Calorimetría - Laboratorio de Técnicas Básicas en Química

DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN POR COLORIMETRÍA

LAURA CASAS
Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá

Recibido para revisar 13 de abril de 2010

RESÚMEN: Se prepararon seis diluciones de sulfato de cobre (CuSO4) a partir de una solución de concentración 0,24 M. Con un espectrofotómetro se determinóla absorbancia de cada dilución, y con los resultados fue posible evidenciar que la absorbancia de una solución es directamente proporcional a su concentración. Con base en los datos obtenidos se elaboró una curva de calibración con su respectiva línea de tendencia, la cual permitió hallar la concentración de una disolución desconocida de CuSO4, teniendo únicamente el valor de su absorbancia.PALABRAS CLAVE: Colorimetría, espectrofotómetro, radiación electromagnética, longitud de onda, ley de Beer - Lambert, absorbancia, transmitancia, potencia radiante.

1. ESTADO DEL ARTE

1.1. Absorción de la radiación

Un compuesto adquiere color cuando absorbe la radiación electromagnética correspondiente a la luz visible, la cual comprende longitudes de onda desde los 400 hasta los 750 nmaproximadamente. Este intervalo es comprendido por la luz blanca, por lo que puede dispersarse en un espectro de colores, cada uno de los cuales tiene un valor característico de longitud de onda (Figura 1). (1)


Figura 1. Espectro visible
Tomado de: www.yio.com.ar

Una sustancia, al ser atravesada por un haz de dicha radiación, puede absorber algunas de las longitudes de onda del intervalo mientrasrefleja las otras. Este fenómeno de absorción selectiva de la radiación electromagnética da lugar a que el rayo emergente difiera del incidente, y por consiguiente, facilita la identificación cualitativa de sustancias. (2)

1.2. Ley de Lambert Beer

Existe un método de análisis que permite hallar la concentración de una solución por comparación con soluciones de concentración conocida: lacolorimetría. Este método se basa en la ley de Lambert Beer, la cual establece en términos generales, que bajo ciertas condiciones la cantidad de radiación absorbida es proporcional a la concentración del absorbente. (3)

Cuando se atraviesa una solución con un haz de radiación monocromática (de una sola longitud de onda), la energía radiante de este haz se reduce al ser absorbida por las partículas de laespecie química. Esta disminución depende entonces, de la concentración de la sustancia, así como de la longitud del recorrido del haz a través de la solución. (2)

Así, la ley de Lambert Beer relaciona la cantidad de radiación absorbida o retenida por la sustancia absorbente (Absorbancia) con sus propiedades.

Matemáticamente, se expresa como:

A = Log (P0/P) = ϵbC

Donde:

A: Absorbancia
P0:Intensidad de la radiación del haz incidente
P: Intensidad de la radiación del haz de salida
b: Longitud del trayecto recorrido
C: Concentración de la especie absorbente
ϵ: Constante o coeficiente de absorción molar

Del mismo modo, la Ley de Lambert Beer expresa el valor de la transmitancia, es decir, la cantidad de energía emitida por la sustancia absorbente, definiéndose como:

T = P/P0

Por lotanto, la ley de Lambet Beer relaciona la absorbancia con la transmitancia de la siguiente forma:

A = -log T (3)

2. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO EMPLEADO

El espectrofotómetro visible o colorímetro

Para medir la absorción de radiación de una sustancia, se necesitan cuatro componentes fundamentales:

Un foco estable de energía radiante
Un dispositivo adecuado para seleccionar el ancho de la banda deradiación
Recipientes transparentes para contener la muestra y el disolvente
Un detector de radiación

En la práctica, se utilizó un espectrofotómetro de luz visible o colorímetro. El espectrofotómetro es un instrumento que mide la absorbancia de una solución, al tener la capacidad de manejar un haz de radiación electromagnética.

El espectrofotómetro visible tiene una aplicación muy extensa en...