Práctica 3 - Ley de Beer
La Ley de Lambert Beer es un recurso matemático que expresa como la materia absorbe la luz. La ley de Beer afirma que la cantidad de luz que sale de una muestra es disminuida por tres fenómenos: la concentración de la sustancia, la distancia de la trayectoria óptica y la absorbencia o el coeficiente de extinción. La relación de la Ley de Beer puede ser expresada como Absorbancia= coeficiente molar de extinción * distancia (cm) * concentración molar o A= εdc.
El objetivo del experimento es determinar la concentración de una solución desconocida de Sulfato de cobre (III). Para poder saber la concentración, se utilizará el LED rojo del calorímetro y se calculará la longitud de onda basada en el espectro de absorbancia de la solución. A mayor concentración, mayor cantidad de luz se absorbe. Se utiliza un haz de luz enfocado de manera precisa para penetrar el elemento procesado. Una célula fotoeléctrica de silicio mide la intensidad resultante de luz. La alteración de la intensidad de la luz, causada por la absorción y/o difusión está explicada en la Ley Lambert-Beer.
Esta ley afirma que la cantidad de luz que sale de una muestra es disminuida por tres fenómenos físicos:
- La cantidad de material de absorción en su trayectoria (concentración)
- La distancia que la luz debe atravesar a través de la muestra (distancia de la trayectoria óptica)
- La probabilidad de que el fotón de esa amplitud particular de onda sea absorbido por el material (absorbencia o coeficiente de extinción).
I
A medida que un haz de luz atraviesa un medio absorbente, la cantidad de luz en cualquier volumen es proporcional a la intensidad de luz incidente multiplicado por el coeficiente de la absorción, por consiguiente la cantidad de haz decae a medida que pasa através del medio absorbente, lo cual es demostrable con la de ley de beer.
Aplicaciones ;
1) industrias de pinturas
2) industrias farmacéuticas
3) distintos métodos de espectrofotometría para química analítica
Mientras tanto una técnica muy utilizada para determinar la concentración de los compuestos de una mezcla es la colorimetría. el fundamento de la técnica consiste en que si se pasa luz blanca a través de una solución coloreada, algunas longitudes de ond se absorben con preferencia sobre otras. Muchos compuestos no son coloreados, pero pueden absorber luz en la región visible si se someten a la acción de un reactivo apropiado.
Material:
- Laptop
- Logger pro demo
- Colorímetro
- Tubos de ensayo
- Pipetas
- Cubetas
- Agua destilada
- Solución (CuSO4)
- Papel/paño
- Agitador
Procedimientos:
Comenzamos por preparar una concentración de sulfato cúprico al 0.1M. Después de hacer todos los cálculos, vamos a contar con una solución de sulfato cúprico y en un vaso de precipitados, un poco de agua. A partir del sulfato cúprico y el agua vamos a hacer distintas preparaciones para poder determinar sus concentraciones con el colorímetro. Comenzamos por hacer la primera. Colocamos 1 ml de sulfato cúprico y 4 ml de agua con una pipeta dentro de un tubo de ensayo. En nuestro segundo tubo de ensayo colocaremos 2 ml de sulfato cúprico y 3 ml de agua y así sucesivamente hasta tener el último tubo de ensayo con 5ml. Empezamos el registro de dato al calibrar el colorímetro al colocar agua en la primer cubeta. Una vez hecho esto, empezamos a tomar datos de todas las preparaciones. Por último tenemos nuestra preparación desconocida, la cual creamos mezclando todas las demás preparaciones en un mismo tubo de ensayo. Colocamos este esta última preparación en la cubeta y dejamos que fuera analizada.
Se debe de tomar registro de cada dato arrojado y preparar un gráfica en la cual se ejemplifique el cambio de absorbancia con respecto a su concentración.
Resultados:
Mililitros
|
Absorbancia
|
1ml
|
0,054
|
2 ml
|
0,115
|
3 ml
|
0,194
|
4ml
|
0,237
|
5ml
|
0,320
|
Desconocido
|
0,114
|
CONCLUSIONES
Los resultados muestran que entre mayor concentración había mayor absorbancia. Como resultado la gráfica que obtuvimos se veía de esta manera. Durante este experimento es importante recordar que al usar la perrilla se debe de tener cuidado para que el agua no llegue hasta la perrilla y haya una contaminación, de igual manera es importante solo tomar las celdas por el lado rayado para que así la luz pueda pasar sin ningun bloqueo. En medicina esta técnica puede llegar a ser utilizada para ver los niveles de alguna sustancia específica, ya que su mayor ventaja es que no es necesario el aislamiento del compuesto y se pueden determinar los constituyentes de una mezcla compleja en el cuerpo como por ejemplo en un análisis de orina o uno de sangre.
Aquí podemos ver cómo se inserta agua en la pipeta desde el vaso de precipitados. La pipeta en este caso tiene una bomba manual en el extremo para generar vacío y así atraer el líquido a su interior
Después en los respectivos tubos de ensaye se van Añadir la cantidad indicada de agua para cada uno de los tubos
Posteriormente se va a agregar solución en cada uno de los tubos de ensayo cuya cantidad es inversamente proporcional a la medida del agua en ml.
Podemos apreciar como con la pipeta ya cargada podemos llenar las cubetas al 90% de su capacidad cada una con una de las soluciones de los tubos de ensaye ya preparadas.
1ml
2ml
3ml
4ml
desconocido
En la gráfica que nos muestra el dispositivo podemos apreciar cómo a partir de la muestra control los siguientes puntos de la Gráfica se van elevando al aumentar la concentración del soluto en la solución .Esto se debe a que mientras menos luz pueda ser refractada dentro del aparato va a existir más soluto dentro de esa solución ya que se interponen en la dirección de los rayos de luz. Y cuando combinamos las diferentes soluciones a diferentes concentraciones evidentemente la concentración resultante va estar entre los valores de la segunda y la última toma, Es decir de las más diluidas y de las más concentradas, por lo tanto el punto desconocido de la Gráfica corresponde a la solución de la concentración mezclada
