11 UV Lab OKppt 20 (2)

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS 
FACULTAD DE QUÍMICA E ING. QUÍMICA
ESCUELA PROFESONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA
LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA E INSTRUMENTACIÓN
11- ESPECTROFOTOMETRÍA UV
QUÍM. ROSA LAURA LENGUA CALLE
2020-I
Quím. Rosa Laura Lengua C. 1
COMPETENCIAS:
* Entiende el concepto de la espectrofotometría UV
* Conoce la aplicación de esta técnica
* Diferencia la espectrofotometría visible de la UV
CONTENIDO 
* Generalidades de la espectrofotometría UV.
* Partes del espectrofotómetro y función de cada una de ellas 
* Aplicación de esta técnica
* Parte experimental
Quím. Rosa Laura Lengua C. 2
LA ESPECTROFOTOMETRÍA DE ABSORCIÓN UV-VIS 
Mide la atenuación de un haz de luz después de pasar a través de una 
muestra.
Principio básico de la técnica de UV-VIS: Absorbe REM de una 
frecuencia determinada en el rango de λ de UV-VIS, realizada por una 
molécula, para producir una transición de un nivel de baja energía a un 
nivel de mayor energía.
La absorbancia de luz en UV-VIS es determinada por un cromóforo
(grupo funcional que absorbe luz como C=O, C=C, N=N, y N=O, que 
tienen múltiples enlaces) y un auxocromo (como –OH). 
La región UV se define como el rango de λ de 195 a 400 nm. Es una 
región de energía muy alta. Provoca daño al ojo humano así como 
quemadura común
Quím. Rosa Laura Lengua C. 3
LA ESPECTROFOTOMETRÍA UV-VISIBLE .
Las transiciones de e- de orbitales de estado fundamental al excitado: σ - σ * 
y n- σ * requieren gran E, por lo tanto ocurren en la región UV lejano o 
débilmente en la región 195-240nm. En consecuencia, los grupos saturados 
no exhiben una fuerte absorción en la región ultravioleta.
Los compuestos con dobles enlaces aislados, triples enlaces, enlaces 
peptídicos (moléculas de Aminoácidos: Insulina, gastrina), sistemas 
aromáticos, grupos carbonilos y otros heteroátomos tienen su máxima 
absorbancia en la región UV, importante para la determinación de 
compuestos orgánicos, así como algunos aniones inorgánicos, son muchos 
los grupos funcionales que se pueden determinar con espectroscopia UV 
(debe poseer, al menos un enlace doble).
Diversos factores, como pH, concentración de sal y el disolvente, alteran la 
carga de las moléculas, provocan desplazamientos de los espectros UV. 
Quím. Rosa Laura Lengua C. 4
Espectrofotómetro de Doble Haz
Quím. Rosa Laura Lengua C. 5
Quím. Rosa Laura Lengua C. 6
ESPECTROFOTÓMETRO UV-VISIBLE: DE DOBLE HAZ. La luz hace doble recorrido
El monocromador selecciona los fotones procedentes de una fuente, llegarán a la 
muestra solo los fotones de una determinada λ (de un intervalo muy estrecho de λ). 
Un sistema de espejos permitirá que la radiación de esa λ pase al mismo tiempo por 
un blanco (disolvente) y por la disolución de la muestra. 
Detectores medirán la P y Po de la radiación que sale del blanco, P0, y de la 
muestra, P. 
El cociente P/P0 es la fracción de potencia transmitida por la muestra que es la T 
EL ESPECTRO UV-VISIBLE.
Es una representación gráfica de la 
cantidad de fotones que se 
absorben, expresada en términos de A, en 
función de la λ de dichos fotones. 
En la figura se muestra el espectro UV-V de 
la tetrafenilciclopentadienona. 
Consiste en dos bandas, cada una 
correspondiente a una transición 
electrónica que se da en la molécula, 
una en la zona UV (centrada a 343 nm) , 
transición de л→ л* y 
otra en la visible (a 512 nm), transición de 
n → л* .
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DETERMINACIÓN DE NITRATOS EN AGUA (NO3)
- :UV
ESTRUCTURA DEL (NO3)
-
HNO3 NO3
-
NO3
- tiene un solo doble enlace.
λmax NO3
- = 220 nm
 λcorta > E ( disminuye el número de enlaces dobles conjugados, 
aumenta E y disminuye λ)
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El ion NO3
-, posee un grupo cromóforo: grupo insaturado 
(enlace doble: 1 enlace δ y un enlace л ) y dos enlaces simples 
δ.
Puede absorber radiación a :
- 313 nm, que corresponde a transición electrónica de 
n→л*(> λ <E materia orgánica también es 
absorbida)
- 220 nm, corresponde a transición electrónica de л →л*
(< λ > E)  ésta se aprovecha por tener menor error por 
interferencia.
Las transiciones n→л* de los grupos cromóforos simples tal 
como el grupo carbonilo, se caracterizan por bajas 
absortividades molares. 
Cuando las bandas adicionales hacen su aparición, la 
transición n→л* se desplaza a una λ pero puede quedar 
hundida en bandas de mayor intensidad. 
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NITRATO 
compuesto inorgánico, no es normalmente peligroso para la salud 
a menos que sea reducido a nitrito (NO2
- ).
En agua potable debe controlarse porque niveles excesivos 
pueden provocar metahemoglobinemia, o “la enfermedad de los bebés 
azules”, indican presencia de otros contaminantes más peligrosos, 
como bacterias o pesticidas. 
El origen de NO3
- en aguas subterráneas es por fertilizantes, 
sistemas sépticos y almacenamiento de estiércol u operaciones de 
extensión. 
Para eliminar los NO2
- del agua es oxidándolo a NO3
- (menos 
tóxicos que los NO2
-). Mediante la inyección de ozono. 
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ESTÁNDARES DEL NITRATO EN EL AGUA POTABLE 
Son medidos ya sea en términos de cantidad de nitrógeno 
presente. 
El estándar federal es de 10 mg/L nitrato-N, Se encuentran en 
forma natural en vegetales, como lechuga y espinacas, y son 
producidos por microbios en el intestino humano, solo una pequeña 
parte del NO3
- en el cuerpo procede del agua que bebemos. 
Los productos cárnicos aportan < del 10 % del NO3
- en la dieta, 
pero aportan del 60 al 90 % del NO2
- consumido. Esto es porque a 
las comidas tales como Hot dog o jamón se les añade NaNO2 nitrito 
de sodio.
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DETERMINACIÓN DE NITRATOS EN AGUA- ULTRAVIOLETA
EQUIPO: Espectrofotómetro UV_visible Shimadzu 1700, 
de doble haz.
rango de 190 á 800 nm.
fuente de radiación UV: lámpara de deuterio. 
celdas de cuarzo . 
Un posible fuente de error en cualquier tipo de 
absorciómetro es la provocada por las 
Fluctuaciones que aparecen en la intensidad de 
la fuente de radiación. 
Las variaciones a corto plazo generalmente resultan de la falta de 
regulación en la potencia de la línea. 
A largo plazo las variaciones adicionales pueden deberse al 
deterioro de la lámpara o de otros componentes. 
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CONSIDERACIONES:
MÉTODO ESPECTROMÉTRICO ULTRAVIOLETA SELECTIVO. 
Esta técnica se utiliza para seleccionar muestras con bajo contenido 
en materia orgánica (aguas naturales incontaminadas y suministros de 
agua potable, agua de pozo). 
Las medidas de absorbancia -UV a 220 nm permiten la determinación 
de NO3
- que son absorbentes a esta λ . Debido a que las materias 
orgánicas también pueden absorber a esta λ debemos hacer una 
segunda lectura a 275 nm, donde no hay absorción de NO3
- , solo de 
materia orgánica y por diferencia obtener la medida relativa sólo de NO3
- .
La curva de calibrado de NO3
- , verifica la Ley de Lambert – Beer hasta 
los11mgN/L
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PROCEDIMIENTO 
MUESTRA: Agua Mineral sin gas: 
Cielo: 10mL/50mL; antes de enrazar con agua destilada ultrapura, 1mL de HCl 1N
Vida: 1ó 2 mL/50 mL; antes de enrazar con agua destilada ultrapura, 1mL de HCl 1N
Selfie: 2mL/50 mL; antes de enrazar con agua destilada ultrapura, 1mL de HCl 1N
San Antonio: 2mL/50 mL; antes de enrazar con agua destilada ultrapura, 1mL de 
HCl 1N
San Mateo y San Luis : 1mL del HCl 1N; enrazar con la misma muestra a 50 mL.
PREPARACIÓN DE SOLUCIONES:
a) solución patrón primario de nitrato de potasio: 0,1804gKNO₃ / 250 mL.
b) solución patrón intermedia de nitrato (5 ppm NO₃‾ - N): 5 mL de patrón 
primario, enrasar en fiola de 100 mL, con agua ultra pura.
c) solución HCl 1N: diluir 8,3 mL del concentrado en fiola de 100 mL con agua 
ultra pura.
d) blanco: En fiola de 50 mL, 1 mL de HCl 1N, completar volumen con aguaultra 
pura hasta enrase.
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Preparación de soluciones: 
 
 W KNO₃ (g) V agua 
(mL) 
Solución madre 0,1804 250 
 
Soluciones 
estándares 
C aprox. 
(ppm) 
1 0,1 
2 0,2 
3 0,3 
4 0,4 
5 0,5 
 
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MANEJO DEL ESPECTROFOTÓMETRO 
UV_Visible. SHIMATZU 1700
Retire del compartimiento, la sílica. 
Encienda supresor de picos, estabilizador, 
espectrofotómetro, levante la pantalla y 
espere la verificación automática del 
instrumento.
Encienda la PC. 
Presione en el espectrofotómetro PC 
CONTROL (F4) y cierre la pantalla del 
espectrofotómetro.
Ingrese al software UV PROBE.
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Ingrese al modo SPECTRUM, 
Objeto del módulo Spectrum:
Adquisición de un barrido en un 
rango de λ de la muestra de análisis.
pulse CONNECT.(prender lámpara)
Edite el método, seleccionando los 
parámetros.
Pulse BASELINE para hacer la 
corrección de la línea base (rango : 
190- 380 nm). STAR, para iniciar 
corrección de línea.
Corrección de línea base de un 
espectro: corregir en regiones 
donde no existen absorciones 
significativas (intensidad en estas 
regiones del espectro, idealmente es 
de 0 A ó 100 %T
Quím. Rosa Laura Lengua C. 17
Factores que pueden afectar la línea 
base: calidad del “background”, 
preparación de la muestra, estabilidad 
térmica del sistema, debido a estos la 
línea base puede inclinarse, desplazarse 
o curvarse. El equipo establece una 
línea base horizontal para un banda o 
una región de absorción dada del 
espectro. 
AUTOZERO: Coloque en ambas celdas 
(muestra y referencia) el Bk referencia 
(HCl 1N) y presionar AUTOZERO.
DETERMINAR LA λ max ABSORBANCIA
Ingresar Modo PHOTOMETRIC 
Colocar en la portacelda anterior, la celda 
con el estándar intermedio. 
Y en la portacelda posterior el Bk. Pulse 
STAR, defina λ max, que aparece en la 
pantalla y guarde.
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Edite el método, Seleccione los 
parámetros del método y guarde.
Complete datos en la tabla de 
estándares y muestra.
Lectura de la A de todas las 
soluciones estándares a la λ dada, 
Colocando en una celda el Bk y 
mantenerlo ahí, y después en la otra 
celda colocar las soluciones 
estándares, pulsando STAR.
Lecturas de las muestra y nos dará 
el valor de su A y su concentración.
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Registre los valores, incluyendo datos 
estadísticos, como ecuación de la 
recta, coeficiente de correlación y 
guarde.
Grafique la curva de calibración A vs C 
ppm.
Pulse DISCONECT y retire las celdas 
del compartimiento.
Pulse MODE y apague el 
espectrofotómetro.
Apague el estabilizador, monitor y 
supresor de picos. 
Colocar la sílica en el compartimiento.
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C. sol. madre KNO₃ :
0,1805 g x 1000 mL x 1000 mg x 14g NO3-N = 100 ppm NO₃‾ N 
250 mL 1 L 1 g 101,11g/ molKNO3
C. sol. Intermedia 5 ppm NO₃‾ N : 
100 ppm x V mL= 100 mL x 5 ppm NO₃‾ N 
Tomar : V = 5 mL 
C. estándares: (Std1) 
1 mL x 5 ppm = 50 mL x C 
C = 0,1 ppm
Si gráficamente [NO₃‾ - N ] es 0,279 ppm 
[NO₃‾ ] = 0,279 mg NO₃‾ - N x 62 g/mol NO₃‾ = 1,24 mg NO₃‾ / L
L 14 g /mol N
Vol. Aforo:50 mL, alícuota: 2 mL fd = Vol.Aforo/vol. alícuota 
1,24mg NO₃‾ x 50 mL = 31 mg NO3
- /L = 31 ppm NO₃‾ 
1L 2 mL Quím. Rosa Laura Lengua C. 21
DATOS OBTENIDOS EXPERIMENTALMENTE: 
LABORATORIO DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL 2019-II:
MUESTRAS ppm NO3
-
VIDA 31,0
SELFIE 29,9
CIELO 9,6
SAN MATEO 0,7
SAN LUIS 0,6
Quím. Rosa Laura Lengua C. 22