IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE COMPUESTOS DE INTERÉS FARMACEUTICO POR ESPECTROFOTOMETRÍA ULTRAVIOLETA -VISIBLE

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LABORATORIO DE METODOS ANALITICOSINTRUMENTALES

PRACTICA No. 7

IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE COMPUESTOSDE INTERÉS FARMACEUTICO POR

ESPECTROFOTOMETRÍA ULTRAVIOLETA -VISIBLE



1. Objetivos1.1 Identifcar compuestos orgánicos por medio de

espectroscopia UV-VIS.1.2 Determinar la concentracin de sustancias

orgánicas en muestras problema! por medio de una

curva de calibracin! aplicando la le" de #eer $ bourger.Introduccin

%a espectroscopia es la medicin e interpretacin de la radiacin

electromagn&tica absorbida o emitida por las mol&culas o átomos de

una muestra.

'n un análisis espectro(otom&trico se aprovec)a la absorcin selectiva

*ue tiene una sustancia sobre una longitud de onda espec+fca del total

del espectro de radiacin.

%a absorcin de la radiacin ultravioleta! visible e in(rarroja depende de

la estructura de las mol&culas! " es caracter+stica para cada sustancia

*u+mica. ,uando una mol&cula es sometida a una radiacin

electromagn&tica absorbe energ+a de la radiacin " aumenta su estado

energ&tico o se ecita. Del total de radiacin policromática se absorbe

solo un tipo pre(erente de longitud de onda *ue depende de lanaturalea molecular de la sustancia /part+culas subatmicas! tipos de

enlaces " distribucin de electrones0. ,omo parte de la radiacin de una

longitud de onda determinada se absorbe! su intensidad disminu"e " se

puede medir la cantidad de lu *ue )a sido absorbida.

Espectro electromagnético



Un espectro(otmetro es un e*uipo con(ormado generalmente de una

(uente de radiacin! un monocromador! un contenedor de la muestra! un

(otodectector " el dispositivo de lectura.

• ara el espectro de lu ultravioleta se emplean lámparas de

descarga de )idrgeno o deuterio! *ue proporcionan radiacin en

el intervalo de 34-154 nm.• %os monocromadores tienen como (uncin proporcionar un )a de

lu con un valor espec+fco de longitud de onda " anc)o

determinado de una banda del espectro.• %as celdas empleadas son de vidrio para el uso de lu visible " de

cuaro para el empleo de lu UV. 'l vidrio absorbe la radiacin por

debajo de 64nm! " por ello no debe emplearse para las

determinaciones con lu UV.• Un detector es un transductor *ue trans(orma la radiacin en 7ujo

de corriente el&ctrica " de ser necesario amplifca esa se8al. %os

detectores pueden ser celdas (otovoltaicas! (otodiodos de estado

slido! tubos (otoemisores " tubos (otomultiplicadores.

Espectrofotómetro

%a absorbancia /9s0 o densidad ptica /DO0 de una lu monocromática

se defne como el logaritmo decimal de la relacin entre la intensidad de

la radiacin no absorbida /It0 " la intensidad de la radiacin incidente /I40



As=−log ( I

t

I 0)

%a magnitud de la absorcin de radiacin de una sustancia depende de

la cantidad de mol&culas *ue )a"a. Dic)o en otras palabras la cantidadde lu absorbida depende de la concentracin de la muestra. 'sto lo

describi #eer en 1362: pero tambi&n depende del espesor de la capa

*ue atraviese la lu! o la distancia *ue &sta recorra! como (ue descrito

por #ouger " %ambert /1;4-1;540. ,ombinando ambas ideas se obtiene

la %e" #ásica de espectro(otometr+a /#ouger-#eer-%ambert0 *ue indica

*ue la relacin entre la intensidad de lu incidente " transmitida

depende de la concentracin de la muestra " el diámetro de la celda! es

decir la distancia *ue la lu atraviesa.

log I 0 I t

=αcl

<eneralmente se emplean celdas de 1 cm de paso " la concentracin se

epresa en moles=%! entonces el (actor > se convierte en ? o coe(iciente

de absorcin molar.

%a relacin I4=It se llama transmitancia " se representa como @!

epresándose en porcentaje. %a relacin -log I4=It se conoce como

absorbancia.

'n esta práctica )aremos uso de un m&todo espectro(otom&trico para

determinar la presencia " concentracin de una sustancia de inter&s

(armac&utico *ue es la ca(e+na usando la regin del espectro *ue

corresponde a la lu Ultravioleta.

%a ca(e+na es un psicoactivo alcaloide del grupo de las antinas! slido

cristalino! blanco " de sabor amargo! *ue actAa como una droga

psicoactiva! levemente disociativa " estimulante por su accin

antagonista no selectiva de los receptores de adenosina.



Estructura molecular de la cafeína

'n los )umanos! la ca(e+na es un

estimulante del sistema nervioso central

*ue produce un e(ecto temporal de restauracin

del nivel de alerta " eliminacin de la

somnolencia. %as bebidas *ue contienen ca(e+na! tales como el ca(&! el

t&! algunas bebidas no alco)licas /especialmente los re(rescos de cola0

" las bebidas energ&ticas goan una gran popularidad. %a ca(e+na es la

sustancia psicoactiva más ampliamente consumida en el mundo. %a

ca(e+na tiene propiedades diur&ticas! si se administra en dosis

sufcientes a individuos *ue no tienen tolerancia a ella. %os

consumidores regulares! sin embargo! desarrollan una (uerte tolerancia

a este e(ecto! " los estudios generalmente no )an podido demostrar lacreencia general de *ue el consumo regular de bebidas ca(einadas

contribu"e signifcativamente a la des)idratacin.

2. Parte e!er"#e$ta%2.1 Diagrama de blo*ues

reparacin de soluciones problema

'n caso de *ue sea pastillaB

Se prepara a partir de

la solucin de ca(e+na

estándares de 6!14!16 !

24 " 26

Se obtuvo el espectro delestándar de ma"or

concentracin .Se utiliaron

estas condiciones en

espectro(otmetro UV $Vis.

Se ajust a cero deabsorbancia con el

blanco de reactivos.

Se le" la

absorbancia de

cada una de las

soluciones de

concentracin

conocida de

Se determin la

longitud de onda

máima de la



Se peso 4.5565g de

cafaspirina

Se disolvio ensolucion

alco)olica al14C v=v

Se llevo a a(oro)asta 64 m%

Se )io unadilucion 1B64

Se peso 4.126gde ca(e

Se solubilio en24ml de solucion

alco)olica al

14C v=v

Se calento aebullicion Se

en(rio " fltro

'l fltrado sellevo a a(oro con

solucion

alco)olica )asta64 ml

Se )io unadilucion 1B64

'n el caso de ca(& soluble

Una ve *ue se tuvieron las muestrasB



se establecio laλmax de la cafeina

Se ajusto a 4 conel blanco

Se le"eron las 9sde las soluciones

problemas "soluciones

diluidas

Se reali.o elbarrido de

longitud de ondapara las

muestrasproblemas

. Eesultados

@abla 1. 'spectro de absorcin

'n la tabla 1 se observa la cantidad de lu transmitida

a la solucin en (uncin a la longitud de onda.Lo$&"t'((e o$(a

A)*.

2+, 4.2;2+ 4.262, 4.2352 4.5;2, 4.;42 4.FF27, 1.1227 1.152/, 1.442

2/ 4.6FF20, 4.6620 4.14;1,, 4.413



@abla 2. ,oncentracin de ca(e+na en disoluciones " muestras problema.

. A$%"*"* (e re*'%ta(o*

1. Obtener curva de longitud de onda máima de absorcin de ca(e+na.

So%'3"4$No.

Co$3e$tra3"4$ 3a5e6$a!!#

Co$3e$tra3"4$ (e3a5e6$a

#o% L

A)*or)a$3"a

Coe83"e$tea)*ort"9"

(a(#o%ar M-: 3#-:

: 6 2.6;;G14H-

6

4.2F F552.F

+ 14 6.16G14H-

6

4.51 3F.64

1 16 ;.;1G14H-

6

4.;16 F23.3

+ 24 1.44G14H-

4.F1F 3F22.

26 1.233G14H- 1.16; F41;.F2

Ca8a*!"r"$a

2.F 1.23G14H-

6

4.636 66F5.26

Ca5; .15 1.523G14H-

6

4.;3 61.5F



24 26 264 266 254 256 2;4 2;6 234 236 2F4 2F6 444

4.2

4.

4.5

4.3

1

1.2

1.

E*!e3tro (e a)*or3"o$

Lo$&"t'( (e o$(a

A)*.

<rafca 1. 'spectro de absorcin " λ máima de absorcin de ca(e+na.

'n la gráfca 1 se observa con claridad la absorbancia ma"or *ue va a

determinar el valor de λmax .

λmax=275nm

igura 1. 'spectro terico de absorcin de ca(e+na

@abla

λmax (e %a

3a5e6$a Te4r"3a

λmax (e %a 3a5e6$a

Partee!er"#e$ta%

272 $# 2;6 nm

. Obtener curva tipo de las soluciones de ca(e+na.



6 14 16 24 264

4.2

4.

4.5

4.3

1

1.2

1.

(/0 J 4.2 K 4.42EL J 1

C'r9a t"!o (e %a 3a5e"$a <!!#=

Co$3e$tra3"o$ (e 3a5e"$a <!!#=

A)*

<rafca 2. ,urva tipo de las di(erentes soluciones a di(erentes concentraciones

de ca(e+na en ppm.

%a grafca 2 presenta una tendencia lineal! " esta linealidad nos representa *ue

la absorbancia es proporcional a la concentracin de la especie absorbente por

lo cual se cumple con la %e" de #eer.

@abla . ,oncentracin e*uivalente ppm-molar.

>!!#? >Mo%ar? A)*or)a$3"a

B%a$3o 4 4

2.6;;G14

H-6

4.2F

:, 6.16G14

H-6

4.51

: ;.;1G14

H-6

4.;16

2, 1.44G14

H-

4.F1F

2 1.233G14

H-

1.16;



2.6;;G14H-6 6.16G14H-6 ;.;1G14H-6 1.44G14H- 1.233G14H-4

4.2

4.

4.5

4.3

1

1.2

1.

(/0 J 4.2 K 4.42EL J 1

C'r9a t"!o (e 3a5e6$a <#o%L=

Co$3e$tra3"o$ (e 3a5e"$a <#o%L=

A)*

<rafca . ,urva tipo de las di(erentes soluciones a di(erentes concentraciones

de ca(e+na en mol=%itro.

,alcular el coefciente de absortividad molar " comparar con el valor

reportado con la bibliogra(+a

ε (e %a 3a5e6$a

Te4r"3a a 272 $#

ε (e %a 3a5e6$a

Partee!er"#e$ta% a272 $#

:,,, M-:3#-: F16F.12

. 'valuarla concentraciones de ca(e+na en las muestras problema.

Utiliando la ecuacin *ue se ajusta a los puntos de la curva tipo o patrn

M'e*tra!ro)%e#a

te4r"3o* !!#e!er"#e$ta%e*

@ !!

Ca8a*!"r"$a 64mg=644mg 2.FCa5; 222.2 mg=% .15

6. ,alcular el porcentaje de error en las muestras problema.

M'e*tra te4r"3o* @ !! te4r"3o @ !!



!ro)%e#aCa8a*!"r"$a 64mg=644mgCa5; 222.2 mg=%

5.- ,alculo de las concentraciones de las muestras problema utiliando el

coefciente de absortividad molar.

M'e*tra!ro)%e#a

3o$3e$tra3"4$e!er"#e$ta%

Ca8a*!"r"$a 2.66Ca5; .1F51

5.1 ,alculo para la concentracin de cafaspirina

M'e*tra

!ro)%e#a

Ca8a*!"r"$a Ca5;

Co$3e$tra3"4$< M=

4.98 5.2

;. 9plicaciones

%a aplicaciones de esta práctica en al área (armac&utica son etensas ! puesto

)a" infnidad de compuestos de inter&s (armac&utico *ue se pueden identifcar

" cuantifcar por espectro(otometr+a .

'stas identifcaciones " cuantifcaciones se ven muc)o dentro de la industria en

el área de control de calidad "a *ue esta área se encarga de realiarmediciones del parámetro del producto/ (ármaco0 ! determinando si los valores

obtenidos están en concordancia con unas especifcaciones preestablecidas.

• Se utilia la espectroscopia UV $ Visible para la determinacin del

ibupro(eno puro " de las distintas (ormas (armac&uticas *ue lo

contienen.

Co$3%'*"o$e*

• 'l coefciente de absortividad molar eperimental (ue de

10208 M −1

cm−1

.

• 'l m&todo espectroscpico tiene una gran rama de aplicaciones dentro

de la industria (armac&utica.



• Se utilia la absorcin de radiacin UV $ VISI#%' para la determinacin

de ca(e+na debido a *ue sus transiciones de π → π ¿

se pueden

determinar en esta absorcin.• ara no obtener (alsas lecturas de absorbancia es importante impedir

*ue entre la lu dispersa en el espectro(otmetro " manipular las civetascon un pa8uelo suave para evitar dejar )uellas dactilares en sus caras.

B")%"o&ra56a

• Marris! Daniel: 9nálisis Nu+mico ,uantitativo: 'd. Eevert&: 'spa8a: 244:pagB 265

• Soog! Douglas! Pest Donald! et. al.: Nu+mica 9nal+tica! ;Q 'dicin: 'd.Rc<raMill: R&ico: 2441: pagB ;2F

oa (e 3%3'%o

G ,álculos para evaluarla concentraciones de ca(e+na en las muestras

problemaB

'cuacin *ue se ajust a los puntos eperimentalesB

" J 4.22; K 4.413 ec. 1

'cuacin de la recta en mol=%

y=0.2274 x+0.018 ec. 2

'cuacin de la recta en ppm

De la ecuacin 2! se despeja *ue es la concentracin " se sustitu"en los

valores de " *ue son los de absorbancia B

x=|−0.018|0.2274

ara obtener la concentracin fnal "a *ue se realiaron dilucionesB

Cfinal= ( x )(volumen del aforo enml)(volumende la muestraen ml)



Cfinal= ( x )(10ml)(5ml)

G ara calcular el coefciente de absortividad molar se utilian los siguientesdatos B

%e" de #eer

ε= A

bC

εJ9bsortividad molar

9J9bsorbancia J 1.15 nm

bJtra"ecto pticoJ1 cm

,Jconcentracin

ara obtener la concentracin se utilia la ecuacin / con concentraciones

molares 0*ue se ajust a los puntos de la curva tipo B

" J 4.22; K 4.413 ec 1.

Se despeja " se sustitu"e la observancia de 1.453 nm

x=1.163−0.0180.2274

=5.035mol L

Se despeja ε de la %e" de #eer

ε= 1.163

(1.00cm )(5.035 mol

L )=0.2309 L M

−1cm

−1

G ,onversin de concentracin de ,a(e+na en ppm a R

6ppmJ6mg=%



5mg

L | mol

194 g| 1 g

1000mg|=2.577 x10−5 mol

L

G ,álculo de la concentracin usando coefciente de etincin molar

,afaspirina

C = A

εb=

0.585

(0.2309 M −1cm

−1) (1.00cm ) 2.5335 M

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