METODOS DE COMPENSACION EN COLORIMETRIA

QUÍMICA ANALÍTICA INSTRUMENTAL.
MÉTODOS ÓPTICOS DE ANÁLISIS.
TP 5: Colorimetría visual y estudio del Spectronic 20.


Primera parte: Colorimetría visual

La colorimetría visual consiste en el uso de la vista para comparar las intensidades de dos rayos de luz. Las técnicas experimentales se basan en el siguiente principio: si dos soluciones de una misma sustancia coloreada son iluminadascon la misma intensidad y las condiciones de medición son tales que las intensidades de los rayos emergentes también son iguales, es posible determinar la concentración de una de ellas (muestra desconocida) conociendo la concentración de otra (patrón o referencia).
Si se cumple la ley de Lambert Beer:





donde: P0 es la intensidad de luz incidente, Pt la intensidad de luz transmitida, a laabsortividad, b el camino óptico (espesor que atraviesa la luz), C la concentración, T Ia transmitancia y A la absorbancia.
Bajo las condiciones arriba mencionadas y aplicando la ley de Beer a la solución de referencia y a la muestra desconocida, se llega a:


donde r corresponde a la referencia o patrón y x corresponde a la muestra desconocida.
En las técnicas más simples, br y bx se haceniguales y el análisis consiste en preparar una solución cuya concentración sea conocida e igual a la de la muestra. En otras técnicas se varía el camino óptico y se mide br/bx (por ejemplo en el colorímetro de Duboscq, Fig.1) y así se determina Cx.
Este tipo de procedimientos por comparación se hacen necesarios, dada la incapacidad del ojo humano de medir intensidad de luz o realizar unaestimación exacta de diferencias de intensidades. Los resultados serán satisfactorios si se usa el ojo sólo para detectar diferencias entre dos intensidades, sin prestar atención al valor absoluto de cada una o de la diferencia entre ambas. La máxima precisión que puede alcanzarse en estas técnicas es del 6%, ya que en condiciones óptimas, el ojo verá como iguales dos intensidades que difieren enrealidad en un 6%. Si tomamos este valor como la máxima diferencia que se puede observar, entonces para un número grande de pares de soluciones que aparentan ser iguales al ojo, el error será  3%. De acuerdo a la relación logarítmica entre el valor de P y la concentración, el error promedio en la determinación de Cx será del 1,3%. Este valor representa la máxima precisión posible en el método decolorimetría visual. Sin embargo, existen otros factores que, combinados, aumentan el error hasta un 5%, entre ellos está el error instrumental, el hecho que la sensibilidad del ojo depende del color transmitido, la fatiga del operador, etc.
Las técnicas en las que el camino óptico es el mismo (br = bx) y por lo tanto las intensidades son las mismas, resulta Cr = Cx es válido aunque no se cumpla la leyde Beer. En estos casos es suficiente que la absorbancia sea una función monótona de la concentración, es decir que dos soluciones de distinta concentración tengan distinta absorbancia. Sin embargo, es siempre deseable poder demostrar experimentalmente que el producto b x C sea una constante bajo cualquier tipo de condiciones (o sea igual número de partículas).

Figura 1. (a) Fotografía de uncolorímetro Duboscq. (b) Tubos cilíndricos de base plana asociados a un sistema de émbolos que permite aumentar o disminuir el camino óptico. (c) Dos fotografías del campo visual (arriba, situación inicial, con los caminos ópticos iguales; debajo, situación final, luego del ajuste relativo de caminos ópticos). (d) Lectura inicial (arriba) y final (abajo) de las escalas que marcan el desplazamientode los tubos.

Comparación con tubos de Nessler
La técnica más simple consiste en la preparación de una serie de soluciones de distintas concentraciones de la sustancia a determinar. Estas soluciones patrones se transfieren, junto con la solución problema, a una serie de tubos de vidrio transparente (o las mismas pueden ser preparadas directamente en ellos) y se llevan a volumen hasta la misma...