OBJETIVOS Seleccionar tubos comunes de laboratorio para usarlos como cubetas para el espectrofotmetro. Manejar algunos de los parmetros que intervienen en el establecimiento de un mtodo espectrofotomtrico. Establecer las condiciones ptimas de los parmetros probados para la aplicacin del mtodo.INTRODUCCINLa espectrometra es un mtodo qumico que se utiliza para cuantificar la concentracin de analitos utilizando la luz. A los mtodos que se auxilian con la luz para llevar a cabo un anlisis cuantitativo se le conoce como mtodos espectrofotomtricos, estos pueden tener una sub-clasificacin dependiendo de la longitud de onda que utilicen para el anlisis entre los ms conocidos estn: espectrometra de absorcin visible (colorimetra), ultravioleta e infrarrojo.Para considerar a un mtodo espectrofotomtrico como cuantitativo primero debe de cumplir ciertas reglas como: El mtodo seleccionado deber ser especfico para cuantificar un analito de nuestro inters. Que el mtodo est libre de todas las interferencias posibles al momento de hacer la determinacin o en su defecto tratar de controlar lo ms posible estas interferencias. Debe de tener alta precisin y alta exactitud. El mtodo debe tener una alta sensibilidad y adems el lmite de deteccin debe de corresponder a una concentracin baja.Experimentalmente para el establecimiento de un mtodo espectrofotomtrico, despus de optimizar las condiciones qumicas del sistema (pH, temperatura, control de interferentes, concentracin adecuada de reactivos, solvente apropiado, proteccin a la luz para evitar reacciones fotoqumicas, etc.) que garanticen que se tiene la especie de inters en condiciones adecuadas para la medida, se establecen los siguientes parmetros:Longitud de onda analtica, intervalo ptimo de concentraciones, curva de calibracin, sensibilidad del mtodo analtico y lmite de deteccin.RESULTADOS, CLCULOS Y PREGUNTASTabla 1. Seleccin de tubos comunes para usarlos como celdas.Tubo No.%T400(NiSO4)

112.4

212.6

311.9

412.5

512.5

612.3

712.5

812.5

912.4

1012.3

Explique qu son las superficies pticas equivalentes y el dimetro interno equivalente.La superficie ptica equivalente se refiere a que las celdas presenten una superficie homognea, es decir que sean idnticas o similares en cualquier punto de stas. Asimismo deben tener igual grosor en toda la circunferencia del tubo.El dimetro interno equivalente es anlogo a la superficie ptica equivalente: el dimetro de los tubos deber ser igual en cada tubo para que el paso de luz sea constante.Tabla 2. Curva de calibracin de Fe3+ por el mtodo del NH4SCN.Tubo No.Fe3+ (g/mL)A480A ajustada por regresin linealyprctico-yterico

1blanco0--

20.070.0180.020-0.002

30.1750.0290.037-0.008

40.350.0620.065-0.003

50.70.1160.120-0.004

61.050.1830.1760.007

72.450.3990.3990

83.850.6300.6220.008

95.250.8470.8440.003

106.651.0711.0670.004

118.051.3001.2900.010

129.451.5051.513-0.008

1310.851.7261.735-0.009

Para determinar la cantidad de in frrico presente en cada tubo, se procede al siguiente clculo:56 g/mol --------------- 1M (1 litro) X --------------- 0.00025 M (1 litro)X = 0.014 g/mol Peso molecular Fe3+ = 56 g/mol [FeCl3] = 0.00025 M

Ahora calculamos la cantidad de Fe3+ por mililitro en el tubo no. 2 por ejemplo:

0.014 g/mol ----------- 1000 mL X ----------- 0.1 mL (mL adicionados de FeCl3)X = 1.4x10-6 g = 1.4 g entre los 20 mL de la mezcla de FeCl3, H20 y NH4SCN X = 0.07 g/mLSe realizan los mismos clculos para cada tubo.Para calcular los valores de A ajustada por regresin lineal, simplemente usamos la siguiente ecuacin:y = 0.1591x + 0.0091 Sustituyendo en x los datos de Fe3+ (g/mL) de la tabla anterior. Ejemplo tubo 2:y = 0.1591 (0.07) + 0.0091 = 0.020

Lmite de deteccin o concentracin mnima detectable (LDD).Para su clculo, primero se obtiene la desviacin estndar SB teniendo en cuenta que n = 12 ya que ste fue el nmero de tubos usados. SB = 6.9x10-3Ahora se usa la ecuacin y = yB + 3SB, en donde: y = Medida de absorbancia producida por la concentracin mnima detectable.yB = Medida de absorbancia del blanco u ordenada al origen = 0.0091SB = Desviacin estndar del blanco = 6.9x10-3Entonces se obtiene que y = yB + 3SB = 0.0091 + 3(6.9x10-3) = 0.0298

Finalmente se despeja a x de la ecuacin de la recta de regresin lineal y el resultado obtenido ser el lmite de deteccin.y = 0.1591x + 0.0091 Tabla 3. Datos para aplicar el Mtodo de Ringbom en la determinacin de Fe3+ por el mtodo del SCN-.Tubo No.Fe3+ (g/mL)Log [Fe3+]A480%TAbsortancia

1blanco----

20.07-1.150.02095.504.50

30.175-0.760.03791.838.17

40.35-0.460.06586.1013.90

50.7-0.150.12075.8624.14

61.050.020.17666.6833.32

72.450.390.39939.9060.10

83.850.590.62223.8876.12

95.250.720.84414.3285.68

106.650.821.0678.5791.43

118.050.911.2905.1394.87

129.450.981.5133.0796.93

1310.851.041.7351.8498.16

Para obtener el porcentaje de error fotomtrico es necesario calcular a la pendiente de la parte recta de la curva de Ringbom. Para esto se escogen dos puntos sobre la recta, marcados con unas X en el grfico. Ahora interpolamos esos dos puntos hacia los ejes de Absortancia y log [Fe3+].Punto 1 x1 = log [Fe3+] = 0 y1 = Absortancia = 32Punto 2 x2 = log [Fe3+] = 0.75 y2 = Absortancia = 89Convertimos los log [Fe3+] a concentracin de ion frrico y las absortancias a absorbancias para determinar los intervalos donde se presenta el error fotomtrico mnimo:x1 = 1 , x2 = 5.62 Intervalo ptimo de concentraciones y1 = 0.167 , y2 = 0.959 Intervalo ptimo de absorbancias

Tabla 4. Estabilidad del color respecto al tiempo.Tiempo (min)A480

00.561

300.515

600.496

900.485

1200.476

Es estable el color? No

Cul es el tiempo ptimo para hacer las lecturas? Explique porqu.Al min 0, ya que es cuando la absorbancia obtenida se acerca ms al centro de la curva de calibracin, lugar donde se presenta el error fotomtrico mnimo.

Tabla 5. Efecto de la concentracin de SCN- en la determinacin de Fe3+.Tubo No.SCN- (g/mL)Fe3+ (g/mL)SCN-/ Fe3+A480

1870.0--0.046

287.04.220.710.168

3232.04.255.240.359

4870.04.2207.140.564

52900.04.2690.480.591

65800.04.21380.950.706

78700.04.22071.430.748

811600.04.22761.900.811

914500.04.23452.380.806

Para la cantidad de Fe3+ en todos los tubos:56 g/mol --------------- 1M (1 litro) Peso molecular Fe3+ = 56 g/mol X --------------- 0.00025 M (1 litro) [FeCl3] = 0.00025 MX = 0.014 g/mol 0.014 g/mol ----------- 1000 mL X ----------- 3 mL (mL adicionados de FeCl3)X = 4.2x10-5 g = 42 g entre 10 mL (totales) = 4.2 g/mLPara la cantidad de SCN- en el tubo 2:58 g/mol --------------- 1M (1 litro) Peso molecular SCN- = 58 g/mol X --------------- 0.5 M (1 litro) [NH4SCN] = 0.5 MX = 29 g/mol 29 g/mol ----------- 1000 mL X ----------- 0.03 mL (mL adicionados de NH4SCN)X = 8.7x10-4 g = 870 g entre 10 mL (totales) = 87 g/mL

Tabla 6. Efecto del pH.Tubo No.pHA480

1Blanco

200.893

310.913

430.924

570.007

670.004

De qu manera influye el pH en el sistema colorido?A pHs cidos se mantiene el sistema colorido. Conforme aumenta el valor de pH, el sistema pierde la capacidad de absorcin de la radiacin y se obtienen absorbancias muy bajas. Cul es el pH recomendado para que se efecte la reaccin Fe3+ y el SCN? pH = 3

Tabla 7. Efecto de algunos aniones en la reaccin Fe3+ - SCN-.AninA480 inicialA480 final

Fluoruro0.8470.346

Oxalato0.8230.069

Tartrato0.8110.798

Fosfato0.8100.701

Cul es el efecto de los diferentes aniones sobre la reaccin entre el in frrico y el tiocianato?Disminuyen los valores de absorbancia. En orden creciente de interferencia se tienen a los aniones: oxalato, fluoruro, fosfato y tartrato. Este ltimo presenta una interferencia muy pequea. A qu se debe este efecto?Los fosfatos, fluoruros y oxalatos aun en pequeas cantidades interfieren formando complejos estables con los iones frricos.

Tabla 8. Condiciones ptimas para la determinacin de Fe3+ con NH4SCN.ParmetroValor ptimo

pH3

Tiempo0

Concentracin de SCN-870 g/mL

Lmites de concentracin con %Ep mnimo1-5.62 g/mL

Aniones que interfieren (en orden creciente)Oxalato, fluoruro, fosfato y tartrato

Lmite de deteccin del mtodo (LDD)0.13

DISCUSIN DE RESULTADOSPara la seleccin de tubos, se eligieron a aqullos que presentaban caractersticas visualmente similares, como: mismo dimetro, mismo grosor y con boquilla gruesa y pronunciada. Todas estas caractersticas nos facilitan las lecturas de porcentaje de transmitancia, ya que si no fuera de esta manera, los valores nos variaran ms del 2% de diferencia establecida. De igual manera, el paso de luz es constante o casi constante cuando se realiza una seleccin de tubos de la forma antes descrita.El lmite de deteccin, que se define como aquella concentracin que proporciona una seal instrumental significativamente diferente de la seal del blanco, obtenido en este experimento fue de 0.13. Existe una relacin entre el LDD y la sensibilidad. La palabra sensibilidad se utiliza como sinnimo de lmite de deteccin bajo, por lo que se puede decir que nuestro mtodo espectrofotomtrico es sensible gracias a que se obtuvo un lmite de deteccin pequeo.Existe un valor de porcentaje de error fotomtrico mximo, el cual es del 5%. El %Ep que obtuvimos fue del 3.03% por lo que nos encontramos dentro del intervalo permitido de error. CONCLUSIONES Para un buen establecimiento de un mtodo espectrofotomtrico es necesario elegir inicialmente tubos con superficies pticas equivalentes y dimetros similares, al igual que controlar variables como pH, tiempo, concentracin de analitos y presencia de interferencias.Las condiciones ptimas para el buen funcionamiento del mtodo espectrofotomtrico realizado son pHs cidos (de 0 a 3), tiempo mnimo de reposo (menos del minuto), concentracin de SCN- de 870 g/mL y evitar la presencia de aniones como fluoruros, oxalatos y fosfatos.BIBLIOGRAFA Torres Cartas Sagrario, Gmez Benito Carmen. Tcnicas instrumentales. Manual de Laboratorio. Editorial Universidad Politcnica de Valencia. pp. 60-61.