Método Experimental II
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Método Experimental II Trimestre 08-O. Mediciones de absorción de radiación electromagnética. Mario Flores Huerta y Alberto Rojas Hernández Noviembre de 2008. Sulfato cúprico pentahidratado CuSO 4 • 5H 2 O Una sal inorgánica. ¿Por qué esta sal es azul?.

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Mediciones de absorción de radiación electromagnética.

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Presentation Transcript


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

Método Experimental II

Trimestre 08-O

Mediciones de absorción de radiación electromagnética.

Mario Flores Huerta y Alberto Rojas Hernández

Noviembre de 2008


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

Sulfato cúprico pentahidratado

CuSO4•5H2O

Una sal inorgánica

¿Por qué esta sal es azul?


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

Representación simplificada de una onda monocromática

longitud

dirección de propagación

1 ciclo

Modelo ondulatorio de la luz

Modelo cuántico de la luz

La luz está formada por campos electromagnéticos oscilantes en el espacio y en el tiempo

(ondas de radiación electromagnética).

La luz está formada por paquetes de energía electromagnética llamados quanta o fotones.

Einstein, 1905.

La luz policromática está formada por la superposición de diferentes tipos de onda (ondas de diferente longitud de onda (), frecuencia () y velocidad (c ó v)).

La luz policromática transporta fotones de diferentes energías.

La luz monocromática transporta fotones de igual energía.

La luz monocromática está formada por la superposición de ondas del mismo tipo (ondas de igual ,, c(ó v)).

Einstein postuló que cada fotón tiene una energía igual a: Efotón = h = hc/. En esta ecuación h es la constante de Planck.

La intensidad luminosa de un rayo de luz (I) se define como la derivada de la energía total que el rayo de luz transporta con respecto al tiempo. Así, para un rayo de luz monocromática:

I = d(Etotal)/dt = d(NEfotón)/dt = Efotón[dN/dt]

siendo N el número de fotones del rayo de luz monocromática que pasan por cierto sector.

Cuando un sistema absorbe luz, el rayo pierde intensidad.

frecuencia ( ): número de ciclos que pasan por cierto lugar en la unidad de tiempo.

velocidad de propagación (c ó v): distancia recorrida por la onda en la unidad de tiempo, c = v  .


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

Filtro de absorción (de color verde)

Rayo de luz transmitida (verde)

Rayo de luz incidente (blanca)

Dos tipos de

monocromación.

“Descomposición” de la luz blanca por refracción


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

(Partícula: Einterna = u)

Sí hay absorción

Partícula:

Ebasal = uo

Partícula:

Eexcitado = u1 = uo + h

¡Colisión!

Partícula:

Ebasal = uo

No hay absorción

Fotón:

Efotón = h

El fenómeno de absorción de radiación

electromagnética (nivel microscópico)

Fotón:

Efotón = h


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

Sí hay absorción de luz (It < Io)

0% < %T  100%{(It)/(Io)} < 100%)

Io , 

It , 

Rayo incidente

Rayo transmitido

l , longitud de paso óptico

El fenómeno de absorción de radiación

electromagnética (nivel macroscópico)


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

No hay absorción de luz (It = Io)

%T  100%{(It)/(Io)} = 100%)

Io , 

It , 

Rayo incidente

Rayo transmitido

l , longitud de paso óptico

El fenómeno de absorción de radiación

electromagnética (nivel macroscópico)


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

4.0 x 10-5 cm

400 nm

longitud de onda

X 105 cm

índigo

1Ångstrom

1 nanómetro

ultravioleta

500 nm

metro

visible

infrarrojo

microondas

anaranjado

600 nm

Espectro electromagnético

(completo)

700 nm

7.0 x 10-5 cm

Región visible

Adaptado de: http://biblioteca.redescolar.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/112/htm/sec_17.htm


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

  • Positivo.

  • Por ejemplo, color del rayo de luz incidente en la disolución.

  • Un rayo de luz violeta incide sobre una

  • Un rayo de luz azul incide sobre una

  • Un rayo de luz verde incide sobre una

  • Un rayo de luz amarilla incide sobre una

  • Un rayo de luz anaranjada incide sobre una

  • Un rayo deluz grana incide sobre una

Negativo (colores complementarios).

Por ejemplo, color de la disolución en donde incide el rayo de luz para ser absorbido.

disolución dorada que lo absorbe en parte.

disolución amarilla que lo absorbe en parte.

disolución roja que lo absorbe en parte.

disolución azul que lo absorbe en parte.

disolución celeste que lo absorbe en parte.

disolución aguamarina que lo absorbe en parte.


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

Positivo

Negativo

Gama más amplia de colores compelmentarios


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

Espectros de absorción de dos especies químicas de Cu(II).

Concentraciones de las especies 7.88(10-3)M a pH = 5 impuesto con amortiguador de ácido acético /acetato de sodio.

R.W.Ramette. Equilibrio y Análisis Químico. Fondo Eductavio Interamericano, México. 1983. p. 663.


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

Escala

Selector de longitud de onda

100%

0%

Compartimiento de la celda o portaceldas

Control de 100 % T

Interruptor de encendido/apagado

y control de 0 %T

Esquema de espectrofotómetro:

Modelo: Spectronic 20. Marca: Bausch & Lomb.


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DEL ESPECTROFOTÓMETRO SPECTRONIC 20 DE B&L.

MEDICIÓN DELPORCENTAJE DE TRANSMITANCIA.

1. Prender el SPECTRONIC 20D dando vuelta al Interruptor de encendido / Control de

cero en dirección de las manecillas del reloj. Permitir al espectrofotómetro calentarse al

menos durante 15 ó 20 minutos para que se estabilice la fuente luminosa y el detector.

2. Después del periodo de calentamiento, establecer la longitud de onda deseada mediante

la perilla de control de longitud de onda.

3. Ajustar el% transmitancia a 0 % con el interruptor de encendido / Control de cero.

Asegúrese que el compartimiento para la celda o portaceldas esté vacío y cerrado.

4. Llenar una celda con agua (u otra solución utilizada como“blanco”) y limpie la celda con

papel ópticosi es necesario, para remover gotas de líquido, polvo o huellas dactilares. Poner la celda enel prtaceldas, alineando la marca guía de la celda con la marca guía en el

frente del compartimiento. Presionar firmemente la celda en el portaceldas y cerrar la

cubierta.

5. Ajustar a 100 % el% deT con el control de 100 % T.Remover la celda del compartimiento y vaciar el agua. (A menos que se cuente con otra celda igual.)

6. Enjuagar la celda con pequeños volúmenes de la solución a medir y llenar con la

solución. Limpiar la celda con papel óptico y colocarla en el portaceldas.Alinear las marcas guía y cerrar la cubierta.

7. Leer el %de transmitancia.

8. Remover la celda del compartimiento y repetir los pasos 5 a 8 para las demás soluciones.

9. Si se hacen mediciones a diferentes longitudes de onda, calibrar a 0% T y 100% T como se señala en los puntos 3 y 5 anteriormente establecidos, a cada valor de longitud de onda utilizado.

10. Cuando todas las mediciones son completadas, apagar el espectrofotómetro mediante el

interruptor de encendido dando vuelta en contra de las manecillas del reloj hasta que seoiga un clic.


Mediciones de absorci n de radiaci n electromagn tica

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2 líneas y 20 caracteres muestra datos y

brinda un mejor entendimiento de las

instrucciones.

■ Mensajes claros indican condiciones

de error

■ Cuatro pasos simples para medir

transmitancia

1. Seleccione la longitud de onda con las

teclas ▲ ▼ (un amplio rango operativo

de 325 nm a 1100 nm)

2. Seleccione el modo usando las teclas

A/T/C

3. Inserte el blanco y oprima la tecla

0 ABS/100 %T

4. Inserte la muestra y observe la lectura


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