Determinacion simultanea d emezclas binarias

Objetivos:

* Comprobar experimentalmente la propiedad aditiva de la absorbancia de un sistema de dos componentes.

* Conocer cuáles son las condiciones que se requieren para resolver un sistema de mezcla binario.

* Calcular las concentraciones de cada componente en la mezcla.

* Comparar los resultados obtenidos con los teóricos.

Fundamento Teórico:

En la práctica 2 seestudió la aplicación de la espectrofotometría al análisis químico de un solo compuesto en una muestra. En este caso, la misma técnica será aplicada al análisis de dos compuestos en una misma muestra de manera simultánea.

La absorción de radiación electromagnética es una propiedad aditiva, esto es, en el caso de encontrarse dos o más compuestos absorbentes en una misma muestra, la absorbanciade dicha muestra para cada longitud de onda será la suma de las absorbancias individuales de los diversos componentes para dicha longitud de onda:

Amuestra= A1 + A2 + ...... + An = å1bc1 + å2bc2 + ..... + ånbcn

Esto supone un problema cuando los espectros de absorbancia de los diversos componentes
están muy cercanos entre sí, pues se produce el solapamiento entre ellos (interferenciasespectrales), y el resultado obtenido al realizar el espectro de absorbancia de la muestra es un solo espectro como resultado de la suma de todos los espectros individuales. En este caso, no conocemos a priori la aportación de cada componente individual a la absorbancia total de la muestra (la que medimos con el espectrofotómetro), y por tanto no es posible cuantificar la concentración de cada uno deellos siguiendo el mismo proceso de calibración utilizado cuando sólo tenemos un compuesto.
Para el caso de una mezcla de dos componentes, P y Q, cuyas máximas absorbancias se obtienen a dos longitudes de onda muy próximas entre si, ë1 y ë2, la absorbancia de la muestra medida a las longitudes de onda características de los dos compuestos será:

Para ë1: Aë1(muestra) = Aë1(P)+ Aë1(Q) = åë1(P) bcP + åë1(Q) b cQ [1]

Para ë2: Aë2(muestra) = Aë2(P)+ Aë2(Q) = åë2(P) b cP + åë2(Q) b cQ [2]

Por tanto, para conocer las concentraciones de los compuestos P y Q en la muestra, cp y cQ, necesitamos en este caso conocer el valor de cuatro constantes de absortividad molar: åë1(P), åë1(Q), åë2(P) y åë2(Q). (Recordar que la absortividad molar depende del compuesto analizado y de la longitud deonda). El proceso que nos permite calcular los valores de estas cuatro constantes, llamado calibración, será el siguiente:

Si preparamos disoluciones individuales de los dos compuestos, y con concentración conocida, cP’ y cQ’, al medir su absorbancia para las dos longitudes de onda obtendremos:

Para el compuesto P:
Aë1(P) = åë1(P) b cP’
Aë2(P) = åë2(P) b cP ’

Para el compuesto Q:Aë1(Q) = åë1(Q) b cQ’
Aë2(Q) = åë2(Q) b cQ’

Ahora, en cada una de las ecuaciones, todos los términos son conocidos excepto las constantes de absortividad molar, por lo que podemos despejarlas y calcular el valor de las cuatro constantes de proporcionalidad.

Una vez conocidos los valores de estas constantes, ya podemos sustituirlas en las ecuaciones [1] y [2], quedándonos un sistema de dosecuaciones con dos incógnitas, de cuya resolución obtendremos los valores de concentración de los dos analitos, P y Q, en nuestra muestra.

Desarrollo experimental.

* Material y equipo:

* Matraz aforado de 500 ml
* Matraces aforados de 100 ml
* Matraces aforados de 10 ml
* Pipetas graduadas de 1 ml
* Balanza analítica
* Espectrofotómetro de UV-Visible.
* Celdas decuarzo de 1 cm

* Reactivos:

* KMnO4 Q.P.
* H2SO4 Q.P.
* K2Cr2O7 Q.P.

* Preparación de soluciones:

* H2SO4 0.2N
Medir 2.7 ml de H2SO4 y aforar a 500 ml con agua destilada.
* K2Cr2O7 5*10-4 M
Pesar 0.014709 g de K2Cr2O7 disolver con H2SO4 0.2N y aforar a 100ml con el mismo solvente.
* KMnO4 5*10-4 M
Pesar 0.007029 g de KMnO4...