el instructivo antes de empezar los experimentos y seguir los consejos del profesor.

Se deben consultar las dudas existentes al profesor encargado o su ayudante y no al compañero.

Al terminar el experimento, hay que limpiar el área de trabajo, banquetas, balanzas, mesas, campanas extractoras, etc.

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Normas de seguridad para el trabajo en el laboratorio

Hay que usar gafas de seguridad

Hay que utilizar mascarilla de respiración cuando se trabaje con sustancias volátiles o sólidos en forma de polvo.

Hay que usar guantes de goma cuando se manejen sustancias potencialmente peligrosas al contacto con la piel.

No se deben llevar comidas ni bebidas al laboratorio.

Esta prohibido fumar. Los cigarrillos son puntos de combustión incontrolados.

No se deben llevar prendas d vestir sueltas y si se tiene el cabello largo deberá estar recogido hacia atrás.

No se deben mantener mecheros encendidos cuando no se usan. Siempre que estén encendidos deberá permanecer una persona vigilándolos.

No se debe trabajar con líquidos inflamables cerca de la llama de los mecheros.

Hay que mantener los recipientes de los productos químicos perfectamente tapados y ordenados.

No se debe situar la cara cerca de los recipientes con líquidos volátiles.

Nunca hay que probar el sabor ni el olor de productos y mezclas químicas.

Hay que usar aspiradores (peras de goma) para pipetear reactivos o disoluciones.

Hay que utilizar la campana extractora de seguridad (sorbona9 para reacciones que involucran la emisión de humos, vapores corrosivos o venosos.

No se deben hacer en solitario trabajos experimentales que entrañen el más mínimo riesgo.

Los experimentos que, debido a su largo duración, han de continuar durante toda la noche serán debidamente señalizados, indicando claramente en una nota su posible peligrosidad y el teléfono de contacto de la persona responsable.

No se deben calentar recipientes de vidrio directamente a la llama, procurando elevar su temperatura poco a poco. Hay que evitar colocar los recipientes que estén calientes junto a un foco frío, puesto que el choque térmico podría romperlos.

No se debe dirigir la boca de recipientes que se estén calentando o agitando hacia los compañeros, con el fin de evitar proyecciones peligrosas.

Normas de seguridad contra incendios Precauciones generales

Esta prohibido fumar en el laboratorio.

No hay que mantener mecheros encendidos sin usarlos.

No se debe trabajar con líquidos inflamables cerca de la llama de los mecheros.

Se ha de conocer perfectamente la inflamabilidad de los reactivos con que se trabaja.

No se deben sobrecargar los puntos de suministro eléctrico.

En los experimentos que sean potencialmente peligrosos de provocar incendios, se extremarán las precauciones anteriores.

Hay que seguir estrictamente las normas de evacuación en los simulacros de incendios.

Se debe conocer perfectamente la ruta de evacuación a seguir en caso de incendio.

Hay que conocer la localización exacta de los medios de extinción existente (mangueras, extintores y mantas).

Lucha contra el fuego

No se deben correr riesgos personales.

En caso de producirse un conato de incendio, es necesario procurar no perder la calma apagando el fuego con el equipo de lucha contra incendios más adecuado que se disponga.

Hay que cerrar todas las puertas y ventanas, eliminando las corrientes de aire, para evitar el aporte de oxígeno a la zona de combustión.

Si el fuego es tan serio como para requerir más de un extintor o, en el caso se estime que esta fuera de control, hay que hacer sonar la alarma de incendios, advertir a las personas más cercanas de la necesaria evacuación y llamar a los bomberos dando la posición exacta del fuego.

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Evacuación

Cuando suene la alarma hay que evacuar inmediatamente el laboratorio.

La evacuación debe ser ordenada y sin prisas.

Todos los responsables del instrumental abandonaran el edificio tras comprobar que todos los aparatos están apagados.

Antes de abandonar el edificio hay que apagar los mecheros bunsen, cortar el suministro general de gases (cerrar válvulas de los tanques), cerrar los grifos de agua y desconectar los equipos eléctricos, siempre y cuando lo permitan las condiciones del incendio.

Los profesores responsables de las prácticas deberán comprobar que no se ha quedado ningún alumno y que todos los aparatos están desconectados.

Como prevención todos los pasillos y salidas deben estar libres de obstrucciones. Todas las puertas de los laboratorios deben estar siempre desbloqueadas.

Algunos percances usuales y su tratamiento

En el laboratorio debe existir un botiquín provisto de un material mínimo, como algodón, gasas, tijeras, esparadrapo, yodo y alcohol sanitario, agua oxigenada, crema para quemaduras, bicarbonato sódico, analgésicos, etc. Ingestión de sustancias: Es necesario conseguir la mayor información posible sobre el producto ingerido y trasladar inmediatamente a la persona intoxicada a un centro sanitario. En caso de dudas de la peligrosidad de la sustancia, se puede pedir información al Centro de Información de Medicamentos y Tóxicos “CIMET” (2500-535). Lesiones superficiales: En general, hay que proceder al lavado con agua abundante, salvo si la lesión se ha producido por ácido sulfúrico. En este caso se neutraliza con agua jabonosa y se aplica sustancias oleosas. En particular, para ácidos fuertes hay que lavar abundantemente con agua bicarbonatada y para bases fuertes como sosa caústica hay que lavar abundantemente con agua acidulada o vinagre. En caso de cortaduras superficiales, lavar con abundante agua y desinfectar con un antiséptico y aplicar presión con una gasa estéril para detener el sangrado, realizar un vendaje en la zona afectada. En caso de quemaduras, aplicar crema para quemaduras o cubrir con jelonet al área afectada, y sobre este colocar una gasa y vendar apropiadamente.

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PLAN DIDACTICO DE ESTUDIOS

MÉTODOS DE CALIBRACIÓN Y ESTANDARIZACIÓN Calibración de las señales Métodos de estandarización Reactivos usados como patrón Estandarización con un punto o varios puntos Patrones externos

Adición de patrón Patrones internos Curvas de calibración

ESPECTROSCOPIA ATOMICA

Introducción Propiedades generales de la radiación electromagnética Propiedades ondulatorias de la radiación electromagnética El espectro electromagnético Espectros ópticos atómicos Diagramas de niveles de energía Espectros de emisión atómica Espectros de fluorescencia atómica

Anchuras de las líneas atómicas Ensanchamiento de línea por efecto de incertidumbre

Ensanchamiento por efecto Doopler Ensanchamiento por presión Efecto de la temperatura en los espectros atómicos Espectros de bandas y continuos Métodos de atomización

Métodos de introducción de la muestra Instrumentos

ESPECTROMETRIA DE ABSORCION ATOMICA

Introducción Técnicas de atomización de la muestra

Instrumentación para la absorción atómica Técnicas analíticas de absorción atómica Ejercicios de aplicación

ESPECTROMETRA DE ABSORCION EN EL INFRARROJO

Introducción Teoría de la espectrometría de absorción en el infrarrojo Cambios en el dipolo durante las vibraciones y rotaciones Transiciones rotacionales Transiciones vibracionales/rotacionales Tipos de vibraciones moleculares Modelo mecánico de la vibración de tensión de una molécula diatómica Energía potencial de un oscilador armónico Frecuencia de vibración Vibraciones moleculares Tratamiento cuántico de las vibraciones Modos de vibración

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INSTRUMENTOS DE INFRARROJO Fuentes y detectores de radiación en el infrarrojo

Instrumentos dispersivos Instrumentos no dispersivos

Espectrómetros de trasformadas de Fourier Ejercicios de aplicación

APLICACIONES DE LA ESPECTROMETRIA EN EL INFRARROJO Manipulación de la muestra Análisis cualitativo Aplicaciones cuantitativas METODOS CONDUCTIMETRICOS

Introducción Conductancia electrolítica Titulaciones conductimétricas Aplicaciones de las medidas de conductancia directas Ejercicios de aplicación

METODOS POTENCIOMETRICOS

Introducción Celdas electroquímicas Conducción en una celda Transferencia de masa en celdas

Celdas galvánicas y electrolíticas Ánodos y cátodos Celdas sin uniones liquidas Representación esquemática de las celdas Potenciales en celdas electroanalíticas Dinámica de los potenciales de celdas Potenciales de unión liquida Potenciales de electrodo Electrodos de referencia Electrodo de calomelanos Electrodos de plata/cloruro de plata Electrodos indicadores metálicos Electrodos indicadores de membrana

Potencial de electrodo Medida de los potenciales de electrodo Potenciales de celda

Corrientes en celdas electroquímicas Ejercicios de aplicación

METODOS DE SEPARACION Introducción a las separaciones cromatográficas Clasificación de los métodos cromatográficos Cromatografía de elución en columna Velocidades de migración de los solutos Ensanchamiento de banda y eficacia de la columna Variables críticas que influyen en el ensanchamiento de banda Optimización de la eficacia de la columna Aplicaciones de la cromatografía Cromatografía de líquidos de alta eficacia

Cromatografía de gases Ejercicios de aplicación

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_______________________________________________________________Práctica N°:

1 ESPECTROSCOPÍA DE EMISION I

1.1 OBJETIVOS

Examinar y operar el espectroscopio de Bunsen.

Observar espectros continuos y espectros de líneas.

Manejar tablas de información espectroscópica.

Conocer y manejar un espectrofotómetro de emisión

Analizar la concentración de Na y K en varias muestras.

1.2 TEORIA

1.2.1 Fundamento Los elementos químicos tienen la propiedad de emitir espectros de líneas características cuando se someten a diferentes formas de excitación (llama, arco, chispa, descarga). Estas líneas de emisión son útiles para fines analíticos ya que a medida que aumenta la concentración de dichos elementos las líneas de emisión también aumentan. Para determinar la concentración de un analito en particular es necesario métodos de estandarización con patrones. El método de estandarización más común utiliza varios patrones externos que se analizan independientemente de la muestra, la intensidad de emisión es proporcional a la concentración, por lo tanto se pueden construir curvas de calibración para estos elementos como E vs C.

1.2.2 Consulta

Fundamento de la emisión atómica.

Espectros de bandas, continuos y discretos.

Tipos de compuestos químicos que forman las diferentes clases de espectros.

Valores normales de los principales cationes en el agua potable.

Limitaciones de las mediciones cuantitativas por fotometría de emisión de llama.

1.3 METODOLOGÍA

1.3.1 Materiales y reactivos

- Espectroscopio de Bunsen - Espectrofotómetro de emisión atómica (Flapho 4 ó PerkinElmer AA200) - Lámpara de sodio - Lámpara de Tungsteno - Lámpara fluorescente - Soluciones de metales (Sr, Li, K, Ba, Ca). - Soluciones patrón de Na y K - Agua tipo I - Balones volumétricos - Tubos Nessler

1.3.2 Procedimiento

Parte A

Observar el espectroscopio de Bunsen, examinar sus partes y su funcionamiento.

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Encender la lámpara de sodio y situarla frente a la rendija de entrada del espectroscopio. Buscar la línea amarilla intensa que debe encontrarse alrededor de los 590 nm. Ubicar la línea en el centro del ocular y determinar si en la escala de longitudes de onda, se marcan los 589nm, si no coincide la longitud de onda entonces el aparato se halla descalibrado y es necesario volverlo a calibrar según indicaciones.

Encender la lámpara de tungsteno y colocarla justo frente a la rendija de entrada del espectroscopio. Observar y anotar las longitudes de onda de los diferentes colores que forman la luz blanca. Hacer un gráfico. Observar con la lámpara de mercurio en la rendija lateral.

Encender la lámpara fluorescente y ubicarla frente a la rendija de entrada, observar y anotar.

Introducir las diferentes soluciones en el quemador del fotómetro de llama y observar la intensidad de las líneas de emisión del elemento químico.

Parte B

Soluciones stock: A partir de reactivos NaCl y KCl químicamente puros, preparar soluciones de 500 ppm de Na y 500 ppm de K (para todas éstas soluciones utilizar agua tipo I)

A partir de la solución stock preparar las soluciones de la siguiente tabla:

Tabla 1-1 Soluciones estándar de cloruro de sodio y cloruro de potasio

Na+ (ppm) K+ (ppm)

0.4 0.4

0.8 0.8

1.2 1.2

1.6 1.6

2.0 2.0

Leer el porcentaje de Emisión, de cada estándar según indicaciones del ayudante y posteriormente leer los valores de emisión de cada muestra.

Muestras a analizar: - Agua potable - Agua mineral - Agua envasada - Agua destilada de gasolinera

Con los valores de emisión obtenidos para los estándares preparar una curva de calibración (%E vs C) e interpolar el valor de las muestras.

1.4 TABLAS DE DATOS

1.4.1 Espectro continúo de una lámpara de tungsteno.

4000 7500 -> 0 , A

COLOR Rango de aprox.

Rojo

Anaranjado

Amarillo

Verde

Azul

Violeta

10

1.4.2 Espectro de líneas emitido por una lámpara de sodio.

Longitud de onda Å Color de línea Intensidad (débil; media; intensa)

1.4.3 Espectro de una lámpara fluorescente.


1.4.4 Espectro de la lámpara de mercurio.


1.4.5 Espectros de líneas de los varios elementos químicos.

Elemento Longitud de onda Å Color de línea Intensidad (débil; media; intensa)

Tabla 1-2 Valores de emisión de soluciones estándar de sodio

St. Concentración

(ppm) Emisión (leída)

Emisión (ajustada)

0 0.4

1 0.8

2 1.2

3 1.6

4 2.0

Muestra

Para encontrar las emisiones corregidas, aplicar la ecuación de regresión

lineal

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Tabla 1-3 Valores de emisión de soluciones estándar de potasio

St. Concentración


Emisión (ajustada)

0 0.0

1 0.4

2 0.8

3 1.2

4 1.6

5 2.0

Muestra Para encontrar las emisiones corregidas, aplicar la ecuación de regresión

lineal

1.5 CÁLCULOS Y RESULTADOS

1.5.1 Determinación de Na+ y K+ por el método de curva de calibración. Por mínimos cuadrados determinar la recta de regresión de la señal analítica (S), que en

este caso será la emisión, versus concentración de analito acorde a la forma y = a + bx, determinar la sensibilidad de calibrado (ks) y obtener la ecuación:

S = S0 + ksC

Con la curva de mejor ajuste interpolar de forma gráfica y matemática la concentración de sodio y potasio en la muestra de agua.

Obtener la desviación estándar de la correlación (Sy/x) y determinar el límite de detección (LD) del método para cada analito.

√∑ ̂

Reportar los resultados de concentración de sodio y potasio en las unidades que se indican en la siguiente tabla:

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Tabla 1-4 Concentración de Na y K en las muestras

Agua potable Agua mineral Agua envasada Agua

destilada

ppm Na

%P/V Na

meq/10ml Na

Kg/m3Na

ppm NaCl

%P/V NaCl

meq/10ml NaCl

Kg/m3NaCl

ppm Na2SO4

%P/V Na2SO4

meq/10ml Na2SO4

Kg/m3 Na2SO4

ppm K

%P/V K

meq/10ml K

Kg/m3 K

ppm KCl

%P/V KCl

meq/10ml KCl

Kg/m3KCl

ppm K2SO4

%P/V K2SO4

meq/10ml K2SO4

Kg/m3 K2SO4

1.6 CUESTIONARIO

1.6.1 Consulte las tablas e incluya un cuadro con las líneas de emisión más intensas de los elementos analizados.

1.6.2 Haga un diagrama de los niveles orbitales del sodio que explique el origen de sus principales líneas de emisión.

1.6.3 ¿Para cuál de los dos elementos es mejor el método y por qué?

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1.7 DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

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1.8 BIBLIOGRAFÍA

[1]. RUBINSON, K. (2001). Análisis Instrumental. Prentice – Hall. Madrid. p. 390–392. [2]. SKOOG, D. y LEARY, J. (1994). Análisis Instrumental 4ta. Edición. Mc Graw – Hill. Madrid. p.

227–243. [3]. SKOOG, D., HOLLER, J. y NIEMAN, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental 5ta. Edición.

Mc Graw – Hill. Madrid. p. 219–223. [4]. WILLARD, H., MERRITT, L. y DEAN, J. (1981). Métodos Instrumentales de Análisis. Continental.

México. p. 383–387. [5]. AYRES, G.(1970). Análisis Químico Cuantitativo 2da Edición.Harla. México. p. 260–261, 502–

506. [6]. MELOAN, C. y KISER, R. (1973). Problemas y experimentos en Análisis Instrumental. Reverte.

México. p. 65–67. [7]. SKOOG, D. y WEST, D.(2001). Química Analítica 7ma. Edición. Mc Graw – Hill. México. p. 166–

171.

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Práctica N°:

2 FOTOMETRIA DE EMISION DE LLAMA II

2.1 OBJETIVOS

Determinar potasio en agua potable por el mediante una curva de calibración estándar.

Determinar potasio en agua potable por el método de adición de estándar a volumen constante.

Comparar los resultados obtenidos por los dos métodos.

2.2 TEORIA

2.2.1 Fundamento

Las señales analíticas pueden ser medidas utilizando equipos e instrumentos que hayan sido calibrados de tal forma que se eliminen los errores sistemáticos. Cuando la composición de una muestra es desconocida o compleja, se afecta su señal analítica por los otros componentes de la muestra produciéndose el llamado “efecto de matriz”, cuando éste es considerable debido a la complejidad de la muestra, puede emplearse el método de adición de estándar. En el método de la adición de patrón o estándar se añaden cantidades conocidas de una solución estándar a la muestra problema cuyo analito se desea determinar, como en el caso de las curvas de calibración con patrones externos, el método requiere una respuesta lineal de la señal analítica frente a su concentración. La adición de estándar a volumen constante emplea varias alícuotas iguales de patrón de diferentes concentraciones.

2.2.2 Consulta Tipos de llamas utilizados en la espectroscopía atómica

Atomizadores de llama

Diseño de los fotómetros de emisión

Obtención de curvas de calibrado por los métodos de estándar externo e interno.

2.3 METODOLOGÍA


– Espectrofotómetro de emisión atómica “Perkin Elmer AA200” – Compresor de aire – Cilindro de gas butano-propano – Cilindro de Gas de acetileno grado extra puro para AA – Cilindro de gas de Óxido Nitroso grado extra puro para AA – Balanza analítica – Vasos de precipitación – Bureta – Balones aforados – Pipetas – KCl – Agua tipo I

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2.3.2 Procedimiento

A partir de reactivo KCl químicamente puro, preparar 100 ml de solución stock de 500 ppm de K+.

A partir de la solución stock preparar las siguientes soluciones de K+: 0.4, 0.8, 1.2, 1.6 y 2.0 ppm.

Ajustar el monocromador del equipo a una longitud de onda de 766.5 nm

Leer el porcentaje de Emisión, y posteriormente leer los valores de emisión de las muestras de agua.

Con los valores obtenidos de emisión de los estándares preparar una curva de calibración e interpolar el valor de las muestras.

Para el método de adición estándar, en un juego de matraces volumétricos o tubos Nessler preparar la serie de estándares indicados en la tabla 2 - 2

2.4 TABLAS DE DATOS

Tabla 2-1 Valores de emisión de soluciones de Potasio mediante método de

curva de calibrado

St. Concentración


Emisión (ajustada)

0 0.0

1 0.4

2 0.8

3 1.2

4 1.6

5 2.0

Muestra

Tabla 2-2 Valores de emisión de soluciones de potasio obtenidos por el

método de la adición del estándar

St. Muestra

(ml) Volumen añadido (vol. Final 25ml)

Emisión (leída)

Emisión (ajustada)

0 10 + 15ml del estándar de 0.0 ppm






2.5 CALCULOS Y RESULTADOS

2.5.1 Determinación de K+ por el método de curva de calibración. Por mínimos cuadrados determinar la recta de regresión de la señal analítica (S), que en

este caso será la emisión, versus concentración de analito acorde a la forma y = a + bx, determinar la sensibilidad de calibrado (ks) y obtener la ecuación:

S = S0 + ksC

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Con la curva de mejor ajuste interpolar de forma gráfica y matemática la concentración de potasio en la muestra de agua.

Obtener la desviación estándar de la correlación (Sy/x) y determinar el límite de detección (LD) del método

√∑ ̂

2.5.2 Cálculo de la concentración de K+ por el método de adición del estándar. Para el cálculo por el segundo método realizar un gráfico que relacione la señal analítica

(S) con la concentración de estándar añadido (C).

Obtener la recta de mejor ajuste también de la forma y = a + bx y determinar los valores de la pendiente (b) y ordenada (a).

Con el volumen de la muestra (Vx), los valores de las constantes a y b y el volumen del estándar (Vs), determinar la concentración de sodio en la muestra, la señal analítica (S) en este caso también será la emisión de la muestra.

2.5.3 Comparación de métodos

Sobre la base de los resultados indicar cuál método es el de mayor exactitud y por qué.

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2.7 BIBLIOGRAFÍA

[1]. HARRIS, DANIEL (2007). Análisis Químico Cuantitativo 3ª. edición. Editorial Reverté, S.A. p. 80 – 98.

[2]. SKOOG, D. y LEARY, J. (1994). Análisis Instrumental 4ta. Edición. Mc Graw – Hill. Madrid. p. 187–189, 241–245.

[3]. SKOOG, D., HOLLER, J. y NIEMAN, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental 5ta. Edición. Mc Graw – Hill. Madrid. p. 16–19, 222–225.

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Práctica N°:

3 FOTOMETRIA DE EMISION DE LLAMA III

3.1 OBJETIVOS

Determinar sodio en agua potable por el mediante una curva de calibración estándar

Determinar sodio en agua potable por el método de adición de estándar a concentración constante.

Comparar los resultados obtenidos por los dos métodos.

3.2 TEORIA

3.2.1 Fundamento

Se pueden producir diferencias significativas en los resultados obtenidos en las determinaciones de una sustancia utilizando diferentes métodos de trabajo. El método de la adición de estándar es un tipo de estandarización, en el cual, se añaden cantidades de una disolución patrón a alícuotas de la muestra. Para reducir el “efecto matriz”, la forma más común de aplicar este método implica la adición de diferentes volúmenes de una disolución patrón de concentración conocida a varias alícuotas de la muestra del mismo tamaño.

3.2.2 Consulta Tipos de llamas utilizados en la espectroscopía atómica

Atomizadores de llama

Diseño de los fotómetros de emisión

3.3 METODOLOGÍA


– Espectrofotómetro de emisión atómica “Perkin Elmer AA200” – Compresor de aire – Cilindro de gas butano-propano – Cilindro de Gas de acetileno grado extra puro para AA – Cilindro de gas de Óxido Nitroso grado extra puro para AA – Balanza analítica – Vasos de precipitación – Bureta – Balones aforados – Pipetas – NaCl – Agua tipo I

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3.3.2 Procedimiento

A partir de reactivo NaCl químicamente puro, preparar 100.00 ml de solución madre de 500 ppm de Na+.

Tomar una muestra de agua y dependiendo de la cantidad de sodio presente realizar las diluciones respectivas, en muestras de agua embotellada se recomienda realizar una dilución 1:10 para el análisis.

A partir de la solución madre preparar una solución stock de 10 ppm de Na+

Ajustar el monocromador a una longitud de onda de 589.6 nm y leer el porcentaje de Emisión, posteriormente leer el valor de emisión de la muestra de agua.

Con los valores obtenidos de emisión de los estándares preparar una curva de calibración e interpolar el valor de la muestra de agua.

Para el método de adición estándar, en un juego de matraces volumétricos o tubos Nessler preparar una solución de 10 ppm de Na+ y de ésta añadir 4.00, 8.00, 12.00, 16.00 y 20.00 mL de estándar a 10.00 mL de muestra de agua diluida y aforar a 100.00 mL.

3.4 TABLAS DE DATOS

Tabla 3-1 Valores de emisión de soluciones de sodio mediante método de

curva de calibración

St. Concentración


Emisión (ajustada)

0 0.0

1 0.4

2 0.8

3 1.2

4 1.6

5 2.0

Muestra

Tabla 3-2 Valores de emisión de soluciones de sodio obtenidos por el método

de la adición del estándar

St. Muestra

(mL)

Volumen de Na+ añadido

(mL)

Volumen final (mL)

Emisión (leída)

Emisión (ajustada)

0 10.00 0.00 100.00

1 10.00 4.00 100.00

2 10.00 8.00 100.00

3 10.00 12.00 100.00

4 10.00 16.00 100.00

5 10.00 20.00 100.00


3.5.1 Determinación de Na+ por el método de curva de calibración. Por mínimos cuadrados determinar la recta de regresión de la señal analítica (emisión)

versus concentración de analito acorde a la forma y = a + bx, determinar la sensibilidad de calibrado (ks) y obtener la ecuación:

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S = S0 + ksC

Con la curva de mejor ajuste interpolar de forma gráfica y matemática la concentración de sodio en la muestra de agua.

Obtener la desviación estándar de la correlación (Sy/x) y determinar el límite de detección (LD) del método

√∑ ̂

3.5.2 Cálculo de la concentración de Na+ por el método de adición del estándar. Para el cálculo por el segundo método realizar un gráfico que relacione la señal analítica

(S) con el volumen de estándar añadido (V).

Obtener la recta de mejor ajuste también de la forma y = a + bx y determinar los valores de la pendiente (b) y ordenada (a).

Con el volumen de la muestra (Vx), los valores de las constantes a y b y la concentración del estándar (Cs), determinar la concentración de sodio en la muestra, la señal analítica (S)

en este caso también será la emisión de la muestra.

3.5.3 Comparación de métodos

¿Cuál método es el de mayor exactitud y por qué?

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___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

3.7 BIBLIOGRAFÍA

[1]. HARRIS, DANIEL (2007). Análisis Químico Cuantitativo 3ª edición. Editorial Reverté, S.A. p. 80 – 98.

[2]. SKOOG, D. y LEARY, J. (1994). Análisis Instrumental 4ta. Edición. Mc Graw – Hill. Madrid. p. 187–189, 241–245.

[3]. SKOOG, D., HOLLER, J. y NIEMAN, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental 5ta. Edición. Mc Graw – Hill. Madrid. p. 16–19, 222–225.

22

Práctica N°:

4 ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION ATOMICA

4.1 OBJETIVOS

Examinar y operar el espectrofotómetro de Absorción Atómica PERKIN ELMER modelo AANALYST1200 y sus correspondientes accesorios.

4.2 TEORIA

4.2.1 Fundamento

Existe una relación lineal entre la absorción de la radiación por los átomos en el estado fundamental que se encuentran en una llama y la concentración de los mismos. Por medio de las curvas de calibración A vs. C es posible determinar la concentración de iones metálicos en cualquier muestra.

4.2.2 Consulta

Espectrofotometría de Absorción Atómica

Relación entre la Absorción de la radiación y la concentración de los metales en una llama.

Diseño y funcionamiento de los instrumentos

Tabla 4-1 principales líneas de emisión del cobre

(nm)

Rendija espectral (nm)

Rango óptimo de Trabajo (mg/ l)

Sensibilidad Típica (mg/ l)

324,7 0,2 2 – 8 0,04

327,4 0,2 6 – 24 0,14

217,9 0,2 15 – 60 0,33

218,2 0,2 10 – 80 0,44

222,6 0,1 70 – 280 1,5

249,2 0,5 200 – 800 4,9

244,2 1,0 500 – 2000 11,2

CONDICIONES DE TRABAJO:

1= 324.75nm

Rendija mecánica: 0,10 mm Rendija espectral: 0,15 mm Corriente lámpara: 5mA Tres Pasos Filtros : ninguno Llama : C2H2-Aire Característica de llama: azul

23

4.3 METODOLOGÍA


- Espectrofotómetro de Absorción Atómica Perkin Elmer - Según instrucciones del método normalizado

4.3.2 Procedimiento PROTOCOLO DE OPERACIÓN DEL ESPECTROFOTOMETRO DE ABSORCION ATOMICA MARCA PERKIN ELMER AAnalyst 200

1. Revisar purga de compresor de aire, verificar que esté cerrado. 2. Leer el manómetro del compresor de aire, si la presión es inferior a 10 psi se encenderá

automáticamente al momento de abrir la llave del acetileno. 3. Conectar el equipo y el compresor al estabilizador de voltaje (cortapicos o UPS), que

debe estar conectado a la red eléctrica. 4. Encender el estabilizador. 5. Abrimos la llave del tanque de acetileno. 6. Abrir la compuerta del panel de control. 7. Buscar el botón de encendido (power 0 / 1), que se encuentra en la parte inferior

izquierda. Esperar 5 minutos aproximadamente hasta que inicie el equipo. 8. Se desplegará una ventana de dialogo solicitando elegir la técnica a usar, seleccionar

llama y activar el botón de detalles y desplegar la pantalla de diagnóstico, verificar que todos los parámetros estén en OK excepto el de la presión de N2O y C2H2, pulsar el botón de aceptar, se cerrara la ventana de diagnóstico.

9. En la pantalla de inicio pulsar aceptar. 10. Instalar la lámpara de cátodo hueco, (si se usa de otra marca varian usar el adaptador

correspondiente) introducir la lámpara en el socket correspondiente haciendo coincidir el plug de energia.

11. Si se usa adaptador verificar que el adaptado de vidrio tubular esté completamente introducido. Conectar el plug de la lámpara.

12. Con el lápiz óptico de color azul, desplegar en la pantalla la interfaz de lámpara. 13. Con el lápiz óptico pulsar el botón, “instalar lámparas”, en la ventana desplegada. En

lámparas Perkin Elmer el equipo reconocerá automáticamente el elemento, tipo de lámpara y corriente. En lámparas Varian verificar en la ficha técnica de la lámpara la corriente recomendada. Pulsar en el espacio de elemento y seleccionar el elemento a usar, seleccionar aceptar. Pulsar el espacio correspondiente a corriente y desplegar la ventana corriente, introducir la corriente recomendada, cuidando no sobrepasar el máximo permitido y pulsar aceptar. En la ventana instalar lámparas activar la lámpara seleccionada y pulsar aceptar. Los parámetros de longitud de onda y ranura quedaran automáticamente seleccionados por defecto, si se necesita cambiar estos parámetros desplegar las ventanas correspondientes.

14. Configurar la intensidad de señal de la lámpara moviendo las perillas blancas del panel de control hasta encontrar la máxima intensidad de señal. Una vez terminado este proceso ir a la siguiente interface.

15. Con el lápiz óptico pulse el botón “configurar instrumento”, el equipo inmediatamente emitirá un ruido indicándonos esto que empieza a mover el monocromador para establecer las condiciones antes señaladas de longitud de onda, ancho de banda, elemento elegido e intensidad de la corriente de la lámpara.

16. Hasta que el equipo configure las condiciones espectrofotométricas de análisis, pulsamos el botón de la parte inferior, “Parámetros”, en la cual observaremos dos botones más, “Espectrofotómetro” y “Calibración”, para lo cual pulsaremos primero calibración y en cada una de las celdas que aparecerán se introducirá las concentraciones exactas de los estándares tan solo, no del blanco ya que el blanco se

24

lo analiza en la botón de “Analizar”. 17. Con el lápiz óptico pulsamos en el botón de “Llama”. Fijándo los parámetros de

velocidad de flujo de los gases de acuerdo a la técnica usada. En esta interfaz verificamos los principales parámetros de análisis, pulsando el botón “Interbloqueos”, se desplegara una ventana indicándonos el estado de cada uno, si todos los parámetros de análisis de nuestro interés se encuentran marcados con visto, pulsamos aceptar, de lo contrario, solucionamos el parámetro de análisis que este bloqueado y pulsamos actualizar, recuerde que estos parámetros corresponden a sensores que tiene el equipo en cada punto crítico. Luego de la verificación, encienda el motor extractor de gases que se encuentra al lado izquierdo del equipo, es un interruptor que se encuentra en la pared, con el lápiz óptico pulse el botón de encendido que se encuentra junto al de interbloqueos para encender el mechero.

18. Con el lápiz óptico pulse el botón de analizar y posterior a esto introduzca el capilar del nebulizador en el blanco que se usará en la técnica de análisis, luego pulse con el lápiz óptico el botón “blanco”, no retirar el balón del capilar hasta observar que en la esquina superior derecha nos indique la finalización de la medición una barra de color verde, de igual forma se hará con cada uno de los estándares, pulsando el botón de “estándar” y finalmente el botón “muestra”, cuando se pulse el botón de muestra el equipo indicará la concentración de la muestra analizada en las unidad elegida en la programación.

19. IMPORTANTE: Luego de terminar el análisis, pulsar el botón “Llama”, inmediatamente después pulsar el botón de apagado que se encuentra junto al de interbloqueos para apagar la llama. Luego pulso el botón “configurar instrumento” y posteriormente pulso “instalar lámparas” y apago la lámpara. En seguida se abre la compuerta del panel de control, retiramos la lámpara del socket con cuidado y buscamos el botón de encendido (power 0 / 1), que se encuentra en la parte inferior izquierda y apagamos el equipo. Finalmente cerramos la llave del tanque de acetileno y desconectamos el equipo de la red eléctrica.

4.4 TABLA DE DATOS

Tabla 4-2 Valores de absorción atómica de varias soluciones estándar y

muestra

Estándar Concentración Absorción

0 0.0

1 2.0

2 4.0

3 6.0

4 8.0

Muestra


4.5.1 Calculo de la cantidad de reactivos y volúmenes de solución necesarios para preparar las soluciones patrón y estándar de la curva de calibración.

4.5.2 Ajuste de los datos experimentales obtenidos a rectas del tipo: y = a + b x y = k x (1) A = a + bC (2) A = k C

25

A = absorbancia atómica C = concentración a, b, k = constantes

4.5.3 Valores ajuste de absorbancia utilizando las ecuaciones (1) y (2): Cu g/ml 2 A.exp. A.ajust.(1) A.ajust.(2)

4.5.4 Determinación de Cu++ por el método de curva de calibración. Por mínimos cuadrados determinar la recta de regresión de la señal analítica (S), que para

este caso será la absorbancia atómica, versus concentración de analito según el modelo para recta y = a + bx, determinar la sensibilidad de calibrado (ks) y obtener la ecuación:

S = S0 + ksC


Obtener la desviación estándar de la correlación (Sy/x) y determinar el límite de detección (LD) del método.

√∑ ̂

4.6 CUESTIONARIO

4.6.1 Aplicaciones de la absorción atómica, limitaciones, ventajas y desventajas sobre otros métodos

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___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

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___________________________________________________________________________

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___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

4.8 BIBLIOGRAFÍA


245–268. [3]. SKOOG, D., HOLLER, J. y NIEMAN, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental 5ta. Edición.

Mc Graw – Hill. Madrid. p. 227–239. [4]. VARIAN TECHTRON. Analytical Methods for flame Spectroscopy. p. 9/72.

27

Práctica N°:

5 ABSORCIÓN ATÓMICA II

Análisis de hierro en muestras de harina

5.1 OBJETIVOS:

Aplicar una digestión ácida en muestras de alimentos

Cuantificar Fe, en muestras de harina

5.2 TEORIA 5.2.1

5.2.2 Fundamento:

La digestión húmeda se trata de una técnica no de cuantificación sino de tratamiento de las muestras previo a su cuantificación mediante un método, en este caso el método de análisis será mediante AAS, por tanto los metales que pueden ser analizados necesitan primero ser liberados de la matriz, por ejemplo, si se desea analizar una muestra de harina, tejidos de plantas o sangre humana, los metales presentes en dichas muestras deben ser separados de la materia orgánica de la que forman parte, la digestión húmeda o digestión ácida hace que estos metales al reaccionar con ácidos formen sales totalmente solubles en agua, lo que hace que puedan extraerse del medio en forma acuosa.

5.2.3 Consulta:

Valores normales de hierro, calcio, magnesio, potasio, sodio, Cromo, Cobre, Arsénico, Plomo, Mercurio en harinas.

Concentraciones normales de manganeso, magnesio, hierro, potasio, sodio en plantas

Digestión húmeda, digestión seca, digestión por microondas.

5.3 METODOLOGÍA

5.3.1 Materiales y reactivos:

– Espectrofotómetro de absorción atómicaPerkinElmer AA200 – Lámparas de cátodo hueco de varios elementos – Soluciones estándar de Fe – Pipetas volumétricas – Balones volumétricos – Vasos de precipitación – Juego de Tubos Nessler – Equipo de reflujo – Papel filtro cuantitativo – Agua desionizada (Tipo I) – Ácido Clorhídrico p.a. 37% – Ácido nítrico 68% p.a. – Ácido Perclórico p.a.

5.3.2 Procedimiento:

Tarar un crisol en estufa a 140°C hasta peso constante, una vez tarado, preservar en

28

un desecador.

Pesar en el crisol tarado con exactitud de +0.1 g alrededor de 2,5 g de muestra de harina. En una sorbona carbonizar la muestra en el crisol a fuego directo, usando un mechero, hasta que deje de salir humo.

Las muestras carbonizadas llevar a calcinación a temperatura de entre 500 – 600 oC, en mufla por 2 horas, hasta observar cenizas de color gris o ligeramente blanco, caso contrario añadir de 3 a 5 gotas de ácido nítrico concentrado, evaporar en la sorbona y volver a calcinar por 30 minutos, luego dejar enfriar, pesar y anotar el peso.

Luego del proceso adecuado de calcinación, en la sorbona y con el material adecuado de protección, en el crisol añadir 1 mL de ácido nítrico concentrado, 2 mL de ácido clorhídrico concentrado y 1 mL de agua destilada.

Filtrar y aforar con agua destilada en un matraz volumétrico de 100 mL.

Preparar una serie de estándares de acuerdo a las indicaciones del Analytical Method for Flame Espectroscopy, usando soluciones stock de 1000 ppm.

Fijar las condiciones espectrofotométricas de análisis en el equipo, para el hierro.

Realizar la lectura de estándares y muestra.


5.4.1 Determinación de Fe por el método de curva de calibración. Por mínimos cuadrados determinar la recta de regresión de la señal analítica (absorbancia)

versus concentración de analito acorde a la forma y = a + bx, determinar la sensibilidad de calibrado (ks) y obtener la ecuación:

S = S0 + ksC


Obtener la desviación estándar de la correlación (Sy/x) y determinar el límite de detección (LD) y el límite de cuantificación (LQ) del método

√∑ ̂

29

Tabla 20-1 Resultados para muestras de harina.

5.5 DISCUSION Y CONCLUSIONES: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.6 BIBLIOGRAFÍA:

[1]. MÉTODOS ESTANDARIZADOS EPA, EPA 1999 (CD de aplicaciones de la presente guía).

[2]. VARIAN TECHTRONIC, 1977, LIBRO DE APLICACIONES Y ESTÁNDARES PARA ESPECTROFOTOMETRÍA DE ABSORSIÓN ATÓMICA.

[3]. Perkin Elmer AAnalyst 1200 “COOKBOOK” (incluye en el software de manejo del equipo)

Muestra: (harina o planta)

RESULTADO:

mg.g-1

g.kg-1

Kg.T-1

mg.ml-1

%P/V

%P/P

Ppm

30

Práctica N°:

6 ABSORCIÓN ATÓMICA III USO DE LA CORRECIÓN DE BACKGROUND DE DEUTERIO EN EL ANÁLISIS DE ZINC

6.1 Objetivos:

Determinar el efecto que se produce sobre la señal analítica al aplicar la corrección de background.

Determinar ventajas o desventajas del efecto de corrección de fondo.

6.2 Teoría

6.2.1 Fundamento:

El deuterio es un elemento que emite radiación electromagnética en todo el espectro ultravioleta desde los 190 a los 380nm. La corrección de background por deuterio permite obtener una mejor y más real señal analítica debido a las interferencias espectrales que puedan presentarse durante el análisis y dependiendo del analito que esté en estudio.

6.2.2 Consulta:

El efecto Ziemann

Qué es la corrección de fondo o Background

Análisis donde se debe utilizar la corrección de fondo

6.3 Metodología:


– Espectrofotómetro de absorción atómica Perkin Elmer AAnalyst 1200 – Lámpara de cátodo hueco de Zinc – Solución estándar de 1000 mg/L de Zn – Matraces Erlenmeyers – Agua desionizada (tipo I) – Aire y acetileno grado analítico


Optimizar y alinear el mechero de 10 cm para aire-acetileno

Ir a modo AA en el equipo, colocar la lámpara de Zn y optimizarla con corriente y slit adecuados y 213,9 nm, deje calentar la lámpara.

Programar método de Zn con tres réplicas por muestra y tres segundos de integración, ingresar concentración de estándar de 1000 mg/L

Ir al modo continuo del instrumento y encerar el equipo, LA LLAMA DEBE ESTAR APAGADA, la absorbancia debe estar cerca de cero.

Encender el browler y la llama con los flujos adecuados y SIN ASPIRAR NINGUNA SOLUCIÓN registre el valor de absorbancia.

Encerar el instrumento aspirando agua desionizada

Aspirar el estándar de 1000 mg/L DE Zn, REGISTRAR EL VALOR DE ABSORBANCIA.

31

Ir a modo de análisis y autoencerar, calibrar con el estándar y después medir una muestra, registrar la concentración y absorbancia de la muestra.

Apagar la llama.

IR A MODO BG (BACKGROUND) en este punto únicamente debe estar encendida la lámpara de deuterio, permita calentar la misma por cinco minutos.

Autoencere el instrumento con la llama apagada, ENCIENDA LA LAMA Y REGISTRE LA ABSORBANCIA.

Encerar con la llama prendida, leer el estándar y REGISTRAR LA ABSORBANCIA.

Aspire la muestra y REGISTRE LA ABSORBANCIA

Apagar la llama.

Preparar un método de Zn en modo AA-BG, usando tres réplicas con tres segundos de integración, ingresar la concentración del estándar de 1000 mg/L.

Ir a modo continuo y encerar con la llama apagada, asegurarse que la absorbancia esté cerca de cero.

Encender la llama de aire-acetileno y SIN ASPIRAR NINGUNA SOLUCIÓN REGISTRE EL VALOR DE ABSORBANCIA.

Encerar el instrumento con agua desionizada, aspirar luego el estándar de 1000 mg/L de Zn, REGISTRAR LA ABSORBANCIA.

Ir al modo Análisis del equipo, encerar con agua desionizada, calibrar con el estándar y luego leer la muestra, REGISTRAR LOS VALORES DE ABSORBANCIA Y CONCENTRACIÓN DE LA MUESTRA.

Apagar la llama, purgar los gases, apagar las lámparas y apagar el equipo.

6.3.3 Cálculos yresultados:

Tabla 21-1 Resultados de las mediciones

ABSORBACIA MUESTRA

AA BG AA-BG

Lámpara de deuterio ---------------

Lámpara de Zn

Estándar de Zn

Muestra de Zn

Llama

Concentración de la muestra

6.4 Cuestionario:

[1]. Compare los valores de absorbancia de la muestra en los tres modos (AA, BG, AA-BG) ¿Cómo se relacionan entre ellos?

[2]. ¿Por qué la llama sola produce una señal, cómo afectaría esto en sus análisis? [3]. ¿Por qué el estándar de Zn tiene valor cero en modo BG? [4]. ¿Cuál es el mejor modo de operación para el análisis de una muestra

desconocida? (justifique)


___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Bibliografía: Perkin Elmer, Métodos de Análisis

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________________________________________________________________Práctica N°

7 ESPECTROFOTOMETRIA INFRARROJA

7.1 OBJETIVOS

Examinary operar el Espectrofotómetro de transformadas de FourierVarian 660

Examinar el Espectrofotómetro infrarrojo dispersivoBeckman "IR 18-A"

Calibrar el equipo

Obtener espectros IR de substancias sólidas en forma de película.

Obtener espectros de sustancias líquidas.

Obtener espectros sólidos en suspensión con nujol.

7.2 TEORIA

7.2.1 Fundamento

La espectroscopia IR es una técnica analítica que permite fundamentalmente realizar determinaciones cualitativas de compuestos principalmente orgánicos, debido a las interacciones que se producen entre las radiación electromagnética de estas longitudes de onda y los principales enlaces atómicos.

7.2.2 Consulta

Fundamento y aplicaciones de la absorción IR.

7.3 METODOLOGÍA

7.3.1 Materiales y Reactivos – Espectrofotómetro FT-IR “Varian 660 FT-IR Spectrometer” – Mortero de ágata – Celdas de NaCl – Frascos goteros – Cloranfenicol – Acetona anhidra – Poliestireno – Metanol – Nujol – Prensa para pastillas

7.3.2 Procedimiento

Obtener el espectro IR de una película de poliestireno, para la calibración del espectrofotómetro.

Obtener los espectros IR de las diferentes sustancias para lo cual se debe seguir

cuidadosamente las instrucciones que se darán en el desarrollo de la práctica.

33

7.4 TABLA DE DATOS Tabla 7-1Calibración del instrumento: Espectro del poliestireno

Número de pico

tabulado, cm-1

exp, cm-1 Diferencia

1

2

3

4

5

6

8

9

10

4000 - 2000cm-1 (± 10cm-1)* 2000 - 600cm-1 (± 5cm-1)* *Variaciones que se pueden aceptar para concluir que el aparato está calibrado. Actualmente, el software

incluido en los equipos determina la autocalibración del mismo y su estado de aprobación o rechazo de

dicho procedimiento


7.5.1 Interpretación de los espectros

Espectro del poliestireno. (Incluir la fórmula desarrollada del compuesto.

Incluir en los siguientes cuadros los datos de las bandas más importantes y características. Compuesto: Tabla 7-2Tipos de vibraciones moleculares asociadas a los grupos funcionales

Nº de pico

, cm-1 Intensidad y forma de

la banda Grupo de átomos

involucrados Tipo de vibración

Espectro del poliestireno

Espectro del nujol + cloranfenicol

Espectro del metanol

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___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

7.7 BIBLIOGRAFÍA


296306. [3]. SKOOG, D., HOLLER, J. y NIEMAN, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental 5ta. Edición.

Mc Graw – Hill. Madrid. p. 409–412, 417–419. [4]. WINGROVE, A. y CARET, R. (1981). Química Orgánica.Harla. México. p. 563–571. [5]. MERCK. Uvasol disolventes para espectroscopia. p. 12, 38, 90, 132, 170, 184.

35

_________________________________________________________________Práctica N°:

8 ESPECTROFOTOMETRIA INFRARROJA II

8.1 OBJETIVOS

Obtener los espectros IR de sustancias sólidas en forma de pastilla con KBr.

Determinar cuantitativamente Ciclohexanona en octanol

Familiarizarse con las determinaciones cuantitativas IR.

8.2 TEORIA

8.2.1 Fundamento

Se puede determinar cuantitativamente el contenido de una cetona disuelto en un alcohol debido a la fuerte banda de absorción del grupo carbonilo aproximadamente a 1700cm-1, la cual es proporcional a la concentración de la cetona en la mezcla.

8.2.2 Consulta

Diseño y funcionamiento de los equipos

Métodos de análisis cuantitativo por IR.

8.3 METODOLOGÍA


– Espectrofotómetro "Varian 660 IR FT-IR Spectrometer" – Celdas de KBr (para determinaciones cuantitativas) – Mortero de ágata – Jeringuillas – Acetona anhidra – Guantes de latex – KBr – Sustancias sólidas problema, cloranfenicol (anhidras) – Ciclohexanona – Octanol – Nujol – Prensa para pastillas – Espátulas

8.3.2 Procedimiento

8.3.2.1 MUESTRAS SOLIDAS

PREPARACIÓN DE LA PASTILLA DEKBr:

Moler en un mortero de ágata 1,0g de KBr hasta que sea impalpable al tacto

Mezclar y moler íntimamente 200mg del KBr anterior con 1mg de la sustancia cuyo espectro IR se va a obtener

36

Pesar 200mg. de la mezcla anterior y obtener una pastilla en la prensa correspondiente; siguiendo las instrucciones dadas en la práctica.

8.3.2.2 MUESTRAS LIQUIDAS

CURVA DE CALIBRACIÓN.

Tabla 28-1Curva de calibración para ciclohexanona

Estándar (ciclohexanona)

V (mL) cetona V (mL) octanol

A

0

1

2

3

4

Muestra

Medir los volúmenes de ciclohexanona indicados en la tabla.

Aforar a 10,0 ml con octanol.

Armar la celda para análisis de líquidos, usando guantes de látex y siguiendo las instrucciones.

Utilizando una celda sellada para determinaciones cuantitativas y con el espaciador adecuado; obtener el espectro parcial desde 1900 hasta 1600 cm-1 de todas las soluciones y de la muestra problema.

Obtener los valores de absorbancia para cada estándar y para la muestra utilizando el método de la línea base.

Graficar A vs. % V/V de Ciclohexanona e interpolar para la absorbancia de la muestra.

8.4 CALCULOS Y RESULTADOS 8.4.1 Cálculo de los valores de absorbancia de las soluciones utilizando el método de la

línea base.

8.4.2 Cálculo de la concentración de la muestra por interpolación gráfica, matemática y por comparación con el estándar más cercano.

8.4.3 Interpretación de los espectros obtenidos.

8.5 CUESTIONARIO

¿Cómo determinaría el contenido de alcohol disuelto en una cetona?

¿Qué longitud de onda escogería y por qué?

Realice una comparación entre la sensibilidad de las determinaciones cuantitativas por IR, fluorometría y UV/Vis.

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8.7 BIBLIOGRAFÍA

[1]. RUBINSON, K. (2001). Análisis Instrumental. Prentice – Hall. Madrid. p. 462-463. [2]. SKOOG, D. y LEARY, J. (1994). Análisis Instrumental 4ta. Edición. Mc Graw – Hill. Madrid. p.

306323. [3]. SKOOG, D., HOLLER, J. y NIEMAN, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental 5ta. Edición.

Mc Graw – Hill. Madrid. p. 419423. [4]. WILLARD, H., MERRITT, L. y DEAN, J. (1981). Métodos Instrumentales de Análisis. Continental.

México. p. 176-189.

38

Práctica N°:

9 CONDUCTIMETRIA I

9.1 OBJETIVOS

Examinar el medidor de conductividad "Mettler Toledo"

Determinar la calidad de diferentes tipos de aguas: destilada, desionizada, para baterías, potable, etc.

Determinar el contenido de NaCl (ó KCl) en una muestra.

9.2 TEORIA

9.2.1 Fundamento

Las mediciones de la conductividad específica en soluciones permiten determinar la cantidad de iones en solución. Son muy útiles también para comprobar la calidad del agua destilada y para realizar determinaciones cuantitativas de electrolitos en mezclas binarias.

9.2.2 Consulta

Aplicaciones instrumentales de la conductividad limitaciones y ventajas sobre otros métodos

Sensibilidad del método comparada con otros ya estudiados (Colorimetría, Refractometría, EEA, AAS, Fluorometría, etc.)

Relación de conductancia y de conductividad específica con la concentración.

Ecuación de Kohlrausch

Diseño y funcionamiento de los instrumentos.

9.3 METODOLOGÍA

9.3.1 Materiales y reactivos – Medidor de conductividad, "METTLER TOLEDO" – Balanza Analítica – Vasos de precipitación – Balones – Pipetas – Solución Estándar de NaCl – Solución 0.01 N KCl – Agua destilada – Muestras

39

9.3.2 Procedimiento

Calibrar el equipo con una solución estándar de KCl 0.01 N comparando con el valor dado en tablas (tomar en cuenta la temperatura).

Determinar la conductividad específica en mS/cm o en S/cm según convenga al caso para cada tipo de agua, registrar el valor de temperatura medido por el equipo.

Variación de la conductividad específica con la concentración: Preparar las siguientes soluciones estándar de NaCl en agua:

Tabla 9-1 Curva de preparación de estándares

St. M

NaCl

0 0,00

1 0,01

2 0,02

3 0,04

4 0,05

Medir las conductividades específicas de cada solución.

Medir la conductividad de la muestra proporcionada por el laboratorio.

Registrar el valor de la constante de celda () proporcionada por el fabricante.

9.4 TABLAS DE DATOS

Tabla 9-2 Valores de conductividad y resistencia de estándares y muestra de

NaCl

Estándar MNaCl

Conductividad Específica

(mS / cm. o S/cm)

Resistencia Ohmios

= , cm-1

0 0,00

1 0,01

2 0,02

3 0,04

4 0,05

M

Tabla 9-3 Valores de conductividad específica de varias muestras

Muestra Conductividad específica

(S/cm.) ºT (°C)

Agua Potable

Agua Destilada

Agua embotellada

Agua desionizada

40


9.5.1 Determinación de NaCl por el método de curva de calibración. Expresar las concentraciones en moles por litro (M) y equivalentes por litro (N) y obtener

por medición o cálculo los resultados de la constante de celda (), resistencia (R),

conductancia (L), conductividad específica L, conductancia molar (m) y conductancia

equivalente ().

[ ]

[ ]

[ ]

Realizar gráficas de resistencia vs. concentración, conductancia vs. concentración, conductividad específica vs. concentración, conductancia equivalente vs. raíz cuadrada de concentración normal y, por medio de la ecuación de Kohlrausch, extrapolar el valor de la

conductancia equivalente a dilución infinita (0).

Por mínimos cuadrados determinar la recta de regresión de la señal analítica (conductividad específica) versus concentración de analito acorde a la forma y = a + bx, determinar la sensibilidad de calibrado (ks) y obtener la ecuación:

S = S0 + ksC


Obtener la desviación estándar de la correlación (Sy/x) y determinar el límite de detección (LD) del método.

√∑ ̂

Reportar los valores conductividad específica y temperatura de muestras de agua potable, destilada, embotellada y desionizada, comparar con los valores de norma.

41


___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

9.7 BIBLIOGRAFÍA

[1]. AYRES, G.(1970). Análisis Químico Cuantitativo 2da Edición.Harla. México. p. 513–521. [2]. RUBINSON, K. (2001). Análisis Instrumental. Prentice – Hall. Madrid. p. 240–243. [3]. SKOOG, D. y WEST, D. (1987). Análisis Instrumental 2da. Edición. Interamericana. México. p.

676–680. [4]. LEVINE, I.(1994). Físico Química 3ra. Edición. Mc Graw – Hill. Madrid. p. 572–579.

42

Práctica N°:

10 CONDUCTIMETRIA II

10.1 OBJETIVOS Determinar los sólidos totales en muestras (µS, ms,ppm)

Determinar el punto de equivalencia de soluciones de ácido fuerte-base fuerte, acido débil-base fuerte, acido débil-base fuerte

10.2 Fundamento

Las valoraciones conductimétricas se basan en la medida del cambio de la conductancia de una disolución a medida que se agrega el reactivo valorante. La conductancia de una disolución varía, entre otros factores, con el número, tamaño y carga de los iones, por lo que iones diferentes contribuirán en forma diferente a la conductancia de una disolución. De esta manera, durante una valoración, la sustitución de algunas especies iónicas por otras producirá un cambio en la conductancia, el cual puede ser ventajosamente aprovechado para determinar el punto final de una valoración. En las valoraciones conductimétricas, la conductancia de la disolución a valorar se mide luego de la adición de cantidades determinas de reactivo valorante. Si se grafican los valores de conductancia en función del volumen del valorante agregado, se obtendrán dos rectas de pendientes diferentes, de cuya intersección se podrá obtener el punto final de una valoración.

10.3 Consulta.

Aplicaciones y fundamentos de las valoraciones conductimétrias

Ejemplos de ensayos en los cuales s mejor utilizar valoraciones conductimétricas

.

10.4 METODOLOGÍA


– Medidor de conductividad, "METTLER TOLEDO" – Balanza Analítica – Vasos de precipitación – Balones – Pipetas – Solución Estándar de NaCl – Solución 0,001 N de NaOH y HCl – Solución 0,01 N KCl – Agua destilada – Muestras

43

10.4.2 Procedimiento

Calibrar el equipo con una solución estándar de kCl 0,01 comparando con el valor dado en tablas (tomar en cuenta la temperatura).

Preparar soluciones 0,001N de HCl y NaOH

Determinarla conductividad específica en mS/cm o en µS/cm según convenga al caso para cada solución, registrar el valor de temperatura medido por el equipo.

Realizar una valoración previa con fenolftaleína.

Valorar el HCl agregando poco a poco NaOH

10.4.3 TABLA DE DATOS

Tabla 10.1 Registro de valores de pH, primera y segunda derivada y

potencial eléctrico de una valoración conductimétrica

V (ml) NaOH 0.001 N

Conductividad


Realizar gráficas de Conductividad Específica vs. Volumen (ml de titulante) y extrapolar el valor del volumen mediante el punto de corte de dos rectas.

Calcular la concentración de ácido cítirico en una muestra de jugo comercial.

44

10.6 DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES _________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

10.7 BIBLIOGRAFÍA

[1]. AYRES, G.(1970). Análisis Químico Cuantitativo 2da Edición. Harla. México. p. 513-521 [2]. RUBINSON, K. (2001). Análisis Instrumental. Prentice – Hall. Madrid. p. 240-243 [3]. SKOOG, D. y LEARY, J. (1994). Análisis Instrumental 4ta. Edición. Mc Graw – Hill.

Madrid. p. 676-680.

45

Práctica N°:

11 POTENCIOMETRIA I

11.1 OBJETIVOS

Examinar y operar diferentes potenciómetros

Preparar soluciones tampón y calibrar los instrumentos.

Valorar potenciométricamente una solución problema.

11.2 TEORIA

11.2.1 Fundamento

La concentración de los iones hidrógeno en solución se puede medir en forma muy rápida y precisa mediante un electrodo sensible de vidrio y un electrodo de referencia, la diferencia de potencial que se produce es función de la concentración de los [H+] en solución.

11.2.2 Consulta

Precauciones y cuidados en el manejo de los electrodos.

Ventajas y desventajas de los métodos de valoración potenciométricos


11.3 METODOLOGÍA


– Potenciómetros – Agitadores magnéticos – Termómetro – Balanza analítica – Vasos de precipitación – Balones aforados – Pipetas – ftalato ácido de potasio – fosfato monobásico de potasio – sodio hidrógeno fosfato – H2O desionizada – NaOH 0,1 N – HCl 0,1 N

46

11.3.2 PROCEDIMIENTO

Observar los instrumentos, sus partes, su funcionamiento.

Examinar los electrodos y las precauciones necesarias para su funcionamiento.

Preparar las soluciones tampón recomendadas para calibrar los medidores de pH. (pH = 4, 7 y 9). Incluir cálculos.

Realizar las lecturas de pH,mV y los resultados incluir en la tabla de datos.

Graficar mV vs. pH de los datos de las tres soluciones estándar.

Valorar potenciométricamente la acidez de un jugo.

Cálculo gráfico del punto final.

11.4 TABLA DE DATOS

Tabla 11-1 Registro de valores de pH, primera y segunda derivada y

potencial eléctrico de una valoración potenciométrica

V (ml) NaOH 0.1 N

pH V pH pH/V "A/V" mV

47


11.5.1 Calcular el porcentaje de ácido cítrico de la muestra Encontrar mediante las gráficas de la primera y segunda derivada del pH vs volumen de titulante el punto de equivalencia en la titulación y determinar la concentración de ácido cítrico en la muestra.


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___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

11.7 BIBLIOGRAFÍA

[1]. AYRES, G.(1970). Análisis Químico Cuantitativo 2da Edición.Harla. México. p. 529–538. [2]. SKOOG, D., HOLLER, J. y NIEMAN, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental 5ta. Edición.

Mc Graw – Hill. Madrid. p. 634–635, 639–651, 665–668. [3]. SKOOG, D. y WEST, D.(2001). Química Analítica 7ma. Edición. Mc Graw – Hill. México. p. 447–

457.

48

Práctica N°:

12 POTENCIOMETRIA II

12.1 OBJETIVOS

Examinar y operar diferentes potenciómetros.

Determinar la pureza del CuSO4, realizando una valoración redox, por el método de ion selectivo.

12.2 TEORIA

12.2.1 Fundamento

6423222

222

2

22

442

OSNaNaIOSNaI

KIICuKICu

12.2.2 Consulta

Precauciones y cuidados en el manejo de los electrodos de ion selectivo

Ventajas y desventajas de los métodos de valoración redox


12.3 METODOLOGÍA


– Potenciómetros – Electrodo de ion selectivo, cobre – Electrodo de referencia – Agitadores magnéticos – Balanza analítica – Vasos de precipitación – Balones aforados – Pipetas – H2O desionizada – CuSO4 impuro (muestra) – KI – Na2S2O3 0,1 N

49

12.4 PROCEDIMIENTO

Observar los instrumentos, partes y funcionamiento.

Examinar los electrodos usados para la valoración redoxy las precauciones necesarias para su funcionamiento.

Se pesan con la precisión adecuada 5 g de CuSO4 impuro, se disuelve y lleva a aforo con agua destilada en un balón de 50 ml, de esta se toma una alícuota de 10 mL con una pipeta volumétrica y se afora a 100 mL, Tomar 20 mL de esta solución y añadir 10 mL de agua destilada para su posterior valoración con tiosulfato de sodio valorado, se añade yoduro de potasio (aproximadamente 0.25g, hasta observar una coloración marrón), agitar para disolver y empezar inmediatamente la valoración.

Se realizará una primera valoración haciendo incrementos de 1 ml de tiosulfato de sodio hasta llegar a los 20 mL, esta será una valoración de prueba para observar el punto de equivalencia, haciendo la grafica respectiva de potencial (mV) versus volumen de titulante (mL).

Se realizará una segunda valoración, la cual se va a usar para los cálculos respectivos, haciendo los incrementos necesarios para poder determinar con mayor detalle el punto de equivalencia, cerca de este (ya con la referencia de la titulación anterior) realizar incrementos pequeños de titulante. No olvidar colocar el KI en cada valoración.

Realizar las lecturas de volumen de titulante (Vtitulante) y potencial (mV) y los resultados incluir en la tabla de datos.

Graficar mV vs. Vtitulante (mL).

Graficar ΔmV/ΔV vs. Vtitulante (mL) y determinar el punto de equivalencia Graficar Δ”mV/ΔV” vs. Vtitulante (mL), y determinar el puntol punto de equivalencia.

12.5 TABLA DE DATOS

Tabla 12-1 Registro de valores de pCu, primera y segunda derivada y

potencial eléctrico de una valoración potenciométrica

V (mL) Na2S2O3

0,1 N

mV

Eo (V)

E (V)

ΔV (mL)

ΔpCu

ΔpCu/ΔV

Δ”pCu/ΔV”

0,342

0,342

0,342

0,342

0,342

0,342

0,342

0,342

0,342

0,342

0,342

0,342

0,342

0,342

0,342

0,342

50


12.6.1 Calcular el porcentaje de cobre y sulfato de cobre en la muestra.

Incluir un ejemplo de cálculo del potencial de celda [E (V)], de cada proceso de la valoración redox, antes del punto de equivalencia, en el punto de equivalencia y después del punto de equivalencia.


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___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

12.8 BIBLIOGRAFÍA

[4]. AYRES, G.(1970). Análisis Químico Cuantitativo 2da Edición.Harla. México. p. 529–538. [5]. SKOOG, D., HOLLER, J. y NIEMAN, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental 5ta. Edición.

Mc Graw – Hill. Madrid. p. 634–635, 639–651, 665–668. [6]. SKOOG, D. y WEST, D.(2001). Química Analítica 7ma. Edición. Mc Graw – Hill. México. p. 447–

457.

51

Práctica N°:

13 CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA HPLC

13.1 OBJETIVOS

Conocer el método de cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC)

Estudiar las aplicaciones cuantitativas de los métodos de HPLC

Analizar una mezcla de vitaminas hidrosolubles y ácido fólico

Determinar la concentración de ácido ascórbico en una forma farmacéutica

13.2 TEORÍA

13.2.1 Fundamento

Se basa en los principios conocidos y estudiados en el método clásico de la cromatografía líquida en columna, para acelerar el procedimiento se requiere de instrumentos complejos que mejoran también su eficacia. Por esta razón se utiliza a veces el nombre de cromatografía líquida de alto rendimiento (highperformance liquidchromatography).

13.2.2 Consulta

Diseño y funcionamiento de un Cromatógrafo HPLC

13.3 METODOLOGÍA 13.3.1 Materiales y reactivos

– Mortero – Balón aforado de 100ml – Filtro milipore – Jeringuilla hipodérmica de 50ml – Jeringuilla para HPLC – Matraces volumétricos de 500ml – Pipeta graduada de 1ml – Pipetas volumétricas de 25ml – Pipeta volumétrica de 5ml – Probeta de 100ml – Acido fosfórico 0.1% pH 2.2 (grado cromatográfico) – PIC B6 (Ácido hexano sulfónico 20mM grado cromatográfico) – Metanol 75:25 (grado cromatográfico) – Ácido acético glacial (grado cromatográfico) – Vitamina C (grado cromatográfico) – Agua destilada

52


13.3.2.1 PREPARACIÓN DE LA FASE MOVIL

Para preparar 300ml:

Pesar 0.8470g de PIC B6

Mezclar 0.23ml de ácido fosfórico con 200ml de agua destilada, agregar el PIC B6 y completar el volumen hasta 225ml. Para completar la fase móvil, agregar metanol hasta completar 300ml de mezcla.

13.3.2.2 PREPARACIÓN DE LA SOLUCION DILUYENTE

Para preparar 500ml:

Mezclar 470ml de agua destilada, 25ml de acetonitrilo y 5ml de ácido acético glacial.

13.3.2.3 PREPARACIÓN DEL ESTANDAR

Cálculo de la masa de estándar:

pt

mdst

m

mmm

ms: masa de estándar md: masa declarada de principio activo mm: masa de muestra mpt: peso promedio de las tabletas

Pesar con exactitud de 0.1mg, la masa calculada de estandár y diluir con una solución diluyente en un balón aforado de 100ml. Agitar en vortex durante diez minutos, filtrar en caso de ser necesario.

13.3.2.4 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

Pesar 30 tabletas y calcular el peso promedio.

Moler finamente y pesar con exactitud de 0.1mg, 0.1g de muestra.

Diluir con solución diluyente en un balón aforado de 100ml. Agitar en vortex para asegurar una disolución completa.

13.4 CALCULOS

13.4.1 Cálculo de la concentración de vitamina C

ST

MSTM

A

ACC

CM = concentración de la muestra CST = concentración del estándar AM = Área del pico de la muestra AST = Área del estándar

53

13.5 DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES ______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

13.6 BIBLIOGRAFÍA [1]. RUBINSON, K. (2001). Análisis Instrumental. Prentice – Hall. Madrid. p. 636–670. [2]. SKOOG, D. y LEARY, J. (1994). Análisis Instrumental 4ta. Edición. Mc Graw – Hill.

Madrid. p. 730–746. [3]. SKOOG, D., HOLLER, J. y NIEMAN, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental 5ta.

Edición. Mc Graw – Hill. Madrid. p. 785-800. [4]. SKOOG, D. y WEST, D.(2001). Química Analítica 7ma. Edición. Mc

Graw – Hill. México. p. 703–715.

54

Práctica N°:

14 CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA HPLC II

CUANTIFICACIÓN DE CLORAMFENICOL EN CÁPSULAS MEDIANTE HPLC

14.1 OBJETIVOS:

Cuantificar y dosificar cápsulas de cloramfenicol mediante curva de calibración en cromatografía líquida de alta eficacia.

14.2 Fundamento:

La cromatografía líquida es una aplicación de separación de una matriz con diferentes analitos, se convierte en una técnica de cuantificación cuando se incluye un método en el cual, una vez separado el compuesto de interés, se puede determinar una propiedad física o química del mismo que vaya en relación directamente proporcional a su concentración, por lo cual puede construirse la respectiva curva de calibrado e interpolar en la misma su concentración o simplemente se puede analizar por comparación directa con un estándar pero dentro del rango de linealidad.

14.3 Metodología

14.3.1 Consulta:

Interferencias de otros compuestos con el cloramfenicol

Constantes de acidez y de disociación del cloramfenicol

Estructura del cloramfenicol


– HPLC DionexUltimate 3000™ – – Balones aforados – Pipetas volumétricas – Equipo de microfiltración – Agitador ultrasónico – – Viales de vidrio – Columna Acclaim 120 – Metanol grado HPLC – Agua desionizada (tipo I) – Ácido Acético Glacial grado cromatográfico – Acetonitrilo grado cromatográfico – Cloramfenicol grado USP


Preparar unos 500ml de fase móvil a partir de metanol:agua:ácido acético glacial en proporción 55:45:0,1 ml respectivamente.

Pesar con exactitud de + 0,001g alrededor de 0,0500g de estándar, aforar a

55

100ml y realizar diversas diluciones hasta conseguir una serie de estándares de 1, 2.5, 5, 7.5 µg/ml. Los aforos se realizarán con la misma fase movil

De la muestra, pesar el equivalente a 50mg de principio activo, aforar con fase movil y realizar diluciones para obtener una muestra que entre en la curva.

Calibrar el equipo con el detector a 280nm, además iniciar un proceso de purga de bomba de acuerdo a indicaciones, luego de esto mantener un flujo de fase móvil de 0,1 ml/min para acondicionar la bomba y la celda del detector; al momento de realizar los análisis el flujo debe aumentar a 1,0ml/min. Todo esto debe ser adecuadamente cargado en el programa del método a seguir mediante el software de control del equipo; dentro de esto programar tres réplicas por estándar y cinco réplicas de la muestra (si hay más muestras entonces solo replicar tres veces cada muestra).

Observar las indicaciones para el correcto uso del equipo.

Realizar el análisis y procesar los datos adquiridos.

En caso de falta de fase movil durante el análisis prepararla de acuerdo a la necesidad.

Una vez concluido el Batch de análisis apagar las lámparas del detector y cambiar la fase móvil por acetonitrilo y manejar un flujo de 0,5ml/min para homogenizar la columna en esta nueva solución (se puede homogenizar con solución acetonitrilo:agua 70:30 respectivamente).

Cuando se homogenice la columna y bomba, cambiar el flujo de la misma a 0,0 ml/min cuando la presión de la bomba caiga a cero entonces se puede apagar la bomba. Antes de apagar la bomba, verificar que no esté en proceso el auto lavado de los sellos, si es así, permitir este proceso y apagar la bomba.

14.4 Cálculos, resultados, discusiones y conclusiones:

Todo esto se reportará de acuerdo al formato del sistema de reporte de resultados que se encuentra en el software del equipo, al cual se puede incluir lo concerniente a las discusiones y a las conclusiones, sin olvidarse de reportar las muestras como contenido de p.a. por cápsula o comprimido. Bibliografía:

[1]. USP XXVI, The United States Pharmacopeia N° 26 2003 [2]. SKOOG, D., HOLLER, J. y NIEMAN, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental 5ta.

Edición. Mc Graw – Hill. Madrid. p. 785-803.

56

Práctica N°:

15 CROMATOGRAFÍA DE GASES TÉCNICA DE INYECCIÓN E INTRODUCCIÓN A LA ESTADÍSTICA

15.1 OBJETIVOS

Introducir los principios de la técnica de inyección.

Determinar la precisión y repetibilidad del análisis.

15.2 TEORÍA

15.2.1 Fundamento El tamaño de la jeringa de inyección necesaria depende del tipo de detector, con los

aparatos de conductividad térmica se emplean jeringas de 10 l o aún menos, con los

detectores de ionización se inyectan muestras que normalmente son de 1 l o aún menores por lo que suelen usarse microjeringas de este volumen. Estos volúmenes son realmente muy pequeños, lo cual es causa que las microjeringas sean objetos muy delicados. Para que los resultados sean reproducibles, es necesario adiestrar al operador del equipo de forma tal que, al trabajar en las mismas condiciones, se obtenga siempre la misma respuesta del equipo. Una forma de evaluar el procedimiento es mediante la obtención de los errores absoluto y relativo. El error absoluto(E) de una medida es la diferencia entre el valor observado Xi y el valor aceptado como verdadero, que puede ser la media aritmética de un conjunto de determinaciones.

xxE i

Una medida más útil que el error absoluto es el error relativo (%E), expresado en tanto por ciento.

100/1

%x

xxnE

i

15.3 METODOLOGÍA 15.3.1 Materiales y reactivos

– Cromatógrafo de gases. – Microjeringa. – Micropipeta. – Balones aforados. – Papel absorbente. – Metanol al 1%


Examinar la temperatura del inyector, detector y columna.

57

Ajustar las condiciones a las requeridas para el análisis y suministradas por la técnica.

Tomar de 1 a 2 microlitros de muestra.

Sostener el cilindro de la jeringa entre los dedos de la mano derecha, manteniendo el dedo índice apoyado sobre el émbolo.

Introducir la jeringa en el inyector y apretar para que la aguja atraviese la placa de silicona (septum) del bloque de inyección.

Una vez que la aguja haya penetrado, pero no antes, empujar bruscamente el émbolo.

Inyectar repetidamente tres muestras, una tras otra, limpia y rápidamente sin doblar el émbolo.

Medir la altura de los picos en milímetros.

15.4 CALCULOS

15.4.1 Calcular el promedio de las alturas de picos (h) 15.4.2 Calcular el error individual (error absoluto) 15.4.3 Calcular el error relativo 15.4.4 Calcular la desviación estándar

15.4.5 Calcular el límite de confianza


______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

15.6 BIBLIOGRAFÍA

[1]. SKOOG, D. y LEARY, J. (1994). Análisis Instrumental 4ta. Edición. Mc Graw – Hill. Madrid. p. 814–827.

[2]. SKOOG, D., HOLLER, J. y NIEMAN, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental 5ta. Edición. Mc Graw – Hill. Madrid. p. 919–933.

[3]. SKOOG, D. y WEST, D.(2001). Química Analítica 7ma. Edición. Mc Graw – Hill. México. p. 107–159.

58

Práctica N°:

16 CROMATOGRAFÍA DE GASES II 16.1 OBJETIVOS Familiarizarse con el principio de operación del cromatógrafo de gas.

Determinar la altura del plato teórico en la columna cromatográfica.

Determinar el efecto de la variación del flujo del gas portador en la altura del plato teórico.

Determinar el número de platos teóricos.

16.2 TEORÍA

16.2.1 Fundamento Se designa con el nombre de cromatografía un grupo de métodos de separación de mezclas complejas aplicable también a la determinación de las cantidades de los constituyentes. Los componentes esenciales de un sistema cromatográfico son los siguientes: una fasefijaoestacionaria, constituida generalmente por un sólido granular finamente dividido; una fase móvil, que puede ser un gas o un líquido y los sustratos o solutos, dos o más sustancias que hay que separar. Los sustratos se disuelven previamente en un disolvente, o son introducidos directamente en estado de vapor. Como regla general, la fase estacionaria está contenida dentro de un tubo o columna. En la cromatografía de gases, las muestras en estado de vapor son arrastradas por una corriente de gas inerte, como el helio o el nitrógeno, llamado gas de arrastre o gasportador. La eficacia de una columna cromatográfica puede determinarse cuantitativamente mediante dos parámetros: la altura del plato teórico “H” (HeightEquivalentto a TheoricalPlate o HEPT) y el número (NEPT) de platos teóricos “N”. Los dos están relacionados por la ecuación:

N = L/H

Donde “L” es la longitud (normalmente en centímetros)del relleno de la columna. La eficacia de la columna cromatográfica aumenta cuanto mayor es el número de platos y menor sea la altura de los platos. Los factores que influyen sobre la altura del plato teórico son: la difusiónturbulenta, o movimiento aleatorio del soluto rodeado de las partículas de sólidos, la difusiónlongitudinal de las moléculas de sustrato de la parte más concentrada hacia las zonas más diluidas, es decir hacia delante y hacia atrás en la dirección del eje del desplazamiento; y, el transporte de materia, es decir el movimiento del sustrato de una fase a otra, de la fase móvil a la fija y viceversa. Cuando en un proceso cromatográfico se relaciona la eficacia obtenida, con la velocidad lineal del eluyente en la columna se obtiene una curva característica. Estudiando este comportamiento, Van Dempter encontró la siguiente ecuación relación:

H = A + Bu + C/u

59

Siendo u la velocidad lineal media del eluyente y los parámetros A: coeficiente de difusión longitudinal, debido básicamente a la multiplicidad de caminos. B: Difusión del soluto en el seno del eluyente. C: dificultades de transferencia de masas en la interfase de equilibrio.

16.3 METODOLOGÍA


– Cromatógrafo de gases. – Microjeringa. – Micropipeta. – Balones aforados. – Papel absorbente. – Metanol al 1%


Observar los instrumentos, sus partes, su funcionamiento.

Examinar el cilindro de gas portador, conexiones, horno, columnas, detectores, registrador y observar las precauciones necesarias para su funcionamiento.

Encender los equipos siguiendo las indicaciones del instructor.

Establecer las condiciones de trabajo del equipo.

Inicializar el programa de funcionamiento en el orden de secuencia establecido por el fabricante e indicado en el manual del equipo.

Inyectar la muestra y correr el cromatograma.

Una vez obtenidos los resultados apagar el equipo según instrucciones.


16.4.1 Calcular el número de platos teóricos. 16.4.2 Calcular la altura del plato teórico. 16.4.3 Con los valores obtenidos, graficar la altura del plato teórico en función de

la velocidad de flujo de gas en ml/min. 16.4.4 Determinar la velocidad de flujo óptimo para la máxima eficiencia.

60


______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

16.6 BIBLIOGRAFÍA

[1]. SKOOG, D., HOLLER, J. y NIEMAN, T. (2001). Principios de Análisis Instrumental 5ta. Edición. Mc Graw – Hill. Madrid. p. 729–744.

[2]. SKOOG, D. y WEST, D.(2001). Química Analítica 7ma. Edición. Mc Graw – Hill. México. p. 658–684, 687–703.

61

17 ANEXOS NORMAS BÁSICAS PARA

EL LABORATORIO DE ANÁLISIS QUÍMICO INSTRUMENTAL

1. La entrada al laboratorio es restringida al personal del laboratorio o personal autorizado

2. Los estudiantes pueden ingresar al laboratorio hasta máximo 10 minutos

después de la hora, pasado ese tiempo ningún estudiante entra o sale del laboratorio sin autorización.

3. Material para el laboratorio:

a. Mandil (por alumno) b. Material requerido por grupo (se indicará adecuadamente) c. Material de seguridad

d. Guía de prácticas de laboratorio (por alumno) e. Calculadora con función de regresión lineal

4. Calificación:

a. La evaluación de laboratorio se realizará sobre 6 puntos y contemplará evaluaciones orales, escritas e informes de laboratorio.

5. Semanero: Ésta persona cumplirá las siguientes funciones: a. Organizar al grupo para mantener el orden y la limpieza del

laboratorio. b. Retirar el material a utilizar, verificar su estado y entregarlo en el

mismo estado al final de la práctica.

6. Se aplicarán las sanciones adecuadas si se rompen las normas del laboratorio, especialmente en lo referente a la seguridad, el orden, atrasos y limpieza de material y del laboratorio.

7. Las faltas a clase práctica se justificaran si hubiesen motivos de fuerza mayor, debidamente respaldadas por comunicado oficial del decanato.

8. Queda estrictamente prohibido fumar, beber o comer en el laboratorio.

62

(FORMATO PROPUESTO PARA INFORME)

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

LABORATORIO DE ANÁLISIS QUÍMICO INSTRUMENTAL II

PRÁCTICA Nº:___________ Fecha de entrega:__________________

TEMA:

____________________________________________________________________

OBJETIVOS:

____________________________________________________________________

INTEGRANTES: GRUPO N°: ________

DIA: ______________

HORA: ____________

_________________________________

_________________________________

_________________________________

_________________________________

_________________________________

1. REPORTE DE DATOS:

1.1. Datos experimentales:

Título de la tabla

Elaborado por: Apellido de un integrante del grupo y otros.

2. CÁLCULOS Y RESULTADOS:

2.1. Cálculos Modelo:

A + B = C + D ∑= µN + π

Y = ax + b

63

2.2. Presentación de Resultados:

Título de la tabla

Elaborado por: Apellido de un integrante del grupo y otros.

3. CURVA DE CALIBRACIÓN:

Estadísticos principales y ejemplo de cálculo de cada uno, no olvidar las

UNIDADESque acompañen a los resultados si estos tuvieren

_

x : ________ LOD:________ LOQ: ________ Ks: _________

CV: ________ σy/x: _________ r : ________ LC: ________

Series1

Lineal (Series1)

64

4. DISCUSIÓN:

El propósito de la discusión es interpretar y comparar los resultados obtenidos.

La discusión debe ser puntual y enfocarse en las ventajas y desventajas del trabajo

experimental. Se debe relacionar el fundamento teórico aprendido en la clase teórica

con lo aprendido en la clase experimental. Brevemente se describe las implicaciones

lógicas de los resultados. Se sugiere mejoras para obtener mejores resultados. Si los

datos no resultaren concordantes trata de “discutir” una posible fuente de error,

cometido ya que si se tratare de un error craso se debería repetir el experimento. Dicho

de una manera más sencilla la finalidad principal de una Discusión es mostrar las

relaciones existentes entre los hechos observados.

5. CONCLUSIONES:

Las conclusiones se escriben de acuerdo a los objetivos planteados en el experimento, si

estos han sido alcanzados; en infinitivo, Se observó, Se verificó, Se analizó la siguiente

muestra, etc.

Como una guía en esta sección se responde a las siguientes preguntas:

¿Qué dicen los datos obtenidos respecto al experimento?

¿Qué sucedió en la práctica?

¿Qué aprendiste al completar esta práctica?

6. BIBLIOGRAFIA:

De acuerdo a la normativa del APA, o con la herramienta de Microsoft Word 2007 que

se encuentra en la interfaz de referencias e Insertar cita.

guia intrui ii abril 2014

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