Guia de Practicas de Analisis Instrumental 2014

04/07/2014

GUIA DE PRACTICAS DE

ANALISIS INSTRUMENTAL Especialidades: INGENIERIA QUIMICA e INGENIERIA BIOQUIMICA

Dra. Olaya Pirene Castellanos Onorio

TEMA VI

TEMA I

TEMA II

TURBIDIMETRIA

TEMA V

ESPECTROSCOPIA

IR

TEMA III

ESPECTROSCOPIA ATOMICA

TEMA VI

TEMA VII

ESPECTROSCOPIA DE MASAS

TEMA VIII METODOS DE SEPARACION

INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ

GUIA DE PRACTICAS DE ANALISIS INSTRUMENTAL

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GUIA DE

PRACTICAS DE ANALISIS

INSTRUMENTAL Especialidades: INGENIERIA QUIMICA e INGENIERIA

BIOQUIMICA

El presente manual tiene como meta apoyar de la

manera ms amplia el curso terico-prctico de

Qumica Analtica II o Anlisis Instrumental,

materia que se imparte en el cuarto semestre de

las carreras de ingeniera qumico e ingeniera

bioqumica. El material est elaborado pensando en

el sistema basado en competencias del Instituto

Tecnolgico de Veracruz, hecho que no restringe

que cualquier curso de qumica analtica impartido

pueda hacer uso de este material.

La educacin basada en competencias se requiere

promover cambios significativos y de calidad entre

los docentes, principalmente en una actitud crtica

respecto de la practica pedaggica para as conocer

y manejar un conjunto de opciones que permita un

papel activo en sus aprendizajes, crear ambientes

enriquecedores que desafen al estudiante a

investigar el entorno, y a seleccionar y organizar

diferentes materiales de trabajo.

De acuerdo a lo anterior, el sistema nacional de

competencias, promovido por el CONOCER, de

acuerdo con las reglas generales y criterios para la

integracin y operacin del sistema nacional de

competencias establece que para enfrentar con

xito los desafos de los mercados cada vez ms

globalizados, Mxico requiere de empresarios,

trabajadores, docentes y servidores pblicos ms

competentes. El Sistema Nacional de

Competencias facilita los mecanismos para que las

organizaciones e instituciones pblicas y privadas,

cuenten con personas ms competentes.

Las estrategias de enseanza que demuestren la

dinmica de la labor educativa en el aula por el

trabajador docente, involucran:

1. Activar el conocimiento, haciendo

relacin con experiencias educativas previas para

ubicar la asignatura en el contexto del aprendizaje

pertinente; usando, interrogantes, lluvia de ideas y

reconocimientos de objetivos.

2. Desarrollar funciones que logren

mantener el contenido curricular de la asignatura;

para ello se tiene: detectar la informacin principal,

conceptualizacin de los contenidos, delimitar lo

organizacin, estructurar la interrelacin entre los

contenidos y sobre todo manteniendo la atencin

y motivacin de grupo; usando fotografas,

esquemas, medios grficos, redes semnticas y

mapas conceptuales.

3. Formar en el alumno una visin sinttica,

integradora y crtica del material, que le permita

valorar su propio aprendizaje; usando preguntas

intercaladas, redes semnticas, resmenes finales y

mapas conceptuales.

Es decir, el presente manual abordara temas como:

colorimetra, mtodos pticos, mtodos

espectroscpicos, cromatografa de lquidos de alta

resolucin, espectrofotometra UV-Vis,

espectroscopia de Absorcin y Emisin Atmica

(EAA, EEA), espectroscopia del IR, refractometra

y RMN 1H, RMN 13C. Cada captulo est

estructurado con una introduccin (fundamentos

tericos necesarios para comprender los temas

incluidos en la parte prctica), y presenta la

descripcin de los aparatos a utilizar, asi como la

forma correcta de operacin.

El texto se compone de 15 practicas

experimentales y 3 sesiones-taller-experimental,

objetivos, introduccin, material y reactivos,

normas y reglas de seguridad, tcnicas, tratamiento

de datos experimentales, cuestionario y

bibliografa. Esta ltima se presenta al final de cada

captulo e incluye textos de autores reconocidos,

as como revistas con artculos actualizados de

apoyo a los experimentos.

Para alcanzar las competencias a desarrollar en los

alumnos, se recomienda relacionar ampliamente

los conceptos tericos con las actividades

experimentales.

INDICE

Pag. Presentacin

CAPITULO 1. COLORIMETRIA 1 Practica 0. Introduccin a la operacin de instrumentos de anlisis ms comunes en

el laboratorio: fotocolormetros y espectrofotmetros.

Practica 1. Determinacin de fierro Fe +2 por el mtodo de colorimetra visual. 3 Practica 2. Determinacin colorimtrica del fierro por el mtodo de igualacin y

curva de calibracin

6

CAPITULO II. ESPECTROFOTOMETRIA

I. VISIBLE ULTRAVIOLETA Practica 3. Introduccin a la operacin de colormetros y fotocolormetros y

espectrofotmetros UV-VIS

10

Practica 4. Determinacin del pico de mximo de absorbancia de KMnO4

(permanganato de potasio) y K2Cr2O7 (dicromato de potasio)

14

Practica 5. Espectrofotometra de absorcin en el ultravioleta (UV) de complejos de cobre: [Cu(H2O)4]+2 y [Cu(NH3)4]+2

16

II. TURBIDIMETRIA Practica 6. Cuantificacin turbidimtrica de sulfatos 25

CAPITULO III. ESPECTROSCOPIA ATOMICA Practica 7. Proyecto-Taller. Validacin de Anlisis por esta tcnica 34

CAPITULO IV. ESPECTROSCOPIA IR Practica 8. Identificacin de grupos funcionales por IR 40

CAPITULO V. REFRACTOMETRIA

Practica 9. Determinacin de grados Brix 50 CAPITULO VI. CROMATOGRAFIA LIQUIDA DE ALTA RESOLUCION

Practica 10. Cromatografa en papel 62 Practica 11. Cromatografa en capa fina 64

Practica 12. Cromatografa en columna- Separacin y cuantificacin de una muestra de carotenoides.

66

CAPITULO VII. CROMATOGRAFIA DE GASES Practica 13. Anlisis cualitativo de cromatografa de gases 76

Practica 14. Factor de respuesta en cromatografa de gases 80

CAPITULO VIII. RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR Practica 15. Elucidacin estructural e identificacin de grupos funcionales por RMN 1H y RMN 13C

86

BIBLIOGRAFIA 88


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CAPITULO I. COLORIMETRIA


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COLORIMETRIA

INTRODUCCION

El color es un atributo de la visin. Si el ser humano no poseyera ojos que detectan un

mbito poco extenso de las radiaciones electromagnticas, no sera posible identificar

subjetivamente cada uno de los colores que se perciben en la vida real. El color, asimismo, es

una caracterstica de la luz. La luz se puede definir como la forma de la energa radiante que

es capaz de estimular la retina del ojo humano provocando un proceso consciente que da

lugar a las sensaciones visuales. Esta definicin es subjetiva, pues la hace depender del

observador. Si ste es ciego, por ejemplo, no habr para l diferencia entre una radiacin de

400 nm de longitud de onda y otra de 700 nm. Slo podr darse cuenta (si son lo

suficientemente intensas) que la primera produce quemaduras y la segunda calor al ser

absorbidas por la piel.

Pero qu es el color? El color, como otros trminos, tiene diferentes significados. Los

fsicos lo aplican a las variaciones en las distribuciones espectrales de las luces, tanto si son

emitidas directamente por fuentes como si lo son indirectamente reflejadas o transmitidas

por objetos. Los qumicos utilizan la palabra color para referirse a diferencias espectrales

debidas a variaciones en la composicin molecular o en las configuraciones de los

compuestos qumicos. En sociologa color significa un aspecto de la respuesta de un

observador humano, una percepcin que tiene lugar en el cerebro del observador como

resultado de la estimulacin visual. En el lenguaje normal el color se asocia con objetos, de

modo que el mismo objeto debe de tener siempre el mismo color; as decimos rojo sangre o

verde csped. Por lo tanto todos usamos la palabra color de manera diferente dependiendo

del inters del momento. La Sociedad ptica de los EE.UU. (OSA) defini el color en 1944

como aquellas caractersticas de la luz distintas de las inhomogeneidades espaciales y

temporales.

Definicin poco feliz ya que induce a pensar en este atributo como una propiedad fsica ms

que psicofsica. Por otra parte, es siempre preferible definir las cosas por lo que son y no

por lo que no son. Si se tuviera que definir el color, sera quiz ms simple y ms directo

utilizar la definicin dada por Judd, que dice: si dos objetos de igual forma y textura

iluminados con la misma luz y en iguales condiciones de observacin pueden diferenciarse, el

atributo de esos objetos que produce esa diferenciacin es el color.

Si se desea otra definicin ms rigurosa podra decirse que: el color es el atributo de la luz

que hace corresponder de forma unvoca a cada distribucin espectral una sensacin. Esta

sensacin est condicionada por la intensidad y duracin del estmulo, el estado de

adaptacin del observador, el rea de la retina afectada y el contraste luminoso y cromtico

con que se recibe. Es importante destacar algo. Cuando se dice unvocamente, se indica que

para cada composicin espectral de la luz en las condiciones dadas se produce, una y slo


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una, sensacin de color. En cambio, inversamente, para cada sensacin de color no existe

una correspondencia biunvoca, la misma sensacin puede ser producida por infinitas

combinaciones de distribuciones espectrales. A este fenmeno se le llama metamerismo.

Es evidente, entonces, que los colores dependen de los objetos, al mismo tiempo que de la

luz que los ilumina. Sea cual fuere el iluminante empleado, sus propiedades fsicas

permanecern inalterables; sin embargo, su apariencia psicolgica depender de la

composicin espectral del iluminante; es por tanto un fenmeno psicofsico.

No hay una sola definicin de color, pero la norma UNE y la CIE definen dos conceptos

diferentes color percibido y color psicofsico. De acuerdo con la CIE (1970) el color

percibido se define como el aspecto de la percepcin visual mediante el cual un observador

puede distinguir entre dos campos del mismo tamao, forma y textura basndose en las

diferencias en la composicin espectral de las radiaciones relacionadas con la observacin. El

color psicofsico es la caracterstica de la radiacin visible que permite al observador

distinguir las diferencias entre dos objetos de las mismas dimensiones, forma y estructura,

siendo estas diferencias de la misma naturaleza que las producidas por una diferencia en la

composicin espectral de la radiacin que interviene en la observacin.


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INTRODUCCION

El color, es una caracterstica de la luz. La luz se puede definir como la forma de la energa

radiante que es capaz de estimular la retina del ojo humano provocando un proceso consciente que da lugar a las sensaciones visuales. Esta definicin es subjetiva, pues la hace

depender del observador. Si ste es ciego, por ejemplo, no habr para l diferencia entre una radiacin de 400 nm de longitud de onda y otra de700 nm. Slo podr darse cuenta (si

son lo suficientemente intensas) que la primera produce quemaduras y la segunda calor al ser absorbidas por la piel.

Si se desea otra definicin ms rigurosa podra decirse que: el color es el atributo de la luz

que hace corresponder de forma unvoca a cada distribucin espectral una sensacin. Esta sensacin est condicionada por la intensidad y duracin del estmulo, el estado de

adaptacin del observador, el rea de la retina afectada y el contraste luminoso y cromtico con que se recibe.

OBJETIVOS

Que el alumno a travs de la formacin de un complejo colorido del in Fe+2y una serie de

tubos patrn preparados a diferentes concentraciones, calcule la concentracin de ese in

en un problema dado.

REACTIVOS

1-10 Ortofenantrolina

Solucin de sulfato ferroso amoniacal

Solucin buffer de pH 3

Solucin reductora de cido ascrbico al 10%

INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ PRACTICA NO 1.

Determinacin de Fe+2 por el mtodo de colorimetra visual


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Preparacin de reactivo

SOLUCIN DE Fe+2

Pesar 0.702 g de sulfato ferroso amoniacal, disolver en agua destilada y adicionar 0.2

ml de cido sulfrico y aforar a 1 L concentracin 0.1 mg/ml.

SOLUCIN REDUCTORA

Disolver 10g de cido ascrbico y aforar a 100 mL

SOLUCIN BUFFER pH 3

Pesar 16.3 g acetato de sodio, disolver en agua y agregar 11.5 ml de cido actico

aforar a 100ml

SOLUCION DE ORTOFENANTROLINA

Pesar 0.5 g de ortofenantrolina, disolver y aforar a 100 ml, calentar ligeramente la

solucin.

Material

7 Matraces aforados de 50 ml

3 Tubos Nessler

3 Pipetas volumtricas de 1 ml 1 Pipeta graduada de 5 ml

1 Pipeta graduada de 1 ml 1 Piseta

Tcnica

Preparar patrones en los matraces aforados de 50 ml adicionando 0, 0.25, 0.5, 1.5,

2.5 y 3.5 ml de solucin de sulfato ferroso amoniacal (0.1 mg/ml)

Adicionar a cada matraz 1 ml de solucin buffer, 1 ml de solucin reductora y 1 ml

de solucin de ortofenantrolina. Aforar a 50 ml cada matraz.

Adicionar la misma cantidad a la muestra problema.

Comparar los colores obtenidos de las diferentes concentraciones conocidas, con la

muestra problema uno antes y uno despus, colocando los patrones y el problema en

los tubos Nessler.


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Clculos

Por comparacin determinar la concentracin del problema

Actividades

Investigar en que consiste el colormetro de Lovibond.

Describir como son los tubos Nessler y las probetas de Hehner.

Investigar sobre el colormetro de la A.S.T.M. para determinar el color en aceites

lubricantes.

Es sabido que el agua es incolora; entonces, investigar a que se debe su color y

como se clasifica este.

Las aguas con ms de 20 unidades de color no se aceptan como de calidad

potable, por tanto; se siguen dos mtodos oficiales para medir el color al agua,

cules son estos y en qu consisten?

Conclusiones


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INTRODUCCIN:

La base para lo que los qumicos llaman anlisis colorimtrico es la variacin en la intensidad

del color de una solucin con cambios en la concentracin. El color puede deberse a una

propiedad inherente del constituyente mismo.

Comparando la intensidad del color de una solucin de concentracin desconocida con las intensidades de

soluciones de concentraciones conocidas, se puede determinarla concentracin de una solucin

desconocida.

OBJETIVO:

Que el alumno a travs de la formacin de patrones de soluciones coloridas con el ion Fe+2

determine la concentracin en un problema por el mtodo de igualacin visual y

construyendo una curva de calibracin.

Reactivos:

Ortofenantrolina 1-10

Solucin de sulfato ferroso amoniacal (0.1 mg/ml )

Solucin buffer de Ph3

Solucin acondicionadora de acido ascrbico al 10%

Material:

3 matraces aforados de 100ml

3 pipetas volumtricas de 2ml

INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ PRACTICA NO 2.

Determinacin colorimtrica del Fe+2 por el mtodo de igualacin y curva de calibracin.


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1 pipeta graduada de 1 ml

1 piseta

1 colormetro Dubosq

1 colormetro de Klett

1 cubeta (celda) para colormetro de Klett

1 filtro #42 azul

1 filtro #54 verde

1 filtro #66 rojo

Tcnica:

En los matraces aforados de 100ml adicionar en cada uno de ellos 0 ml de la solucin

madre, en otro de 5ml y en el otro la muestra problema.

Adicione a cada matraz 2ml. de solucin buffer , 2ml de cido ascrbico 10% y 2ml

ortofenantrolina ( en ese orden ) aforndolos a 100ml.

Colocar la solucin patrn de concentracin conocida en el aparato y mediante la

tcnica correspondiente obtener y anotar la lectura.

Coloca la muestra problema, anotar la lectura obtenida.

Clculos:

Para Klett Para Dubosq

Ls

CsLpCp

*

Lp

CsLsCp

*

Dnde :

Cp = Concentracin problema

Cs = Concentracin del estndar

Lp = Lectura del problema

Ls = Lectura del estndar

Actividades:

Comparar los resultados obtenidos con el colormetro de klett y con el de dubosq.

Repetir las lecturas usando el filtro verde y el filtro rojo, explicando que sucedi.


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Haga una grfica de concentracin Vs lectura para cada filtro, explicando cul de los 3

filtros es el ms adecuado para problema en estudio.

Complete el cuadro siguiente:

Color de la solucin Filtro adecuado

Purpura Naranja

Violeta Amarillo

Azul

Investigue el principio la determinacin del Fe por este mtodo.

Diga usted que le ocurre al Fe al reaccionar con la 1-10 ortofenantrolina.

Explquenlos con las reacciones qumicas.

Si se construyera una grfica en ppm (mg/ml) Vs lectura, como seran las

graduaciones de la escala de graduacin.

Problemas:

Una solucin estndar de solfucianuro de molibdeno 2x10*-4 M, la profundidad o espesor

es de 8.47 cm, la profundidad de la solucin problema es de 6.55 cm. Calcular la

concentracin de la solucin problema.


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CAPITULO II.

ESPECTROFOTOMETRIA


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I. VISIBLE ULTRAVIOLETA

Introduccin

Para la cuantificacion de sustancias que pueden absorber la luz que las atraviesa, las tcnicas

espectrofotomtricas son confiables y de fcil manejo. Adems no solo sirven para calcular la

cantidad de soluto presente en una disolucin, sino tambin se pueden utilizar para

identificar sustancias de manera cualitativa.

Cuando se realiza un proyecto de investigacin, se puede requerir el desarrollo de un

mtodo espectrofotomtrico para cuantificar algun soluto o quizas el producto de una

reaccin, que tengan la cualidad de absorber la luz.

Para conseguir esto se necesita:

a) Conocer la longitud de mxima absorbancia del compuesto, que se obtiene haciendo

un barrido en la regin del espectro de absorcin de inters.

b) La preparacin de una curva de calibracin con disoluciones de concentracin

conocida. Conocer la curva permite verificar si la ley de Lambert y Beer se cumple

en el intervalo de trabajo.

c) Conocer si hay interferencias entre los reactivos, si las reacciones involucradas son

estables en las condiciones de trabajo y si hay reproducibilidad en los resultados

experimentales.

Tome en cuenta que la absorcin de la energa radiante en las regiones espectrales del

visible y del ultravioleta, depende principalmente del nmero de arreglos de los electrones

de las molculas o iones absorbentes. En sustancias inorgnicas se presenta una absorcin

INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ

Practica No 3

Desarrollo de un mtodo espectrofotomtrico


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selectiva, cuando un nivel energtico electrnico incompleto se halla cubierto o sobrepuesto

por un nivel de energa completo, normalmente formado por valencias de coordinacin con

otros tomos. En las molculas orgnicas la absorcin selectiva est relacionada con la

localizacin de los electrones en la molcula. Los compuestos completamente saturados no

muestran una absorcin selectiva en las regiones del visible y en las accesibles del ultravioleta

lejano. Las dobles ligaduras conjugadas producen absorcin con mayores longitudes de onda.

Si la molcula es muy grande, la absorcin entrara en la regin visible y presenta color, tal

como sucede con la molcula del caroteno (Ewing, 1979).

Objetivo

El alumno aprender a utilizar un espectrofotmetro (Spectronic 20) y a implementar una

metodologa para la cuantificacin de compuestos que absorben la luz en la regin del visible.

Materiales y reactivos

Espectrofotmetro Spectronic 20

2 celdas para el espectro

3 matraces aforados 100 ml

5 matraces volumtricos de 25 ml

2 vasos de precipitado de 100 ml

3 pipetas graduadas de 5 ml

Vidrio de reloj

Agitador de vidrio

Balanza analtica

Esptula

Piseta con agua destilada

NH4Fe(SO4)212H2O

H2SO4 concentrado

1, 10-fenantrolina

CH3COONa

Normas de seguridad

Tome en cuenta los puntos 2, 3 y 4 del apartado prevencin de accidentes en el

trabajo con sustancias qumicas, que se encuentra en el captulo 1.

Para preparar soluciones diluidas de cido sulfrico es recomendable:

a) Enfriar el recipiente que contenga agua en un bao de hielo


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b) Agregar el cido al agua en proporciones pequeas, dejando que ste resbale por

la pared del recipiente.

c) Agitar despus de cada adicin de cido regresando el recipiente al bao de hielo.

Procedimiento

1. Metodologa para encontrar la longitud de mxima absorbancia del complejo hierro-

fenantrolina: se obtiene haciendo un barrido en la regin del espectro de 400 a 620

nm.

Preparacin de disoluciones:

Disolucin estndar del hierro (III). Preparar 100 ml de disolucin 1.8 x 10 -3

M de NH4Fe(SO4)212H2O en disolucin de H2SO4 0.1 N.

Disolucin de 1, 10-fenantrolina al 0.1 % (p/p) en agua. Preparar 100 ml.

Acetato de sodio 2 M. Preparar 100 ml.

Coloque 5 ml de solucin estndar de Fe (III) en un matraz volumtrico de

100 ml. Adicione 10 ml de disolucin de acetato de sodio para mantener el

pH entre 3y 5. Verifique con papel pH. Adicione 10 ml de 1, 10-fenantrolina y

diluya hasta la marca de aforo con agua destilada. Deje trascurrir 10 minutos

para que se desarrolle el color rojo anaranjado.

Mida la absorbancia a intervalos de 10 nm, de 400 a 620 nm. En cada longitud

de onda ajuste la transmitancia a cero y cien por ciento, use un blanco que

contenga acetato de sodio y 1, 10-fenantrolina.

2. La preparacin de una curva de calibracin con disoluciones de concentracin

conocida permite verificar si la ley de Lambert y Beer se cumple en el intervalo de

trabajo.

Curva estndar. Prepare en matraces volumtricos de 25 ml una serie de

disoluciones que contengan 1, 2, 3 ,4 y 5 ml de la disolucin estndar de Fe

(III). Agregue 10 ml de disolucin de acetato de sodio, 10 ml de 1, 10-

fenantrolina y diluya hasta la marca con agua destilada. Mdase la absorbancia

de estas disoluciones en la longitud de onda seleccionada.

3. Adems se requiere conocer si hay interferencias entre los reactivos, si las

reacciones involucradas son estables en las condiciones de trabajo y si hay

reproducibilidad en los resultados experimentales.

Solicite al profesor una muestra problema de Fe (III) y mida la absorbancia.

Realice por triplicado la determinacin.


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Tratamiento de datos experimentales

Con los resultados del punto 1, construya una grfica de longitud de onda en

funcin de la absorbancia. Determine la longitud de onda de mxima

absorbancia para el complejo 1, 10-fenantrolina de hierro (III) que ha de

emplearse. Muestre al profesor de laboratorio la longitud de onda

seleccionada, antes de proceder al anlisis cuantitativo.

Construya una grfica de la absorbancia en funcin de la concentracin

(moles/l). Compruebe en que intervalo la ley de Lambert y Beer se cumple.

Determine la concentracin de la muestra problema y exprsela en molaridad

y en ppm.

Calcule el coeficiente de extincin molar del complejo colorido.

Calcule la cantidad de mM por ml necesarios para dar una absorbancia de 1.0

Cuestionario

1. Explique cules son las desviaciones que pueden presentarse en la aplicacin de la ley

de Beer.

2. Cules son los cuidados que se deben tener con las celdas del espectrofotmetro?

3. Cules son los factores que se deben tomar en cuenta para la determinacin

espectrofotomtrica de iones inorgnicos por formacin de complejos?


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Objetivo:

Que el alumno mediante mtodos espectrofotomtricos y con la obtencin de datos de

absorbancia, determine el pico de mxima absorbancia de soluciones de KMnO4 y K2Cr2O7.

Generalidades:

Calibracin de Espectrofotmetro.

Instrucciones o Enciende el espectrmetro y deja que se caliente por al menos 10 minutos. o Cambia la luz de la cmara a la longitud de onda deseada en el espectrmetro.

o Prepara un "blanco". Llena la cubeta hasta la mitad con la solucin de reaccin que no contenga la muestra desconocida.

o Limpia los lados de la cubeta con una toallita. Esto quita cualquier aceite que hayan

dejado tus manos, o las huellas digitales, del costado de la cubeta. o Carga el "blanco" en la cmara del espectrmetro.

o Cierra la tapa de la cmara y espera a que la medicin se detenga. o Presiona el botn de "cero" para calibrar el espectrmetro.(3)

Espectrofotometra Ultravioleta-Visible

Reactivos:

Solucin de KMnO4 x 10-4 M

Solucin de K2Cr2O7 x 10-4 M

Preparacin de los reactivos:

INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ PRACTICA NO 4

Determine el Pico de Mxima Absorbancia de KMNO4 y

K2CR2O7


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Solucin de KMnO4 5 x 10-4 M

Pesar 0.079 g. de KMnO4, disolver y transferir a un matraz aforado de 1 L.

Aadir 27 ml. de H2SO4 y aforar a 100 ml.

Solucin de K2Cr2O7 5 x 10-4 M

Pesar 0.071 g. de K2Cr2O7 disolver y transferir a un matraz aforado de 1 L., aadir 27

ml. de H2SO4 y aforar a 100 ml.

Material:

2 Matraces aforados de 250 ml. con soluciones.

1 Matraz aforado de 1000 ml.

1 Vaso de precipitados.

2 Cubetas para espectrofotmetro

1 Espectrofotmetro Bausch & Lomb

Tcnica:

Lecturas en Espectrofotmetro Zeiss

En una cubeta adicionar agua destilada como blanco de reactivo, y en la otra KMnO4

5 x 10-4 M. Posteriormente repetir la prctica con el K2Cr2O7 5 x 10-4 M.

Encender el espectrofotmetro y dejar calentar durante 15 min.

Ajustar a 0

Introducir el blanco de reactivo, seleccionar la longitud de onda y ajustar a 100.

Sacar el blanco de reactivo, introducir la cubeta que contiene la muestra problema

y anotar la lectura.

Repetir la operacin con el blanco de reactivo y la muestra problema, pero

cambiando la longitud de onda disminuyndola de 10 en 10 desde 600 nm hasta 400

nm.

Actividades:

1. Investigue cuales son las soluciones y filtros empleados para comprobar la calibracin de

la escala de longitud de onda de un espectrofotmetro.

2.- Explique cmo funciona un espectrofotmetro de haz simple y como uno de haz doble.

Problema:

Para determinar el volumen de un tanque de forma irregular se le agrega 1kg de un

colorante soluble en agua. El tanque se llena en su totalidad y el agua se mezcla por medio de


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un sistema de bombeo homogeneizando el colorante; se drena una muestra y se analiza. Una

porcin de 0.1g de colorante fue disuelto y diluido hasta 500ml. (solucin A); una porcin de

A fue diluida despus con un volumen igual de agua para formar la solucin B. En un

espectrofotmetro de filtro de dos fotoceldas puesto a 0 de absorbancia con la solucin B

se encontr una absorbancia de 0.863 para el agua del tanque y 0.750 para la solucin A.

Clcule la capacidad del tanque en litros.

OBJETIVO

Comprender las relaciones existentes entre el espectro visible de un complejo de

coordinacin y el enlace metal-ligando. Aplicacin de la ley de Beer-Lambert que relaciona la

absorbancia con la concentracin.

GENERALIDADES

Los fotones de la radiacin ultravioleta-visible (UV-Vis) poseen energa suficiente como para

alterar la estructura electrnica de los atomos y molculas. Incluso pueden romperse

enlaces qumicos en los procesos fotoqumicos desencadenados por dicha radiacin. Por

ejemplo, los fotones UV con longitud de onda


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Son varios los factores aue explican la aparicin de bandas en los espectros UV-Vis. Por un

lado, la frecuencia caracterstica de una transicin electrnica puede estar acompaada de

muchas otras frecuencias cercanas debido a multiples cambios rotacionales-vibracionales que

ocurren simultneamente al cambio electrnico. Por otro lado, las interacciones entre

molculas vecinas en fase de condensacin, difumina la posicin exacta de los estados

energticos accesibles a cada molcula.

Conviene que memorices para el resto de la practica la distribucin de longitudes de onda y colores en la regin visible del espectro que va desde los 400 nm hasta los 750 nm (1nm=10-9 m)

Color Violeta Azul Verde Amarillo Naranja Rojo

400 450 550 600 650 750

Color de las sustancias qumicas

Muchas sustancias que poseen una estructura conjugada son colorantes. Asi mismo, las

sustancias que contienen metales de transicin (Cr, Co, Fe, Cu, Mn, etc.) tambin son

colorantes. Si una molcula posee un grupo de atomos que absorbe luz visible, se dice que

es un cromforo.


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La fenolftalena, al igual que el fenantreno, es un cromoforo poraue posee una amplia

estructura de enlaces C-C conjugados.

En el caso de los metales, la caracterstica electrnica que permita su color es el hecho de

que los metales o los iones metlicos vengan descritos por una configuracin electrnica con

una subcapa d incompleta. Asi, por ejemplo, la configuracin electrnica de ion cobre (II)

tiene un hueco electrnico en la subcapa 3d.

Cual es el mecanismo del comor? Para que una sustancia sea coloreada debe absorber

luz visible, esto es, radiacin electromagntica con una longitud de onda comprendida entre

400 y 800 nm que provoca transitos electrnicos. En el caso concreto del complejo

[Cu(NH3)4]+2 , la disposicin de los pares de electrones libres de los ligandos (molculas de

amoniaco) alrededor del ion cobre (II) provoca que los electrones 3d del Cu se diferencien

energticamente. Asi, la absorcin de luz visible con una frecuencia apropiada permite al ion

cobre el acceso a una configuracin electrnica de mas alta energa, tal y como se representa

en el siguiente esquema:

Naturalmente, el cuantum del desdoblamiento energtico de los orbitales d depende del

nmero, disposicin y naturaleza de las molculas coordinadas al ion central.


Pgina 38

Por ultimo, es importante tener claro la relacin entre la luz absrbida por una muestra u

percepcin del color de dicha muestra. Para el caso de los espectros de absorcin, el color

que se percibe es la suma de los restantes colores que no son absorbidos y que son

entonces reflehados (objetos opacos) o transmitidos (objetos translucidos). Si un objeto

absorbe todo tipo de luz visible, entonces es un cuerpo negro. Si no absorbe luz visible, lo

percibimos como blanco o transparente. Si absorbe todo tipo de luz zxcepto la luz naranja,

entonces lo percibimos como naranja. Si absorbe solo luz azul, entonces percibimos el color

complementario del azul que es el color naranja.

El espectrofotmetro UV-Vis

Para medir cuantitativamente diferencias en la intensidad de los colores o bien registrar

espectros UV-Vis, se necesita un espectrofotmetro UV-Vis que proporciona datos de

absorbancia a distintas longitudes de onda. Recuerda que la absorbancia A para una

longitud de onda se define como:

Donde I,0 es la intensidad del haz incidente es la muestra e I es la intensidad del haz

emergente de la muestra. En la practica, se realizan medidas relativas de absorbancia ya que

lo que verdaderamente interesa conocer es la diferencia en la intensidad transmitida cuando

un haz luminoso atraviesa un blanco de disolvente puro (I), con respecto a la intensidad

transmitida cuando el haz pasa a travs de la muestra real (I) tal y como se ilustra a

continuacin:


Pgina 20

Un espectrofotmetro UV-Vis se compone de cinco elementos principales:

1. Una fuente de luz. Una lmpara de Wolframio es habitual y en nuestro caso

emita raduacion entre 340 y 1100 nm.

2. Un monocromador que selecciona un haz de luz con una longitud de onda

determinada (un haz monocromtico). Esto se consigue mediante el uso de

rejillas de difraccin y filtros para descomponer la luz de la lmpara.

3. Una celda portamuestras. Se utilizan materiales transparentes en el rango

de frecuencias utilizando tales como plstico, y sobre todo, cuarzo.

4. Un detector para medir la intensidad del haz transmitido. Generalmente se

trata de una clula fotoelctrica que traduce I en una intensidad de corriente

o diferencia de potencial.

5. Un contador o una pantalla de visualizacin.

METERIAL

Espectrofotmetro.

Celdas

6 matraces aforados de 50 mL

2 vasos de precipitados de 50 mL

1 pipeta graduada de 10 mL

1 pipeta aforada de 5 mL


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1 pipeta aforada de 10 mL

Varilla

Perilla para pipeta

REACTIVOS

CuSO4 0.5 M

NH3 1.0 M

Procedimiento:

OBTENCIN DEL ESPECTRO VISIBLE DE [Cu(H2O)4]2+

1) Prepara una disolucin 0.05 M de CuSO4(aq) a partir de la disolucin patrn de

concentracin 0.5 M. Para ello, recoge 5 mL de CuSO4(aq) 0.5 M medidos en una pipeta

aforada y colcalos en un matraz aforado de 50 mL. Enrasa con agua destilada.

2) Llena dos celdas portamuestras hasta la mitad, una que contenga agua destilada (blanco o

cero) y la otra la muestra de CuSO4 (aq) 0.05 M. Asegrate que las celdas estn bien secas y

limpias.

3) De acuerdo al procedimiento explicado por los profesores, debes medir la absorbancia

relativa de la muestra en un rango de 500 a 1000 nm en longitud de onda. Mide el espectro

de 20 en 20 nm en un primer barrido. En un segundo barrido, recoge ms datos en 100 nm

alrededor del mximo de absorbancia con un paso de 10 o 5 nm. Recoge los datos en una

Tabla. Determina el mximo de la curva con una precisin de 1 nm.

max[Cu(H2O)4]2+=

4) Representa grficamente la curva de absorcin frente a la longitud de onda. Para ello,

utilizars la aplicacin informtica EXCEL previamente configurada.

Cuntas bandas aparecen en el espectro?


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Qu gama de colores son absorbidos por el ion Cu2+? Est de acuerdo con el color

percibido?

OBTENCIN DEL ESPECTRO VISIBLE DE [Cu(NH3)4]2+

1) Prepara el complejo amoniacal de cobre mezclando 1.5 mL de la disolucin patrn 0.5 M

de CuSO4(aq) con 10 mL de una disolucin concentrada de amoniaco. Estas cantidades se

miden con la pipeta graduada y aforada, respectivamente, y se dispensan en un matraz

aforado de 50 mL. Enrsalo con agua destilada. Agtalo para homogeneizar.

2) Siguiendo el procedimiento anteriormente descrito, mide la absorbancia de esta

disolucin en el rango de 500-1000 nm.

3) Representa grficamente los datos obtenidos y localiza el mximo de la curva.

max[Cu(NH3)4]2+=

Cul ser la concentracin de [Cu(NH3)4]2+ en la disolucin que has preparado?

El Cu2+ y el amoniaco establecen equilibrios sucesivos de formacin de complejos

[Cu(H2O)3(NH3)]2+; [Cu(H2O)2(NH3)2]

2+ etc., crees que estas especies intermedias estn

presentes en la disolucin que has preparado?

Cuntas bandas observas en el espectro experimental?

El desplazamiento de max con respecto al complejo hidratado, est de acuerdo con el

cambio de color que se aprecia visualmente?

La frecuencia de la radiacin absorbida est relacionada con la fortaleza de los enlaces

metal-ligando que, a su vez, provocan el desdoblamiento de los subniveles d del metal.

Haciendo uso de las ecuaciones ondulatoria (c = ) y de Planck (E=h); convierte la

diferencia max correspondiente a los complejos aquo y amoniacales en una diferencia de

energa. Expresa el resultado en kJ/mol (necesitars la cte. de Avogadro NA=6.02213671023

mol-1). Interpreta el valor calculado con ayuda de tus profesores.


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RELACIN ENTRE ABSORBANCIA Y CONCENTRACIN. LEY DE BEER-

LAMBERT

Cules son las unidades de ?

COMPROBACIN EXPERIMENTAL Y APLICACIN DE LA LEY DE BEER

LAMBERT.

Vas a determinar los correspondientes coeficientes de extincin molar en la longitud de

onda de absorcin mxima para los complejos [Cu(H2O)6]2+ y [Cu(NH3)4]

2+ :

1) Prepara cuatro disoluciones de distinta concentracin del complejo acuoso recogiendo

0.5, 1, 2, y 2.5 mL de la disolucin patrn CuSO4(aq) 0.5 M sobre cuatro matraces aforados

de 50 mL y posterior adicin de agua destilada hasta el enrase.

2) Mide la absorbancia para estas disoluciones al valor en el que la curva de absorcin A()

obtenida anteriormente presentaba un mximo. Calcula las concentraciones de cada

disolucin y anota su absorbancia.

[Cu(H2O)6]2+

Concentracion

Amax

3) Prepara cuatro disoluciones de distinta concentracin del complejo amoniacal mezclando

0.5, 1, 2, y 2.5 mL de la disolucin patrn CuSO4(aq) 0.5 M con 10 mL de la disolucin de

amoniaco sobre cuatro matraces aforados de 50 mL y posterior adicin de agua destilada

hasta el enrase.

4) Mide la absorbancia para estas disoluciones al valor en el que la curva de absorcin A()

obtenida anteriormente presentaba un mximo. Calcula las concentraciones de cada

disolucin y anota su absorbancia.


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[Cu(NH3)4]2+

Concentracion

Amax

Utiliza la aplicacin informtica EXCEL para dibujar las grficas y hacer los

ajustes. Consulta a tus profesores.

Anota aqu los resultados obtenidos:

(complejo acuoso) =

[Cu(H2O)4]2

Anota aqu los resultados obtenidos:

(complejo acuoso)

(complejo amoniacal)


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II. TURBIDIMETRIA

OBJETIVO

Conocer los mtodos para determinar la concentracin de sulfatos en una muestra de agua,

y su incidencia de acuerdo al uso de este recurso

INTRODUCCIN

Los sulfatos se encuentran en las aguas naturales en un amplio intervalo de

concentraciones. Las aguas de minas y los efluentes industriales contienen grandes

cantidades de sulfatos provenientes de la oxidacin de la pirita y del uso del cido

sulfrico. Los estndares para agua potable del servicio de salud pblica tienen un lmite

mximo de 250 ppm de sulfatos, ya que a valores superiores tiene una accin "purgante

".Los lmites de concentracin, arriba de los cuales se percibe un sabor amargo en el agua

son:

Para el sulfato de magnesio 400 a 600 ppm y para el sulfato de calcio son de 250 a 400

ppm. La presencia de sulfatos es ventajosa en la industria cervecera, ya que le confiere un

sabor deseable al producto.

En los sistemas de agua para uso domstico, los sulfatos no producen un incremento en la

corrosin de los accesorios metlicos, pero cuando las concentraciones son superiores

a 200 ppm, se incrementa la cantidad de plomo disuelto proveniente de las tuberas de

plomo. Para llevar a cabo la inspeccin, vigilancia y control, es necesario realizar un

seguimiento de las caractersticas fisicoqumicas y microbiolgicas del proceso de

INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ PRACTICA NO 6

CUANTIFICACION TURBIDIMETRICA DE SULFATOS


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potabilizacin de agua y del producto terminado, con el fin de comparar con los valores

normativos

Los sulfatos en el agua pueden tener su origen en el contacto de ella, con terrenos ricos en

yesos, as como por la contaminacin con aguas residuales industriales; el contenido de estos

no suele presentar problemas de potabilidad en las aguas de consumo humano, pero

contenidos superiores a 300mg/L pueden causar trastornos gastrointestinales en los nios.

Se sabe que los sulfatos de sodio y magnesio tienen accin laxante, por lo que no es

deseable un exceso de los mismos en las aguas de consumo. El ion sulfato es abundante en

aguas naturales.

En el caso de las aguas duras, el sulfato junto con otros iones ejercen un poder incrustante y

de all la importancia de su determinacin para usos industriales, especialmente en el caso de

agua para calderas, ya que este fenmeno en dichos equipos, puede disminuir su efectividad y

por consiguiente, su tiempo de vida.

En lugares donde pueda aumentar la concentracin de fitoplancton, se pueden presentar

zonas anaerobias debido a la descomposicin de materia orgnica, en las que las bacterias

afines al sulfato se activan. Estas bacterias toman el oxgeno de los sulfatos formando sulfuro

de hidrgeno, el cual es un compuesto de olor desagradable y altamente txico que elimina

muchos organismos del medio, excepto las bacterias anaerbicas del ecosistema.

El ion sulfato precipita en medio cido con cloruro de bario formando cristales de sulfato de

bario de tamao uniforme. La cantidad de cristales es proporcional a la concentracin de

sulfatos en la muestra y la absorbancia luminosa de la suspensin; se puede medir

espectrofotomtricamente a 420 nm, siendo la concentracin de SO4.determinada respecto

a una curva de calibracin, segn los mtodos normalizados para el anlisis de aguas potables

y residuales preparados por la Asociacin Americana de Salud Pblica, Asociacin Americana

de Trabajos del Agua, Federacin para el Control de la Polucin del Agua.

El mtodo turbidimtrico permite determinar hasta 40 mg/L de sulfatos. Si la muestra

presenta una concentracin mayor se debe realizar una dilucin. Las aguas con alta turbiedad

han de ser tratadas previamente por centrifugacin o filtracin para su clarificacin y

posterior anlisis. Interfiere tambin un exceso de slice superior a 500mg/L y en las

muestras con alto contenido de materia orgnica puede dificultarse la precipitacin de

sulfato de bario.

La reglamentacin Colombiana especifica los criterios y los valores respectivos para evaluar

las condiciones fsicas, qumicas y microbiolgicas de las aguas destinadas para consumo

humano a travs la resolucin 1575 del 2007, y establece como valor mximo admisible

250mg/L para el ion sulfato.


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REACTIVOS

Na2SO4

Solucin acondicionadora sulfatos

Cloruro de Bario

MATERIALES

1 Colormetro de Klett

1 Cubeta de Klett

1 Agitador magntico

1 pipeta graduada de 5 ml

1 Mosca para el agitador

1 Piseta

Espectrofotmetro

1 Filtro azul

1 Matraz Erlenmeyer de 250 ml

2 Matraz aforados de 100 ml

PREPARACIN DE LOS REACTIVOS

Solucin de Na2SO4

Pesar 0.148 gr. De Na2SO4 disolver en agua y aforar a 1000 ml (1 ml= 5.0 mg)

Solucin acondicionadora para sulfatos

50 ml. De glicerina + 30 ml de HCL + 300 ml de agua destilada + 100 ml de etanol + 75 gr de

NaCl.

TCNICA


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Se separa una solucin estndar de sulfatos (tomando de 25ml de la solucin madre) y se afora hasta 100ml.

Se vaca el contenido en un matraz Erlenmeyer y se agregan 5 ml de la solucin acondicionadora y cristales de BaCl2-2H2o (tome el tiempo a partir de la adicin de los

cristales)

Agitar durante 1 min. Pasado el minuto, se lleva al colormetro de Klett y se toman lecturas cada minuto

durante 3 min.

Se toma la lectura ms alta para hacer los clculos correspondientes. Se toma el alcuota problema y se le da el mismo tratamiento.

ACTIVIDADES

1. Investigar otro mtodo para la determinacin de sulfatos.

2. Cul es la importancia que tiene la determinacin de sulfatos en el agua?

3. Investigar otro mtodo turbidimtro para anlisis.

ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS

1. Se utilizar un turbidmetro o fotocolormetro en lugar de un espectrofotmetro Cul

sera el filtro elegido (nm., color y rango ()?

2. Qu relacin tiene la NMX-F518-1992 con esta prctica?

3. Indica la referencia COMPLETA (incluyendo pginas) de esta determinacin tanto en el

AOAC como en el SMEWW, en las ediciones ms recientes que localice.

4. Contraste sus resultados con la NOM-127-SSA1-1994, salud ambiental. Agua para su uso

y consumo humano. Lmites permisibles de calidad y tratamiento a que se debe someterse

el agua para su potabilizacin.


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CAPITULO III.

ESPECTROSCOPIA ATOMICA


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A pesar de que como se ha mencionado antes, el potencial de la espectroscopia en el anlisis cuantitativo era conocido desde fines del siglo pasado, su desarrollo y amplia aplicacin en el

anlisis qumico es tan reciente que apenas en 1952 tuvo desarrollo el primer equipo comercial de espectroscopia de absorcin atmica para la cuantificacin de metales.

Esta lentitud en la adaptacin de tcnicas espectroscpicas al anlisis qumico cuantitativo ha sido compensada por el alto grado de desarrollo que ha alcanzado en los ltimos aos.

ESPECTROSCOPIA MOLECULAR.- A diferencia de la espectroscopia atmica, la espectroscopia molecular tuvo un desarrollo ms temprano ya que se requera de un

instrumental menos sofisticado.

Bouger, Lambert y Beer encontraron las relaciones cuantitativas entre espesor de celda y concentracin de la especie absorbente para una solucin que absorbe radiacin Visible.

Inicialmente las tcnicas estuvieron limitadas a la regin visible del espectro electromagntico, por lo que ha esta tcnica espectroscpica se le llam Colorimetra, ya

que la intensidad de color est directamente relacionada a la concentracin de la especie absorbente.

Posteriormente tuvo desarrollo la espectroscopia Ultravioleta, Infrarrojo, Raman, de Rayos X, Fluorescencia, etc.

Hoy en da prcticamente no existe ningn laboratorio o proceso industrial que prescinda

de las tcnicas espectroscpicas. Estas tcnicas pueden ser sencillos anlisis colorimtricos o por el contrario, los ms sofisticados equipos de computacin estn acoplados a estos

equipos instrumentales para tener anlisis ms precisos y con menos lmites de deteccin. Las aplicaciones de la espectroscopia son innumerables. En Qumica Clnica, en Control de

Calidad en los procesos industriales, en Anlisis de Aguas Residuales y Potables, en Anlisis de Tierras, en Anlisis de Fertilizantes, en Medicina Forense, en Metalurgia, en Farmacia, en

control de procesos industriales y en muchas otras reas de la Ciencia y la Tecnologa.

ESPECTROSCOPIA DE ATOMOS

La espectroscopa atmica se puede dividir en tres clases : 1. Espectroscopa de Emisin Atmica ( EEA)

2. Espectroscopa de Absorcin Atmica (EAA) 3. Espectroscopa de Fluorescencia Atmica (EFA)

La espectroscopia de absorcin atmica (EAA), tiene como fundamento la absorcin de

radiacin de una longitud de onda determinada. Esta radiacin es absorbida selectivamente

por tomos que tengan niveles energticos cuya diferencia en energa corresponda en valor a la energa de los fotones incidentes. La cantidad de fotones absorbidos, est determinada


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por la ley de Beer, que relaciona sta prdida de poder radiante, con la concentracin de la

especie absorbente y con el espesor de la celda o recipiente que contiene los tomos absorbedores.

Los componentes instrumentales de un equipo de espectrofotometra de absorcin atmica son los similares a los de un fotmetro o espectrofotmetro de flama, excepto que en EAA

se requiere de una fuente de radiacin necesaria para excitar los tomos del analito. Estos componentes se representan en la siguiente figura.

INSTRUMENTACIN

La diferencia entre fotometra de llama y absorcin atmica radica principalmente en los distintos mtodos de medida de las seales.

Un espectrofotmetro de absorcin atmica es bsicamente un espectrofotmetro de llama al que se le ha aadido una fuente de radiacin. Para conseguir eliminar la seal de

fotometra de llama y recoger nicamente la de absorcin se modula la fuente de ctodo

hueco. a) Fotmetros de llama

Existe una gran variedad de equipos que van desde los fotmetros de filtro de haz nico a los espectrofotmetros de multicanal con correccin automtica del ruido de fondo.

b) Espectrofotmetros de absorcin atmica En los ltimos aos se han desarrollado a gran velocidad los espectrofotmetros de

absorcin atmica y en el mercado existen desde los instrumentos muy sencillos de haz simple hasta diseos complejos automatizados. La mayora de los instrumentos se disean de

modo que puedan utilizarse en fotometra de llama. En la siguiente figura se recoge el

diagrama de bloques de espectrofotmetros de absorcin atmica.


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Funcin y condiciones de las llamas

La llama tiene tres funciones bsicas: permite pasar la muestra a analizar del estado lquido a

estado gaseoso; descompone los compuestos moleculares del elemento de inters en tomos individuales o en molculas sencillas y excita estos tomos o molculas.

Las condiciones que debe cumplir una llama para considerarla satisfactoria es que tenga la temperatura adecuada y que en ella se forme un ambiente gaseoso que permita las funciones

mencionadas. Adems, el ruido de fondo de la llama no debe interferir las observaciones a efectuar.

Una llama tpica consta de: cono interno, cono externo y zona entre conos como podemos observar en la siguiente figura.

El cono interno es la zona en que tiene lugar, generalmente, una combustin parcial, es decir sin equilibrio trmico. Esta zona se calienta por conduccin y radiacin a partir de la regin

ms caliente que se encuentra sobre ella. En ella se forman los productos de oxidacin intermedios, se produce una gran emisin de luz (a partir del combustible y no de la

muestra), una elevada ionizacin y una gran concentracin de radicales libres. Es muy poco utilizada para trabajo analtico.

Inmediatamente encima de la regin del cono interno se encuentra la zona interconal Es la

llamada parte caliente de la llama y en ella tiene lugar una combustin completa y se alcanza


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casi un equilibrio termodinmico. Esta llama es la que se utiliza prcticamente en anlisis por

fotometra de llama y espectroscopa de absorcin atmica. La altura de esta zona sobre el quemador vara considerablemente con el tipo de quemador, la naturaleza de los gases

utilizados y su velocidad de flujo. La regin del cono externo es una zona de combustin secundaria en la que los productos

parcialmente oxidados como el monxido de carbono pueden completar su combustin. Esta regin se enfra por el aire circundante y es, en general, una regin poco til.

Fenmenos que tienen lugar en la llama 1. - Se evapora el agua o los otros disolventes dejando como residuo diminutas partculas de

sal seca. 2. - La sal seca se vaporiza, es decir, pasa al estado gaseoso.

3. - Las molculas gaseosas, o una parte de ellas, se disocian progresivamente dando lugar a tomos neutros o radicales. Estos tomos neutros son las especies absorbentes en

espectroscopa de absorcin atmica y son las especies emisoras en fotometra de llama.

4. - Parte de los tomos neutros se excitan trmicamente o se ionizan. La fraccin excitada trmicamente es importante en anlisis por fotometra de llama ya que el retorno al estado

fundamental de los electrones excitados es el responsable de la emisin de la luz que se mide.

5. - Parte de los tomos neutros o de los radicales que se encuentran en la llama pueden combinarse para formar nuevos compuestos gaseosos. La formacin de estos compuestos

reduce la poblacin de los tomos neutros en las llamas y constituye las llamadas interferencias qumicas que se presentan en los mtodos de anlisis que utilizan llamas.

La eficacia con que las llamas producen tomos neutros tiene mucha importancia. La llama

de xido nitroso-acetileno, que es ms caliente que la de aire acetileno, parece ser ms efectiva para la formacin de tomos neutros. Los metales alcalinos son una excepcin,

probablemente debido a que la ionizacin es apreciable en la llama caliente. En cualquier caso, estos dos tipos de llama son los ms adecuados para fotometra de llama y absorcin

atmica. A las temperaturas ordinarias de llamas es relativamente baja la fraccin de tomos del

estado fundamental que se excita. nicamente si la temperatura de la llama es muy elevada la fraccin de tomos excitados empieza a ser apreciable. Este hecho pone de manifiesto la

necesidad de controlar la temperatura de la llama cuidadosamente para fotometra de

emisin. Por el contrario, la fraccin de tomos en el estado fundamental es muy elevada y, por lo tanto, pequeas fluctuaciones en la temperatura de la llama no son importantes para

el anlisis por absorcin atmica. La ionizacin que tiene lugar en las llamas produce normalmente la prdida de un slo

electrn y se puede representar: A A+ + e-

A = tomo neutro A+ = su ion positivo

e- = electrn libre

Este proceso de disociacin depende de la concentracin o de la presin, ya que una especie se disocia en dos. Al aumentar la presin parcial de los tomos en la llama, el porcentaje de

ionizacin disminuye tal como debe esperarse de la aplicacin de la ley de Le Chtelier.


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A la temperatura de la llama acetileno-oxgeno la mayor parte de los elementos se encuentran apreciablemente ionizados. El grado de ionizacin del elemento a analizar puede

disminuirse por adicin de una elevada concentracin de otro elemento que sea ms fcilmente ionizable (tampn de radiacin o supresor de ionizacin).

Es preferible, por lo general, suprimir de este modo la ionizacin a utilizar temperaturas de

llama ms bajas que hacen aumentar las interferencias qumicas.

Objetivo:

Que el alumno identifique cada una de las partes de los instrumentos, la preparacin de una

muestra y su aplicacin en la ingeniera ambiental.

Aspectos fundamentales

La obtencin de los tomos al estado de vapor que puede realizarse mediante

Una llama,

Energa electrotrmica,

Plasma

Formacin de un vapor fro

Todas las tcnicas Atmicas tienen en comn su gran sensibilidad y selectividad, al estar

basadas en transiciones electrnicas de tomos que se producen de forma definida para cada

tomo y siendo distinta de un tomo a otro,

. Esta caracterstica posibilita la determinacin multielemental en una sola medida y

prcticamente sin interferencias.

Para la Absorcin es necesario que los tomos permanezcan en estado fundamental. Para la

Emisin es deseable que el mayor nmero de tomos estn en estado excitado.

INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ Practica no 7

EPECTROSCOPIA ATOMICA


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Para la fluorescencia es independiente pero se prefiere que la Intensidad de la emisin que se

mide proceda de la excitacin electromagntica a travs de la lmpara excitadora. Aspectos

fundamentales.

El factor controlante de la poblacin relativa de tomos en estado fundamental o excitado

es la energa aplicada y por tanto la temperatura de la fuente atomizadora, aumentando un

4% la poblacin de tomos en estado excitado por cada 10K de aumento de la T.

Por ello en las tcnicas de emisin y fluorescencia el control de temperatura es crtico,

mientras que en las de absorcin es importante pero no critica.

En la de masas es critica la T para la produccin de iones.

PROCEDIMIENTO- Establecido en el Manual De ingeniera Ambiental de CFE

para detrminar metales en agua.


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CAPITULO IV.

ESPECTROSCOPIA IR


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INTRODUCCIN

Los anlisis a ser realizados en el Laboratorio de Instrumental mediante Espectrometra

Infrarroja son de tipo cualitativo. Para hacer este tipo de anlisis es necesario obtener el

espectro ms adecuado de la muestra. Para ello deben ajustarse las variables instrumentales como velocidad, ganancia y posicin del peine, as como otras relacionadas con la

preparacin de la muestra. A continuacin se darn indicaciones para preparar las muestras y otras para la obtencin del espectro requerido.

Preparacin de la muestra lquida

Las muestras lquidas se analizan directamente, sin mezcla alguna, colocando una o dos gotas de la muestra entre dos placas de KBr o NaBr, las cuales conforman parte de la llamada

celda de muestras lquidas. Estas celdas tienen requerimientos especiales para su uso y

mantenimiento, los cuales se presentan en este manual.

Preparacin de la muestra slida La muestra slida se mezcla con KBr puro y seco en un mortero de gata hasta obtener un

polvo fino. Las proporciones de muestra a KBr pueden variarse y ello constituye uno de los pasos a optimizar en el procedimiento.

Se sugiere comenzar en valores intermedios como una relacin en peso 1:100 muestra/KBr. Una pequea porcin del polvo obtenido, se coloca en un portador de muestra para

preparar pastillas empleando para ello una prensa. La pastilla, que debe ser homognea y

finsima, se coloca en una placa para muestras. Es importante evitar la contaminacin de la muestra y seguir las indicaciones sobre el uso de la prensa para hacer la pastilla.

Obtencin del espectro de las muestras lquidas y slidas

Una vez que la muestra lquida o slida se ha preparado y colocado apropiadamente en su portamuestras, se inserta en el espectrmetro.

El espectro de cada muestra se corre bajo diferentes condiciones hasta la obtencin del mejor espectro el cual debe presentar en lo posible bandas finas e intensas. La relacin de

muestra a solvente (KBr), valor de ganancia, velocidad de la carta entre otras, sern las

variables a optimizar para obtener el mejor espectro. Una vez obtenido el espectro ptimo para cada muestra es necesario calibrar la escala del

espectro en el papel (nmero de onda).

Calibracin del espectro


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Para calibrar la escala del espectro, retire la muestra del espectrmetro y coloque en su lugar la lmina de poliestireno. Sobre el mismo papel en donde obtuvo el espectro ptimo

de la muestra y bajo las mismas condiciones instrumentales en las que obtuvo el de la muestra, corra el espectro correspondiente del poliestireno.

Esta operacin debe ser realizada para cada espectro final de cada muestra.

Mantenimiento del porta muestra para lquidos

Es importante mantener presente que el mantenimiento de las placas de KBr y NaCl es vital para la obtencin del espectro apropiado. Entre las particularidades de estas placas estn su

elevado costo, su fragilidad y su fcil deterioro. Para su empleo apropiado deben seguirse las siguientes instrucciones:

1. Las placas deben limpiarse siempre antes y despus de ser empleadas. Para ello se coloca

sobre el mesn (o el soporte de vidrio) un material seco, suave, liso y sin pelusas (por ejemplo, una servilleta seca y limpia). Encima se coloca la placa y se agrega acetona sobre la

misma frotndose con movimientos circulares sobre el material liso. Se realiza este

procedimiento por ambas caras de la placa, la cual debe quedar limpia y transparente. 2. Al terminar cada sesin de IR, las placas deben ser limpiadas exhaustivamente por el

Preparador II. Para ello se colocan las placas sobre una superficie plana, suave, limpia y seca y se limpian con una pasta de almina y acetona. Las placas se deslizan con movimientos

circulares de manera que la limpieza sea homognea. Los restos de la pasta limpiadora se sacan con acetona frotando las placas en una servilleta limpia y seca sobre una superficie

plana. Las placas deben guardarse en su caja dentro de un desecador.

Notas:

- Es importante que la acetona debe estar libre de agua as como evitar el contacto de las placas con todo aquello que contenga humedad.

- No debe olvidar colocar los separadores de goma entre la parte metlica del portamuestras y las placas.

- La presin sobre las placas de vidrio debe ser suave y uniforme tanto para limpiarlas como para ajustar los tornillos del portamuestras, de lo contrario las placas pueden fracturarse.

- Para cerrar apropiadamente el portamuestras para lquidos, se colocan los tres tornillos en su posicin y se ajustan de manera alternada hasta que las placas no se muevan. No ajuste

demasiado los tornillos.

- Si no tiene claro cmo usar o limpiar las placas o se presenta algn inconveniente llame al preparador o al profesor.


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OBJETIVO

Seleccionar y aplicar correctamente las pruebas de clasificacin, con el fin de identificar los

grupos funcionales importantes, en los diferentes compuestos qumicos de tipo orgnico.

PREPARACION DE MUESTRAS

Tu profesor te enseara el manejo del equipo de infrarrojo y las tcnicas de preparacin de

muestra: disolucin, pelcula, pastilla, y suspensin.

Consultar informacin adjunta.

Cuentas con dos compuestos, uno de ellos etiquetado como fenol y una muestra problema a

elegir que puede ser liquida o solida, tan pronto como tengas conocimiento del manejo del

equipo y la preparacin de las muestras, registra el espectro del fenol por todas las tcnicas

y los espectros de la muestra elegida por la tcnica que juzgues ms adecuada.

Cuestionario.

INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ Practica no 8

IDENTIFICACIN DE GRUPOS FUNCIONALES POR

ESPECTROSCOPA INFRARROJA (IR)


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1.- Cules son las partes fundamentales de un equipo de infrarrojo con transformada de

Fourier y cual es la funcin de cada una de ellas?

2.- En que consiste la preparacin de muestras por la tcnicas de pelcula, disolucin, pastilla

y suspensin?

3.- Cules son las bandas de absorcin caracterisiticas del fenol (grupo funcional OH y anillo

aromtico?

4.- Qu diferencias observas en los espectros del fenol segn la tcnica de preparacin de

muestra utilizada?

5.- Qu tcnica de preparacin de muestra elegiste para el registro de la muestra elegida?

INTRODUCCIN

La presencia y el ambiente de un grupo funcional en una molcula orgnica pueden ser

identificados por Espectroscopia Infrarroja. Un espectro de infrarrojo (IR) es un registro d la

absorcin de la radiacin electromagntica por una muestra, en la regin de 4000 a 667

cm, el cual es igual a la regin de longitud de onda 2.5 a 15 m. Un m= 1 x 10 cm.

La absorcin de la radiacin IR resulta en cambios en la amplitud de la vibracin de varias

partes de una molcula orgnica. Existen dos tipos de vibracin molecular: estiramiento y

flexin. El primero es un movimiento rtmico tal, que la distancia interatmica se incrementa

o disminuye, una flexin puede consistir en un cambio en el ngulo de enlace.

Interpretacin de un espectro.-


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Las reas ms importantes del espectro son las regiones de 4000-1300 cm y 900-650 cm.

La porcin de alta frecuencia del espectro, es llamada la regin de los grupos funcionales. Las

frecuencias de estiramientos caractersticos de grupos funcionales importantes, como OH,

NH y C=O, estn presentes en esta porcin del espectro. La ausencia de absorcin en el

rango asignado puede utilizarse generalmente como evidencia de la falta de tales grupos en la

molcula.

La ausencia de bandas fuertes de absorcin en la regin de 900-650 cm, generalmente

indica una estructura no aromtica. Los compuestos aromticos y heteroaromticos,

presentan bandas de absorcin en esta regin, como resultado de flexiones C-H.

Absorciones anchas y moderadamente intensas en la regin de baja frecuencia, sugieren la

presencia de dmeros de cidos carboxlicos, animas o amidas. Si la regin se extiende a

1000 cm, pueden estar presentes bandas caractersticas de alquenos.

La porcin intermedia del espectro (1300 a 900 cm) se conoce generalmente como la

regin de las huellas digitales. El patrn de absorcin de esta regin frecuentemente ms

complejo, sin embargo, esta porcin del espectro es extremadamente valioso cuando es

examinada en referencia a las otras regiones.

Por ejemplo, si una absorcin por estiramiento aparece en la regin de alta frecuencia del

espectro, la posicin de la banda de absorcin C-C-O en la regin de 1260-1000 cm

frecuentemente hace posible asignar la absorcin O-H a un alcohol o a un fenol con alta

especificidad.

TALLER DE INTERPRETACION

1.- Aplica la metodologa de interpretacin de espectroscopia infrarroja, a la muestra elegida

y determina los grupos funcionales presentes en el compuesto.

2.- El maestro te proporcionara los espectros de IR de compuestos, aplica las reglas bsicas

de interpretacin a los espectros en las zonas y correlaciona con espectros de RMN y el

espectro de masas de las muestras aplica el esquema de interpretacin.

Ejemplo:


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ANEXO

TABLA DE ASIGNACION DE GRUPOS FUNCIONALES

HIDROCARBUROS La absorcin por alargamiento carbono - hidrogeno

(C-H), Tipo de hibridacin

Csp3 H(-CH, alcanos) 2800-3000 cm-1

Csp2 H(=CH, alquenos) 3000-3300 cm-1

Csp2 H(=CH, aromticos) 3030 cm-1

Csp H(-=CH, alquinos) 3300 cm-1

ALCANOS

C-H Vibracin de alargamiento 3000 cm-1

A)En alcanos la absorcin ocurre a la

derecha

De 3000 cm -1

B)Si un compuesto tiene hidrgenos

vinlicos, acetilnicos o aromticos, la

absorcin del CH es a la izquierda

De 3000 cm-1

CH2 Los metilenos tienen una banda de

absorcin caracterstica de flexin

1450-1485 cm-1

La banda cuando hay ms de 4 metilenos

juntos se presenta en

720 cm-1

CH3 Los metilos tienen una absorcin

caracterstica entre

1375-1380 cm-1

La banda caracterstica de 1380 cm-1

caracterstica de metilo se dobletea cuando

hay isopropilos o terbutilos apareciendo

tambin

Isopropil 1380 doble, 1170

cm-1 y 1145 cm-1

Terbutil 1380 doble; 1255

cm-1 y 1210 cm-1


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ALQUENOS

=CH Vibracin de alargamiento ocurre a 3000-3300 cm-1

C=C Vibracin de alargamiento en la regin 1600-1675 cm-1

=C-H Vibracin de flexin fuera del plano en la

regin de

1000-650 cm-1

ALQUINOS

-=C-H Vibracin de alargamiento ocurre a 3300 cm-1

C-=C Vibracin de alargamiento cerca de 2150 cm-1

La conjugacin desplaza el alargamiento C C

a la derecha

AROMATICOS

=C-H La absorcin por alargamiento es a la

izquierda de

3000 cm-1

C-H Flexin fuera del plano en la regin de 690-900 cm-1

Este tipo de absorcin permite el tipo de

sustitucin en el anillo.

C=C Existen absorciones que ocurren en pares a 1600 cm-1 y 1450 cm-1

caractersticos del anillo

aromtico

ALCOHOLES La caracterstica es banda intensa y ancha

-OH Vibracin de alargamiento ocurre a 3000- 3700 cm-1

Un alcohol monmero da una banda aguda

en

3610- 3640 cm-1

C-O Vibracin de alargamiento localizada de 1000- 1200 cm-1

C-OH Flexin en el plano a 1200- 1500 cm-1

C-OH Flexin fuera del plano en 250- 650 cm-1

AMINAS

N-H Banda de alargamiento localizada en 3300- 3500 cm-1

Las aminas primarias tienen dos bandas

Las aminas secundarias tienen una banda a

menudo dbil.

Las aminas terciarias no tienen banda de

alargamiento N-H

C-N La banda de alargamiento es dbil en 1000- 1350 cm-1

N-H Banda de flexin (tijera) ocurre en 1640-1560 cm-1

N-H Flexin fuera del plano a 650- 900 cm-1

COMPUESTOS

CARBONILICOS

Aldehdos, cetonas, ac. carboxlicos 1850-1650 cm-1

ALDEHIDO RCHO 1720-1740 cm-1

CETONA RCOR 1705-1750 cm-1

ACIDO CARBOXILICO RCOOH 1700-1724 cm-1

ESTER RCOOR 1735-1750 cm-1

ALDEHIDOS

C=O Banda de alargamiento en 1725 cm-1 Mueve la

absorcin a la derecha

C-H Banda de alargamiento del H aldehdo en 2750-2850 cm-1

CETONAS

C=O Banda de alargamiento en 1515 cm-1 Mueve la

absorcin a la derecha

ACIDOS

OH Banda de estiramiento, generalmente muy

ancha (debido a la asociacin por puente de

hidrogeno) en zona de

3300- 2500 cm-1

Interfiere con abs. C-H

C=O Banda estiramiento ancha en zona 1730- 1700 cm-1

C-O Banda de estiramiento fuerte en zona 1320- 1210 cm-1

ESTERES

C=O Banda de estiramiento cercana 1735 cm-1


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C-O Banda de estiramiento, aparece, 2 bandas o

ms, una ms fuerte que las otras, en la

zona de

1300- 1000 cm-1

CUESTIONARIO

1.- Cul es la masa molecular del compuesto?

2.- Qu grupos funcionales estn presentes en la muestra problema elegida y cules son sus

respectivos nmeros de onda de absorcin?

3.- Analiza el espectro de resonancia de la muestra problema y responde:

El espectro es totalmente de primer orden?

El compuesto es totalmente de segundo orden?

El compuesto tiene un aparte de primer orden y otra de segundo orden?

Justifica tu respuesta.

4.- Si el compuesto presenta seales de primer orden Qu grupos protonados se

encuentran vecinos y cuantos hidrgenos presenta cada seal?

5.- Si el espectro presenta seales de segundo orden Cuntos hidrgenos tiene cada seal?

6.- Qu estructura propones para la muestra problema elegida?

7.- Si analizas el espectro de masas de la muestra Qu estructura propones para el ion pico

base del espectro?

8.- Cul es la estructura del compuesto problema? JUSTIFICA TU RESPUESTA.


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CAPITULO V.

REFRACTOMETRIA


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FUNDAMENTO

Cuando un rayo de luz penetra oblicuamente (forma sesgada) en un medio en que su

velocidad de propagacin es diferente con respecto al medio original, sufre una desviacin

conocida con el nombre de REFRACCION DE LA LUZ.

La REFRACCION tambin se puede definir como el cambio o inclinacin en la direccin de

la radiacin electromagntica en la forma de la luz visible, cuando sta atraviesa de un medio

a otro.


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Se llama INDICE DE REFRACCION absoluto n ce un medio, al cociente entre la velocidad

de la luz en el vacio c, y la velocidad que tiene la luz en ese medio v. n=c/v.

El mtodo ptico que se basa en la medida del NDICE DE REFRACCIN o n se conoce

como REFRACTOMETRIA.

El INDICE DE REFRACCION o n de un medio depende de la temperatura y de la longitud

de onda de la radiacin, en consecuencia la forma correcta de indicar este parmetro es

indicando los valores de temperatura y de .

Significa que en la determinacin de n, se ha utilizado como radiacin la lnea

D de emisin del sodio= 589 nm y la muestra a una temperatura de 20C.

La medicin de n en los instrumentos para tal fin (refractmetros) se da a travs de la

medicin del ANGULO CRITICO, ya sea por un sistema de transmisin o trasparencia o de

reflexin.

c

c

n1

n2

n2

n1

n Sen i

Sen r = = =

n 20

D


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Se le llama Angulo Critico (en sistema de transparencia o transmisin) al ngulo de

refraccin de un medio cuando el ngulo de la radiacin incidente es de 90C (ngulo

rasante), en este caso:

Se denomina ngulo critico (en sistema de reflexin), al ngulo de incidencia para el cual el

rayo refractado emerge tangente a la superficie.

La Refractometra con fines cualitativos

El ndice de refraccin n puede ser considerado como una propiedad relativamente

inespecfica. Si bien cada sustancia tiene un solo valor de n, este puede ser el mismo para un

sinnmero de otras sustancias. Por ejemplo, cientos de miles de lquidos orgnicos cubren

un rango relativamente pequeo de n en que va de 1.26 a 1.8. Es evidente que solo la

medicin de n ni puede servir para probar la identidad o naturaleza qumica de una sustancia,

en la forma que lo hara un espectro IR. Aun as, cuando se utiliza junto con otras

propiedades no especifica como densidad y punto de ebullicin, n, es de valor para confirmar

la identidad de la sustancia referida.

La Refractometra con fines cuantitativos

Sen 90

Sen r (critico)

Sen i

Sen r = =

1

Sen r (critico)


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Es en este enfoque donde la qumica analtica donde ha tenido una mayor aplicacin,

particularmente en las industrias: alimentaria, de bebidas, farmacuticas.

GENERALIDADES:

Se denomina refractometra, al mtodo ptico de determinar la velocidad de propagacin

de la luz en un medio, compuesto, substancia o cuerpo, la cual se relaciona directamente con

la densidad de este medio, compuesto, substancia o cuerpo. Para emplear este principio se

utiliza la refraccin de la luz, (la cual es una propiedad fsica fundamental de cualquier

sustancia), y la escala de medicin de este principio se llama ndice de refraccin.

Los refractmetros son los instrumentos que emplean este principio de refraccin ya sea el

de refraccin, (empleando varios prismas), o el de ngulo crtico, (empleando solo un

prisma), y su escala primaria de medicin es el ndice de refraccin, a partir de la cual se

INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ PRACITCA NO 9

DETERMINAR EL INDICE DE REFRACCION DE UNA BEBIDA

ALCOHOLICA COMERCIAL


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construyen las diferentes escalas especficas, Brix (azcar), Densidad Especfica, % sal, etc.

Los refractmetros se utilizan para medir en lquidos, slidos y gases, como vidrios o

gemas.

Principio de la refractometra

La luz se mueve a diferentes velocidades en diferentes materiales. Si un rayo de luz con una

longitud de onda definida en un ngulo fijo cruza un superficie lmite entre dos materiales

diferentes el ngulo del rayo cambiar de acuerdo con el ndice de refraccin de los medios

el uno con el otro. En condiciones constantes con caractersticas de material conocidas se

puede determinar el ndice de refraccin de un segundo medio desconocido mientras el

ngulo de refraccin y el ndice de refraccin del material conocido.

Tipos de refractmetros

El refractmetro de Abbe

Por qu el valor obtenido es aquel del ndice de refraccin del lquido estudiado?

Por qu la medicin se realiza por reglaje de una placa iluminada?

El refractmetro de inmersin.

El refractmetro porttil

OBJETIVO:

Utilizar en forma adecuada los instrumentos de medida empleados en el laboratorio para

determinar la velocidad de propagacin de la luz; as mismo adquirir la habilidad necesaria

para la toma y lectura de las medidas.

Que el alumno determine la concentracin de alcohol en una bebida mediante el uso de un

mtodo refractomtrico.

REACTIVOS

Bebida alcohlica destilada comercial, incolora y transparente (tequila, vodka, ron,

etc.)

Alcohol etlico QP.

MATERIAL

8 tubos de ensayo

1 refractmetro Abbe.


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1 gradilla

2 pipetas graduadas de 1 ml.

1 piseta.

PROCEDIMIENTO

Realizar estndares de alcohol-agua desde 0% alcohol, hasta 96% alcohol-0% agua. Medir los ndices de refraccin de cada mezcla en el refractmetro Abbe de la

siguiente forma: o Colocar el refractmetro porttil en una posicin tal que difunda la luz

natural o cualquier otra forma de luz artificial, que pueda utilizarse para iluminacin.

o Hacer circular agua a 293 K (20 C) a travs de los prismas. o Limpiar cuidadosamente con alcohol y ter de petrleo, el refractmetro

o antes de hacer la lectura. o Para cargar el refractmetro, abrir el doble prisma girando el tornillo

o correspondiente y poner unas gotas de muestra sobre el prisma.

o Cerrar y ajustar finamente. Verifica que al cerrar, la gota est bien distribuida

en el prisma como se muestra en la figura.

o Verificar la exactitud del refractmetro con agua a 293 K (20 0C), a esta

temperatura, el ndice de refraccin del agua es de 1.3330, o bien utilizar la placa de cuarzo que viene con el equipo, usando bromonaftaleno, al leerhacer

las correcciones necesarias. o Mover el brazo giratorio del aparato hacia adelante y hacia atrs hasta que el

campo visual se divida en dos partes, una luminosa y otra oscura. La lnea

divisoria entre esas dos partes, se le conoce como "lnea margen".


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o Ajustar la lnea margen y leer directamente el por ciento de slidos en la

escala Brix.

Realizar una grfica que represente el % de alcohol vs. lecturas obtenidas. Determinar con la ayuda de la grfica, la concentracin de dicha bebida. Expresa en Brix los resultados.

Nota: el alumno ser el encargado de traer una muestra alcohlica de las bebidas antes

mencionadas.

ACTIVIDADES:

Se realizaron algunos clculos para saber la medicin de las concentraciones de unas sustancias.

Vodka

Noni Light

Noni

Agua destilada

Realice una curva de calibracin graficando % (en volumen vs. lectura) localizando en la grfica resultante su muestra problema.

Que variables afectan al ndice de refraccin y como se define este.

En que consiste un interfermetro.

Como modifican los slidos disueltos (sales disueltas como KCl, NaCl, etc.) al ndice de refraccin


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APLICACIONES: Existe una amplia aplicacin en la industria alimenticia, esto es principalmente para medir las

concentraciones de azcar presentes en el producto a analizar. Se utiliza en el anlisis cuantitativo de variadas soluciones. Identificacin de productos Determinacin de la pureza de muestras Determinacin de momentos dipolares Determinacin de estructuras moleculares y pesos moleculares aproximados Se relacionan con la variacin de la concentracin de disoluciones.

PROBLEMA

Las mezclas de pentano y hexano se comportan en forma lineal de ndice de refraccin vs. fraccin de volumen, si el ndice de refraccin del hexano es D

20=

1.3732 y el del pentano es D20=1.3530. Cul ser la composicin de una mezcla que

tiene como ndice de refraccin D20=1.3690?


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REFRACTOMETRO DE PRISMAS CALENTABLES

CAPITULO VI.

CROMATOGRAFIA LIQUIDA DE

ALTA RESOLUCION


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INTRODUCCION

La cromatografa, en general, recoge un amplio grupo de mtodos fsicos. A diferencia del

resto de mtodos de separacin, las dos fases que se utilizan para la separacin de los componentes tienen una caracterstica comn: una es estacionaria y la otra mvil. Por un

lado, la fase estacionaria puede estar empaquetada en una columna o extendida en una capa plana o repartida en una capa fina. Debido a eso, en cualquier caso, a la fase estacionaria se

le denomina lecho cromatogrfico.

Por otra parte, la fase mvil puede ser un lquido, un gas o un fluido supercrtico. Por medio de la combinacin entre las dos fases se puede llevar a cabo una primera clasificacin de las

cromatografas de separacin tal y como se recoge en la tabla siguiente.

Fase mvil Fase estacionaria Nombre

Gas Solido Cromatografa Gas-Solido

Liquido Cromatografa Gas-Liquido

Liquido Solido Cromatografa Liquido-Solido

Liquido Cromatografa Liquido-Liquido

Fluido supercrtico Solido Cromatografa de fluidos supercrticos

Tal y como se muestra en la Figura, la fase estacionaria puede tener distintas formas y en

funcin de esas formas se puede llevar a cabo una subclasificacin. Por ejemplo, si la fase estacionaria est extendida en una capa plana sobre una superficie de aluminio, vidrio o

plstico entonces se denomina cromatografa de capa fina1 o cromatografa plana; si se trata


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de una capa sobre un papel seria una cromatografa de papel2 y, por ltimo, si el lecho

cromatogrfico rellena una columna de vidrio o un tubo metlico se hablara de una cromatografa en columna.

Cuando se dice que la fase estacionaria es un lquido, es preciso comprender que lo que realmente se tiene es un lquido adherido a un soporte slido que queda impregnado gracias

al flujo del lquido. Esa adhesin se lleva a cabo sobre la superficie slida a travs de distintos enlaces qumicos.

Mientras que la cromatografa de gases solo se puede llevar a cabo en columnas, la cromatografa liquida se puede llevar a cabo tanto en columnas como en capa plana. La

cromatografa lquida clsica se llevaba a cabo en columnas de amplio dimetro interno (1-2

cm) y hoy en da tambin se puede seguir utilizando en cromatografas de preparacin. En cambio, las cromatografas analticas de hoy en da, como la cromatografa de alta resolucin

o HPLC4 utilizan columnas estrechas (d = 4,6 mm) y el flujo de la fase mvil es de 1-5 cm3/ min.

Esquema de las cromatografas en columna y placas finas.

La cromatografa en columna puede tener subclasificaciones en funcin del tamao y forma de la columna, si se trata de columnas capilares o empaquetadas, etc. Si la fase estacionaria

tapa la superficie de un soporte slido inerte o est asociada a la misma como se muestra en la Figura en la pgina siguiente, a la columna as rellena se le denomina empaquetada. En

cambio, si la fase estacionaria esta unida a la pared interna de la columna, entonces se habla de columnas o tubos abiertos o capilares.

Contemplando el desarrollo de la elucin se observara la separacin de los analitos. Tras

inyectar los analitos de la muestra, la propia fase mvil los arrastrar. Esta fase tiene una afinidad menor por los analitos que la de la fase estacionaria y gracias a esta diferencia, los

analitos se separan unos de otros. En la Tabla se ha recogido la clasificacin ms significativa de los mtodos cromatogrficos

en funcin de los distintos mecanismos fisicoqumicos de retencin. Estos mecanismos sern tratados en el siguiente apartado y son el reparto o distribucin, la adsorcin, el intercambio

de iones y la permeacin. A stos se podran aadir la afinidad y la electromigracin para


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poder introducir los mecanismos de separacin basados en las interacciones encima-substrato y los mecanismos de separacin basados en la electroforesis. Sin embargo, las

separaciones basadas en la electromigracin no tienen porque tener obligatoriamente una fase estacionaria y por esa razn no se pueden incluir exactamente entre las cromatografas.

De todas formas y debido a que entre los mtodos electroforticos actuales la electroforesis

de geles en fase estacionaria y la electroforesis micelar tienen cada vez una aplicacin cada vez ms extensa, se pueden introducir entre los mtodos cromatogrficos.

Proceso cromatograf

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Guia de Practicas de Analisis Instrumental 2014