EJERCICIOS RESUELTOS ESPECTROFOTOMETRÍA 2017 (1)

Vista previa del material en texto

Problemas de Espectro: 
 
1. Un investigador evalúa el contenido de Mn presente en un alambrón con el objeto de 
poder usar este en el proceso productivo de fabricación de electrodos celulósicos, para 
ello el investigador decide hacer un análisis espectrofotométrico y como primer paso 
obtiene los datos experimentales para construir una curva estándar según: 
C (mg.L
-1
) de Mn A 
0 0 
2 
 
0.086 
4 0,175 
6 0,262 
8 0,352 
10 0,44 
12 0,52 
14 0,608 
Para realizar el análisis toma una muestra de 1,5 gramos y la diluye hasta 50 mL y la 
analiza en el espectrofotómetro obteniendo una Absorbancia de 0,666 valor que no pudo ser 
interpolado en la curva, por lo cual el investigador procedió a diluir la muestra colocando 5 
mL de la solución original en un balón de 50 mL y enrasando luego procedió a leer la 
solución diluida obteniendo así una Absorbancia de 0,35. Luego determina el Mn presente 
en la muestra como mg/Kg. Se conoce según las especificaciones de los electrodos 
celulósicos que estos deben contener un máximo de 3000 mg/kg de Mn. Se pregunta: 
¿Puede emplearse el alambrón en la fabricación de este tipo de electrodos?. 
 
Resolución: 
 Construcción de la curva estándar 
 
 Presentación del problema 
 
 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 2 4 6 8 10 12 14 16
A
b
so
rb
an
ci
a
Concentración mg/L
Curva Estándar
m = 1,5 g
V = 50 mL
A = 0,666
Extracto Soluci ón A
V= 5 mL de Extracto
V = 50 mL
A = 0,35
Nota: No est á en el rango de la 
curva Est ándar Presenta alta 
desviación por concentraci ón 
alta no se cumple la ley de 
Beer se debe diluir
Por interpolaci ón grafica 
cuando A= 0,35 la 
concentraci ón es 8 mg/L se 
procede entonces a referir a la 
muestra original
 
 
8 mg de Mn ------- 1000 mL solución A 
X ------- 50 mL solución A 
X= 0.4mg de Mn en 50 mL de solución A, o lo que es igual en 5 mL del 
extracto 
 
0,4 mg de Mn ----- 5 mL de extracto 
X ----- 50 mL de extracto 
X= 4 mg de Mn 
 
Haciéndolo por factor de dilución: factor de dilución= 50/5=10 
 
De la curva se obtiene que para una Absorbancia de 35 la concentración es de 
8mg.L
-1
 
 
Entonces se obtienen los mg de Mn de acuerdo a: 
 
8mg.L
-1
x10= 80mg.L
-1 
 
 80mg. -------------1000mL 
 X -------------50mL 
 
X= 4 mg de Mn 
 
4 mg de Mn ------ 1,5 x 10 
-3 
Kg de muestra problema 
X ------ 1 Kg de muestra problema 
X= 2666,66 mg de Mn/Kg en la muestra problema 
 
Conclusión: Lo que contiene 2666,66 < 3000 que es el máximo permitido, el Alambre si 
puede ser empleado para fabricar este tipo de producto. 
 
 
 
2. En una empresa metalmecánica se recibe una muestra de acero al manganeso y se 
quiere conocer el % de manganeso que presenta para establecer si cumple con las 
especificaciones que maneja la empresa de 0,25 a 0,30% de Mn. Para ello se pesó 
1,0000 g de muestra y se prepararon 250 mL de un extracto. Luego se tomó una 
alícuota de 10 mL que se diluyó en una proporción 1:4. La muestra diluida presentó una 
transmitancia de 35%, lo cual se correspondió a una concentración de 4,20 x 10 
-5
 
mol.L 
-1
 de Mn, según curva estándar. Calcule el % de Mn en la muestra de acero y diga 
si la empresa acepta la muestra recibida. 
Mn = 55 g/mol 
Resp.: 0,29% se acepta. 
Resolución. 
Datos: 
 
Rango de especificaciones: 0.25-0.30% Mn 
Dilución: 1:4 
PA Mn=55 g/mol. 
PM: 55 g/mol. 
Muestra de acero 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ecuación de dilución: Ce x Ve 
= Cd x Vd 
 
 
Ce= 4,20X10
-5
 mol/L x 50 mL 
 
 
 
 
Conociendo la concentración del extracto (2,1X10
-4
 mol/L) y el PMMn= 55 g/mol, 
calculamos el porcentaje considerando que 1,0000g de muestra representa nuestro 100%, 
pero es importante conocer los gramos de Mn en el extracto para poder establecer una 
relación y entonces: 
 
PM= g/n° mol donde, g de Mn= PM X n° moles 
Para obtener el n° moles utilizo la concentración del extracto (2,1X10
-4
 mol/L). 
M= n° moles/ V donde, n° moles= M X V 
Entonces, 
 n° moles= 2,1X10
-4
 mol/L x 0,25 L= 5,25X10
-5
 mol 
g de Mn= 55 g/mol x 5,25X10
-5
mol= 2,8875X10
-3
 g 
Cálculo del %Mn en la muestra. 
 1,000 100% 
2,8875X10
-5
 X 
X=0,288% Mn 
X=0,29% de Mn en la muestra de acero, el porcentaje de manganeso entra en las 
especificaciones. 
 
 
 
 
1,0000
g 
250 mL 
Extract
o 
Solución diluida: 1:4 
35%T 
Concentración Mn: 4,20X10
-5
 mol.L
-1
 
 
 
 
50 mL 
Alícuota: 10 
mL 
Ce= Cd X Vd 
 Ve 
 
 10 mL 
= 2,1X10
-4
 mol/L 
 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0 1 2 3 4
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0 1 2 3 4
3. Para determinar los residuos de paratión (plaguicida) en una muestra de pasta de 
tomate, se pesaron 20 g. de la pasta y se preparó un extracto de 100 mL. Luego se tomó 
una alícuota de 10 mL. y se diluyó a 25 ml, obteniendo una transmitancia de 59% a 555 
nm. Determine la cantidad de paratión en mg.Kg
-1
 presente en la pasta de tomate, 
considerando la siguiente curva patrón. 
 
 
 
 
 
 
 
Muestra de pasta de tomate 
 
 
 
 
 
 
 
 
Paso 1. 
Señalar los ejes Y: A – X: mg/L 
Paso 2. 
Calcular la A, ya que conozco el %T utilizo A= 2- log %T. 
A= 2-log (100)=0 
A=2-log (66,0)=0.18, y así si 
continúa con el resto de los %T. 
Con los valores de mg/L y A, trazo 
la curva de valoración y 
conociendo que de la dilución 
realizada se obtuvo una 
transmitancia de 59% a 555nm, 
calculo la A y determino la 
concentración con la gráfica. 
A=2-log%T= 2 – log (59)= 0.23 
mg.L
-1
 
paratión 
% T A 
0 100,0 0 
1,0 66,0 0,18 
1,5 56,2 0,25 
2,0 45,7 0,34 
2,5 38,9 0,41 
3,0 28,2 0,55 
20 g 
100 mL 
Extracto 
Solución A 
59%T 
A= 2- log %T= 2- log (59)= 0.23 
Concentración Mn: 4,20X10
-5
 mol.L
-1
 
 
 
 
25 mL 
Alícuota: 10 
mL 
 
El valor de c=mg/L= 1.8 mg/L de paratión 
Paso 3. 
Conocida la concentración se determina los mg de paratión en los 1000mL de la solución 
A. 
 1000mL Sol. A 1,8 mg 
25 mL Sol. A X 
X=0,045 mg de paratión en 25mL de la solución A, o lo que es igual en 10 mL del extracto. 
 10mL E 0,045 mg 
 100 mL E X 
X=0,45 mg de paratión en 100mL del extracto. 
Paso 4. 
Calcular la cantidad de paratión en mg.Kg
-1
 presente en la pasta de tomate, sabemos que se 
pesaron 20g de la muestra total de pasta de tomate y para determinar mg/kg se establece la 
relación siguiente: 
 
20g x 1Kg/1000g = 0,02 Kg 
 0,02 Kg de muestra 0,45 mg 
 1 Kg de muestra X 
X=22,5 mg de paratión/Kg de muestra problema 
 
Se tiene una solución de Mn con una concentración de 18 mg.L
-1
 leída en un 
espectrofotómetro y que presenta una Absorbancia de 0,60 se requiere conocer cuál es la 
absortividad molar de la solución conociendo que se lee en una cubeta de 2 cm de espesor. 
bc
A
b
A
c
**


 
L
mmol
mmolmg
Lmg
PM
mgramos
nmmol
3272,0
*55
*18
1
1



 
 
L
mol
mmol
Mol
X
L
mmol
nmol 410*27,3
1000
13272,0  
 
cmmol
L
cmLmolbc
A
*
4311,917
2.*10*27,3
60,0
* 14

