Informe final de colorimetria

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ESTUDIO DE LA COLORIMETRÍA EN UNA DISOLUCIÓN DE AZUL DE METILENO 1

Elizabeth cristina León Marín y Eva Zandrith Pacheco Garcerán 1 Estudiantes de Nutrición y dietética, Primer semestre, Universidad Nacional de Colombia

RESUMEN En este estudio se realizaron diluciones de azul de metileno en agua destilada, con distintas concentraciones de dicho reactivo, de manera que se pudiera conocer la absorbancia de cada una de las concentraciones, y asimismo poder determinar la curva de calibración teniendo en cuenta estos datos. Para esto, se utilizó un espectrofotómetro que permitió conocer la absorbancia y un software de hojas de cálculo (Excel) con el cual se construyó correctamente la curva de calibración. Adicionalmente, se utilizó una muestra problema con la cual se determinó la absorbancia de la misma manera que con las otras diluciones y mediante la ecuación de la recta se halló la concentración. Finalmente el resultado que arrojo fue: 1.62 mg/L PALABRAS CLAVE: dilución, concentración, curva de calibración, azul de metileno, colorimetría. ABSTRACT In this study dilutions of methylene blue were made in distilled water, with different concentrations of said reagent, so that the absorbance of each of the concentrations could be known, as well as being able to determine the calibration curve taking into account the concentrations and absorbance of the dilutions. For this, a spectrophotometer was used that allowed to know the absorbance and a software of spreadsheets (Excel) with which the calibration curve was correctly constructed. Additionally, a problem sample was used with which the absorbance was determined in the same way as with the other dilutions and by the equation of the straight line the concentration was found. Finally, the result I show was: 1.62 mg / L KEY WORDS: dilution, concentration, calibration curve, methylene blue, colorimetry. INTRODUCCIÓN La colorimetría es una técnica usualmente empleada en los laboratorios de química con el objetivo de determinar mediante esta, la información cualitativa y cuantitativa acerca de las sustancias en disolución. Este método se fundamenta en la medida de la absorción de radiación de la zona visible por sustancias coloreadas (1). Durante la práctica, se realizaron diluciones seriadas de azul de metileno, las cuales fueron utilizadas posteriormente para hallar la absorbancia correspondientes, esto a través de un instrumento conocido como espectrofotómetro. Adicional a esto, se determinó la concentración de una solución problema del mismo reactivo. Esto se realizó con base a diversas teorías y estudios que nos brindarán las bases conceptuales necesarias para el desarrollo adecuado del experimento. La teoría que permitió lo anterior fue la ley de Lambert-Beer, ésta establece la relación lineal entre la absorbancia y la concentración de una solución a una temperatura determinada. Pese a eso

cuenta con cuatro limitaciones para su aplicabilidad, generadas por diversos factores como lo son las impurezas y la concentración de la disolución, el instrumento utilizado, la relación entre el soluto y el disolvente (2). MATERIALES Y MÉTODOS Materiales: Para el experimento se utilizaron alrededor de 25 a 30 mL de azul de metileno, 1 vaso de precipitados 100 mL, 1 balón aforado de 10 mL, 1 bureta de 25 mL, 2 pipetas graduadas de 10 mL, una pipeta Pasteur plástica, 1 frasco lavador, una taza plástica para recoger los residuos, 1 gradilla y un espectrofotómetro marca LabQuest con sensor para espectrofotometría. Metodología Para el correspondiente estudio se realizaron diferentes diluciones a partir de una solución de azul de metileno. Para ello se tomaron 5 alícuotas con diferentes concentraciones de azul de metileno (1 mg/L, 2 mg/L, 3 mg/L, 4

mg/L, 5 mg/L). A partir de esta información se procedió a determinar el volumen necesario de agua destilada para completar el aforo; para ello se utilizó la ecuación: Vi · Mi = Vf · Mf. Una vez determinados todos los datos necesarios para realizar las disoluciones correspondientes, se continuó a realizarla. Primero se determinó la solución stock, que en este caso fue la correspondiente a la concentración de 5 mg/L, y se transfirió a un tubo de ensayo debidamente rotulado. A continuación, se procedió a realizar las otras disoluciones, por lo cual, se tomó la alícuota de 4 mg/L mediante la bureta de 25mL, y se depositó en el balón aforado, después de esto se completó a volumen con el agua destilada y finalmente se transfirió a un tubo de ensayo debidamente rotulado; para realizar las siguientes disoluciones se realizó el mismo procedimiento antes mencionado. Enseguida de esto, se pasó a calibrar el espectrofotómetro con un blanco de reactivos y se determinó la longitud de onda con la que se trabajaría durante el estudio, con el fin de tener

uniformidad en los datos tomados para la hora de realizar la curva de calibración; este valor fue de 665.20nm. De esta manera se pudo proseguir a hallar las respectivas absorbancias de las concentraciones antes mencionadas, para lo cual se utilizó una celda propia del espectrofotómetro y se añadió una muestra correspondiente a cada una de las diluciones. Una vez el instrumento terminara de analizar la muestra se procedió a buscar la longitud de onda antes mencionada con la correspondiente absorción (este procedimiento se realizó con cada una de las diluciones). Con este dato se llegó a conocer su concentración teniendo en cuenta la ecuación de la recta correspondiente. RESULTADOS Para encontrar el volumen inicial de la solución stock (volumen de la solución patrón tomado para la realización de las diferentes disoluciones) se hicieron los siguientes cálculos, éstos a su vez nos permitieron desarrollar la tabla respectiva (tabla 1).

Concentración del patrón(mg/L)

Volumen de solución Stock(mL)

Volumen de agua (mL)

Absorbancia

1,0

2,0

8,0

0.706

2,0

4,0

6,0

0.866

3,0

6,0

4,0

0.882

4,0

8,0

2,0

1.264

5,0

10,0

0,0

1.421

Muestra problema Tabla 1. Información sobre soluciones curva de calibración colorimetría

0.776

Gráfica 1. Diluciones hechas en el laboratorio

Mediante los datos obtenidos y posteriormente consignados en la tabla anterior se hizo uso de determinado software que permitió generar la curva de calibración, la ecuación de la recta y el coeficiente de correlación (𝑅 2).

Gráfica 2. Curva de calibración

A continuación se halló la concentración de la solución problema utilizando la ecuación encontrada en puntos anteriores.

Posterior a eso se determinó el porcentaje de error del experimento obteniendo lo siguiente:

Dónde 2.5 representa la concentración teórica, y 1.6225 representa la concentración real o experimental. ABSORBANCIA MOLAR

ANÁLISIS

A través de la ecuación Vi · Mi = Vf · Mf *. , se determinó el volumen inicial que debía contener cada alícuota en el experimento y posteriormente, con el espectrofotómetro se halló las absorbancias respectivas. Con los datos presentados en la tabla 1. y por medio de un software de hojas de cálculos se llegó a determinar la ecuación de la recta y el coeficiente de correlación, que nos indica la relación de dos variables, en este caso, la absorbancia vs. Concentración. Según la gráfica 2 en donde se presenta la curva de calibración y el coeficiente de correlación que fue R² = 0.9247, podemos interpretar con esto que las variables tienen una correlación positiva, es decir, que las variables tienen una asociación fuerte y por consiguiente estos datos tomados serán confiables. Cabe aclarar, que la correlación sería perfecta si el valor hallado fuera 1. Teniendo en cuenta que la correlación no fue perfecta, es pertinente decir que existieron ciertos errores que explican esta variación, y que pueden ser interpretados de igual manera como limitaciones de la ley de Lambert-Beer. En primer lugar, se pudo presentar un error instrumental, es decir, que después de calibrar el espectrofotómetro y realizar ciertas determinaciones, dicho instrumento se haya vuelto a descalibrar.

En segundo lugar, se puedo presentar un error accidental, donde incidentalmente se agregara una pequeña cantidad más o menos del volumen de la solución stock, cómo pudo ocurrir en el caso de la concentración 3, donde la absorbancia da muy similar al dato anterior, y como se muestra en la gráfica 2, dicho punto se encuentra distante de la curva de calibración. Por otro lado, se pueden considerar las limitaciones propias de la ley de Lambert, para explicar el comportamiento de absorciones de las disoluciones diluidas en el estudio. Con esto se quiere decir, que la absorbancia de las concentraciones se pudieron ver afectadas por las interacciones entre las especies encargadas de la absorción, y como se puede observar en la gráfica 2, ocurrió una desviación entre la relación lineal de absorbancia y concentración, por lo cual los puntos no se observan sobre la línea. Por último, al hallar la concentración de la muestra problema, mediante la ecuación de la recta, se puede evidenciar en la gráfica 2, que la relación entre la absorbancia y la concentración de dicha muestra coincide con la curva de calibración, puesto que el dato hallado se encuentra sobre la curva de calibración

CONCLUSIÓN Por medio de la ecuación de la gráfica y de la absorbancia hallada a través del espectrofotómetro, se llegó a determinar que la concentración de la muestra problema era 1.6225 mg/L. Con esto se puede analizar y concluir que el método más preciso a la hora de hallar la concentración de una muestra problema es el uso de la ecuación obtenida gracias a los datos de la misma solución con diferentes concentraciones, puesto que esto nos permite reportar el dato con un número de cifras significativas mayor. Otro factor importante fue la utilización del espectrofotómetro puesto que los resultados obtenidos dependen de la calibración del equipo, eso puede generar múltiples errores que alteran y desvían el resultado final. REFERENCIAS 1. Aparicio EG. Técnicas colorimétricas. Col Libr Estud Univ Campus Oaxaca [Internet]. 2017;6. Available from: http://revista.cleu.edu.mx/new/descarg as/1703/articulos/Articulo08_Tecnicas _colorimetricas.pdf 2. Díaz NA, Ruiz JAB, Reyes EF, Cejudo AG, Novo JJ, Peinado JP, et al. Espectrofotometría: Espectros de

absorción y cuantificación colorimétrica de biomoléculas. :1–8. Available from: https://www.uco.es/dptos/bioquimicabiolmol/pdfs/08_ESPECTROFOTOMETRI A.pdf 3. Dosal M, C Brunatti L, A Martín, Díaz Oliva C, García de Paz JL, Juanes Recio O, et al. Introducción a la Espectroscopía de Absorción Molecular Ultravioleta, Visible e Infrarrojo Cercano. Introd a la espectrofotometría [Internet]. 2010;1– 10. Available from: https://www.uam.es/docencia/qmapco n/QUIMICA_GENERAL/Practica_4_C olorimetria_Ley_de_Lambert_Beer.pdf %0Amaterias.fi.uba.ar/6305/download /Espectrofotometria.pdf%0Ahttp://dep a.fquim.unam.mx/amyd/archivero/CU RVASDECALIBRACION_23498.pdf 4. SKOOG, D.A.; Leary J.J.; ANÁLISIS INSTRUMENTAL, 4° ed.; Ed. McGrawHill (1994), págs. 142-155.