Actinometria

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Introducción

La rama de la química que está relacionada con reacciones químicas y procesos asociados que ocurren por efecto de la irradiación de un sistema con radiación electromagnética se denomina fotoquímica.

Aunque el concepto de radiación electromagnética abarca una variedad de frecuencias, la fotoquímica estudia fundamentalmente el efecto de la radiación comprendida en la región delvisible y el ultravioleta que van desde doscientos hasta lo ochocientos nanómetros de longitud de onda, rango en el cual ocurren procesos fotoquímicos como por ejemplo la síntesis de productos, descomposición de sustancias, hidrólisis, oxidación, reducción y cambios isoméricos.

Para el análisis y comprensión de esta área es fundamental el razonamiento de las leyes que forman la fotoquímica; laprimera ley denominada ley de Grotthuss-Draper enuncia que las radiaciones absorbidas son eficaces a la producción de un cambio químico, y las que no son absorbidas se transmiten a través del sistema, se reflejan o se convierten en calor. Una segunda ley basada en la primera pero desde un punto vista mecano cuantico es la llamada ley de Stark-Einstein o conocida como ley de la equivalenciafotoquímica.

Esta ley establece que cada molécula que toma parte en la reacción fotoquímica absorbe un cuanto de la luz que induce la reacción, esta se descompone o reacciona inmediatamente sin participar en otras reacciones sucesivas o paralelas.

Esta ley se expresa mediante la ecuación

Rendimiento cuantico que será determinado por un actinímetro químico,el actinímetro químico utilizado corresponde al sistema incorporado por ferrioxalato de amonio (NH4)3Fe(C2O4)3 y un complejo de color rojo, que corresponde a la ferroina.

= Rendimiento Cuántico.
NA= Numero de Avogadro.
h= Constante de Planck
c= Constante de Luz 3x108m/s
λ= Longitud de Onda, 500nm
I=Intensidad Fuente de Luz
A=Absorbancia
t=Tiempo
E=Energía.

Objetivos

-Medir elrendimiento cuántico de una reacción luego de haberse sometido a energía luminosa.
- Determinar de la absorbancia del vidrio
-Construir curva de calibración para Fe2+

Desarrollo

Materiales
-2 matraces de aforo 100 mL
-4 matraces erlenmeyer 25 mL
-4 pipetas de aforo 2, 4, 5, 50 mL
-1 pipeta graduada 10 mL
-1 tubo de ensayo
-1 pisceta

Reactivos
-Solución de (NH4)3Fe(C2O4)3 610-3 M-Solución de Fe(NO3)3 0,012 M
-Solución de (NH4)2C2O4H2O 3,610-2 M
-Acetato de sodio 1 M
-Solución de O-fenantrolina 0,12 % p/v
-Acido sulfúrico

Parte experimental

1.- Construir una curva de calibración de absorbancia versus concentración de hierro en diferentes soluciones, indicadas en el siguiente cuadro:

Matraz | TampónAcetato | 1,10-Fenantrolina0,12% p/v | (NH4)3Fe(C2O4)3410-4 M| H2SO40,5 M |
1 | 5 | 2 | 1 | 8 |
2 | 5 | 2 | 2 | 8 |
3 | 5 | 2 | 3 | 8 |
4 | 5 | 2 | 4 | 8 |
5 | 5 | 2 | 5 | 8 |

2.- Prepare una solución de (NH4)3Fe(C2O4)3 6 x 10-3 moles/L, mezclando 50 mL de Fe(NO3)3x9H2O 0,012 M en 50 mL de agua destilada. Luego en la oscuridad, añada 50 mL de (NH4)2C2O4xH2O 3,6 x10-2 M, disuelva y lleve a un volumen de 100 mL. A seguir, coloque 10 mL deesta solución en un tubo de ensayo y sométala a irradiación, en un reactor fotoquímico con una fuente luminosa de 100 watt por 30 minutos. Retirar, a intervalos de 10 minutos, una alicuota de 2 mL de la solución y trasladarla inmediatamente a un matraz de aforo de 25 mL , el cual debe contener 5 mL de solución de acetato de sodio 1 mol/L, 2 mL de solución de o-fenantrolina 0,12%p/v. Luego, añada 8mL de H2SO4 0,5 moles/L. y lleve a un volumen de 25 mL agite y mida la absorbancia de estas soluciones a 509 nm.

Cálculos y resultados

1.- Curva de calibración
Tabla 2.- Valores de absorción obtenida a diferentes concentraciones de Hierro II

[Fe+2](M) | Abs. |
3,14E-6 | 0,141 |
6,29E-6 | 0,278 |
9,43E-6 | 0,429 |
1,26E-5 | 0,566 |
1,57E-5 | 0,697 |...
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