Espectrofotometria

ESPECTROFOTOMETRÍA

3.3.1. Espectrofotometría
Se da el nombre de métodos espectrofotométricos a los procedimientos de análisis químico basados en la absorción de la energía radiante por parte de la muestra, por ejemplo en el espectro visible, ultravioleta o infrarrojo. El funcionamiento general de un espectrofotómetro se muestra en la figura 3.1.

En el espectro visible, toda sustancia queal solubilizarse produzca una solución coloreada, es susceptible a su análisis mediante este método.
La espectrofotometría se basa en la ley de Lambert-Beer:

Donde:
A = Absorbancia
a = Coeficiente de absortividad molar
b = Longitud de la celda (usualmente 1,00 cm)
c = Concentración molar
%T = Porcentaje de transmitancia
La curva de calibración es la gráfica resultante de los datosde absorbancia medidos para soluciones patrón, en función de la concentración correspondiente a dicho patrón y expresada en unidades de concentración, como por ejemplo en partes por millón (ppm). La región útil de la curva de calibración está comprendida por los valores que cumplan la Ley de Lambert-Beer, es decir, la región que se ajuste a una línea recta que pase por el origen.
Cuando seencuentran datos que no se acerquen a la línea recta, es decir, no caen sobre ella entonces se ajustan mediante la técnica de los mínimos cuadrados o por regresión lineal (por ejemplo, usando Microsoft Excel).

3.3.2. Principio del método
Se lleva el hierro a disolución, se reduce al estado ferroso (Fe2+) mediante ebullición con ácido e hidroxilamina (agente reductor), tal como se muestra acontinuación:

Luego se trata con 1,10-fenantrolina a un valor de pH de 3,2 a 3,3. Tres moléculas de o-fenantrolina producen la quelación de cada átomo de hierro ferroso para formar un ion complejo anaranjado-rojo. La disolución coloreada sigue la ley de Lambert-Beer; su intensidad es independiente del pH desde 3 hasta 9. Un pH entre 2,9 y 3,5 asegura el rápido desarrollo del color en presencia deun exceso de o-fenantrolina. Los patrones de color son estables por lo menos durante 6 meses. La ecuación química es la siguiente:

3.4. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS.

3.4.1. MATERIALES

 Recipientes de muestreo de plástico incoloro o blanco de capacidad de 1 a 4 litros (a cargo del estudiante).
 Etiquetas de identificación de muestras (ver premuestreo - Anexo II).
 Registro decampo (ver anexo III).
 Pesa sustancias o vidrio de reloj.
 Microespátula.
 3 vasos de precipitados de 50 mL.
 3 vasos de precipitados de 250 mL.
 13 balones aforados de 100 mL.
 2 balones aforados de 1000 mL.
 Pipetas aforadas de 1, 5, 10, 25 y 50 mL.

Pipetas graduadas de 1, 10 y 25 mL.
 Micropipeta.
 4 embudos cónicos
 4 aros con nuez

3.4.2. EQUIPOS

Espectrofotómetro visible con un rango de longitud de onda que permita medir a 510 nm.
 Balanza analítica con precisión de 0,0001 g.
 Celdas de lectura espectrofotométrica en cuarzo o vidrio.
 Sistema de filtración al vacío si es necesario.
 Placa de calentamiento y agitación magnética

3.4.3. REACTIVOS (deben ser grado patrón primario o analítico)

 1,10-fenantrolinamonohidratada
 Cloruro de hidroxilamonio o hidrocloruro de hidroxilamina
 Acetato de sodio anhidro
 Sulfato de amonio y hierro(II) hexahidratado (FAS)
 Agua destilada
 Ácido sulfúrico (98%)
 Ácido clorhídrico concentrado (con menos de 0,5 ppm de hierro)

3.5. PROCEDIMIENTO
Tome el registro fotográfico desde la toma de la muestra hasta la finalización de la práctica de laboratorio conuna cámara fotográfica.
3.5.1. Recolección de la muestra de agua:

Se debe tomar una muestra de agua de cualquier naturaleza, usando un recipiente acorde a lo estipulado en el anexo I.
3.5.2. Preparación de disoluciones: se usan reactivos con bajos niveles de hierro. Si es necesario use la plancha de agitación magnética para homogenizar las disoluciones.
 1,10-fenantrolina: disolver...