ASPECTOS ADICIONALES EN EL ESTUDIO DE DISOLUCIONES: CUANTIFICACIÓN COLORIMÉTRICA DE LA CONCENTRACIÓN

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Al iniciar la medición en el espectrofotómetro se introduce la solución blanco (solución de agua destilada al 100%) en la celda, para calibrar el espectrofotómetro. A continuación se introduce cualquiera de nuestras disoluciones, se escogió la disolución de concentración 15,0 ppm, para determinar la longitud de onda con mayor absorbancia que mide el espectrofotómetro. Este proceso se realiza colocando esta muestra a diferentes longitudes de onda de manera que cuando aparezca el número más grande de absorbancia, en nuestro caso 0,739 a 600 nm (Tabla 1), esa será la longitud de onda en la que se medirá la absorbancia de las demás diluciones. A continuación se vuelve a introducir la solución blanco para que nuestra medida de absorbancia a 600nm se encuentre calibrada y finalmente se dispone una pequeña cantidad de cada disolución en las celdas y se introduce cada celda en el espectrofotómetro para medir su absorbancia.

Tabla 1. Volúmenes necesarios de solución patrón y agua para realizar las disoluciones a las concentraciones necesarias.

[pic 1]

RESULTADOS

Caracterización de la curva espectral

Se realizó una curva espectral, para la cual se utilizó ondas de luz monocromática a diferentes longitudes de onda (ver figura 1.) para así obtener, que la longitud de onda con mayor absorbancia para una dilución stock con concentración de 15,0 ppm de azul de metileno fue la de 600 nm.

Caracterización de la curva de calibración

La figura 2 muestra la absorbancia de la luz monocromática con longitud de onda de 600 nm en las distintas diluciones . Se observa como la gráfica posee un comportamiento aproximadamente lineal para las diluciones con menor concentración, por lo que se realizó una gráfica con este intervalo (ver figura 3.).

En las figuras 2 y 3 se observan líneas de tendencia con su respectiva fórmula matemática y coeficiente de correlación (representado cómo R²), que expresa la relación entre la línea de tendencia y los valores experimentales por lo que cuando este valor se acerca más a 1, la fórmula lineal muestra más precisión.

En la figura 3 el coeficiente de correlación presenta mayor cercanía al 1, por lo que se usó la fórmula matemática de esta tendencia lineal en el cálculo de la concentración de la solución problema; en la fórmula lineal se reemplazó la absorbancia obtenida de la solución problema (0,104) en la variable y, y se despejo la variable “x” que representa la concentración, obteniendo así 5,99 ppm para la concentración de la solución problema.

Figura 1. Absorbancia (+/- 0,001) de una dilución a distintas longitudes de onda[pic 2]

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Figura 2. Absorbancia de diversas diluciones a una longitud de onda de 600 nm.

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Figura 3. Absorbancia de diversas diluciones con menores concentraciones a una longitud de onda de 600 nm.

DISCUSIÓN

La Ley de Lambert-Beer posee algunas limitaciones o desviaciones: Desviaciones reales: La concentración debe ser inferior a 0,01 M, la absorbancia debe darse en un rango de 0,15 -0,8 (Olsen, 1990). Desviaciones instrumentales: Radiación no monocromática. De acuerdo a esta limitante de absorbancia, la gráfica de curva de calibración se especificó al intervalo experimental que comprende este rango teórico; porque si se observa la primera curva de calibración por encima de este rango mencionado de absorbancia, la recta se vuelve curva.

Según la literatura una de las características del azul de metileno es que su longitud de absorción máxima de 660 nm (Alzate, 2012), algo que no se observó en los resultados de curva espectral pues nuestra máxima de absorción fue 600nm, esto pudo ser causado por varios factores: como la calibración de nuestro espectrofotómetro pues al principio mostraba valores negativos por lo que se prosiguió a reiniciarlo y en este proceso no se esperó lo indicado por el manual de instrucciones que dice esperar de 15 a 20 minutos, sino que se esperó 5 minutos y reiniciamos con la medición de absorbancia.

A pesar que la ley Lambert-Beer determina que la relación entre la absorbancia y la concentración de una solución debe ser lineal, experimentalmente se observan varianzas significativas de esta tendencia a medida que se aumenta la concentración en las diluciones; un factor que explica este fenómeno relaciona la absortividad molar con el índice de refracción en la solución, ya que esta última magnitud varía con respecto a la concentración (Skoog et al., 2001). El azul de metileno al ser un compuesto heterocíclico aromático, posee enlaces dobles y por tanto sus electrones no están tan fuertemente unidos, por consiguiente la radiación de la luz monocromática los puede excitar fácilmente, por lo que cuando salgan del estado de excitación pueden liberar energía en forma lumínica afectando de esta manera los valores de absorbancia, reflejados en el espectroscopio; las moléculas orgánicas que poseen un grupo de átomos capaces de absorber la luz, se le puede denominar cromóforo a estos grupos. (Skoog et al., 1998).

CONCLUSIONES

Se debe tener en cuenta que la absorbancia obtenida mediante el espectroscopio siempre va a poseer errores asociados, por lo que se obtendrá en un intervalo de longitudes de onda, no una específica, al poseer errores de diversas procedencias (radiaciones parásitas o errores en el manejo instrumental) que interferirá en la magnitud resultante final.

Para que la ley Lambert-Beer tenga mayor acercamiento experimental, las soluciones sometidas al análisis colorimétrico, debe tener la menor cantidad de impurezas posibles y las disoluciones deben ser completamente homogéneas.

Atendiendo a las limitaciones y beneficios que presenta la ley Lambert-Beer, las técnicas de colorimetría pueden ser confiables y aplicables a diversas áreas como en la biología y agronomía, como método de bioanálisis para diversos objetos de interés, siempre y cuando se reduzcan al máximo las limitantes y los errores que puedan surgir en la aplicación de esta técnica.

REFERENCIAS

Alzate L. Fotometría Visible [Documento de internet],2012. Disponible en: https://es.scribd.com/doc/109131112/FOTOMETRIA-VISIBLE-s#. [Consultado 14 de Marzo