Fotocolorimetro
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LEY DE BEER
La Ley de Beer declara que la cantidad de luz absorbida por un cuerpo
depende de la concentracin en la solucin.
Por ejemplo, en un vaso de vidrio tenemos agua con azcar diluida y en otro
tenemos un vaso con la misma cantidad de agua pero con ms azcar diluida.
El detector es una celda fotoelctrica, y la solucin de azcar es la que se mide
en su concentracin.
Segn la ley de Beer, si hiciramos que un rayo de luz atravesara el primer
vaso, la cantidad de luz que saldra del otro lado seria mayor que si
repitiramos esto en el segundo; ya que en el segundo, las ondas
electromagnticas chocan contra un mayor nmero de tomos o molculas y
son absorbidos por estos.
LEY DE LAMBERT
En la Ley de Lambert se dice que la cantidad de luz absorbida por un objeto
depende de la distancia recorrida por la luz.
Por ejemplo, retomando el ejemplo de los vasos, pero ahora, pensemos que
ambos tiene la misma cantidad de agua y la misma concentracin de azcar,
pero, el segundo tiene un dimetro mayor que el otro.
Segn la ley de Lambert, si hiciramos que un rayo de luz atravesara el primer
vaso, la cantidad de luz que saldra del otro lado seria mayor que si
repitiramos esto en el segundo; ya que en el segundo, las ondas
electromagnticas chocan contra un mayor nmero de tomos o molculas y
son absorbidos por estos; de la misma forma que se explic en la ley de Beer.
-LEY DE BOUGUER-BEER-LAMBERT
Una ley muy importante es la ley de Bouguer-Beer-Lambert (tambin conocida
como ley Lambert Bouguer y Beer) la cual es solo una combinacin de las
citadas anteriormente.
- TRANSMITANCIA Y ABSORCIN DE LAS RADIACIONES
Al hacer pasar una cantidad de fotones o de radiaciones, por las leyes
mencionadas anteriormente, hay una prdida que se expresa con la ecuacin:
It/Io=T-kdc
analizar.
En conjuncin con los incipientes pticos de la poca, cuando no multifacticos
pticos, qumicos y fsicos, fueron desarrollando instrumentos para poder
cuantificar esos colores.
Un gran adelanto fue el colormetro de Duboscq, quien desarroll un
instrumento para medir, variando la altura de las muestras, su relacin entre el
patrn y el desconocido. La luz necesaria era proporcionada por el sol mediante
un espejo, como los primeros microscopios. Varios instrumentos se
desarrollaron segn ese principio, desde simples comparadores pticos hasta
complejos instrumentos de medicin.
Con el advenimiento de la electrnica, se fue mejorando la implementacin
instrumental y se aadieron fotoclulas para reemplazar el ojo humano. De all
el agregado de foto y el trmino devinieron en Fotocolormetro. Eso facilit
los anlisis qumicos y dio nacimiento a los actuales instrumentos tanto
manuales como los grandes auto-analizadores qumicos que con complejos
mecanismos electrnicos y mecnicos realizan toda la tarea del qumico
operador.
ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION:
Para que la concentracin de una sustancia pueda ser determinada con base
en su propiedad de adsorber energa radiante, debe existir una
correspondencia lineal entre su concentracin y la magnitud de su adsorcin,
en alguna regin del espectro electromagntico.
Este requisito se expresa tambin diciendo que la sustancia debe cumplir la ley
de Lamber-Beer, ecuacin que expresa la relacin matemtica entre la
concentracin de una sustancia y la magnitud de su adsorcin de energa. De
acuerdo con esta ley.
En donde T es la Tramitancia o cociente entre la intensidad de la luz
emergente, I y la intensidad de la luz incidente, IO T = IE / IO.
A su vez b es el camino ptico o ancho de celda y k, la absortividad del
medio, una constante de proporcionalidad. El trmino Ln T se conoce
absorbancia y as Ln IE / Io = Kbc = A (Ley de lambert-beert). O bien, en
terminas decimales: A=2.303 Kbc. Ntese que si el camino ptico, b se
mantiene constante para un conjunto de mediciones, entonces la
adsorbancia depender solo de la concentracin de la sustancia adsorbente,
A =Kc.
En los inicios de esta tcnica, las mediciones se efectuaban construyendo
primero una curva de calibracin de absorbancia vs concentracin para la
especie en estudio y luego se interpolaba en ella, las absorbancias de las
muestras.
En la actualidad los espectrofotmetros disponibles en el mercado almacenan
en su memoria un gran nmero de curvas de calibracin para el anlisis de
II.
a) LAMPARA DE FILAMENTO DE TUNGSTENO:
Es la fuente de radiacin ms comn para la regin visible
ultravioleta cercana e infrarroja, es til en el rango de 320 a 2500nm.
La energa que emite el filamento caliente varia con la longitud.
La distribucin de la energa est en funcin de la temperatura del
filamento, la cual depende a su vez del voltaje que se suministra a la
lmpara. Por esta razn el voltaje de la lmpara debe ser estable, el
rendija.
La dependencia que tiene el prima con respecto a la longitud de onda
es tal que las longitudes de onda no se dispersan de manera
uniforme en el espectro.
La dispersin es mayor para las longitudes de onda ms cortas y por
lo tanto en este caso las rendijas anchas alcanzarn el mismo grado
de pureza que el que logran las angostas longitudes de ondas
mayores.
Todos los monocromadores poseen una ranura de entrada, un lente o
espejo colimador para producir un haz de radiacin paralelo, un
prisma de red de difraccin como elemento dispersado, y un
elemento de enfoque que proyecta una serie de imgenes
rectangulares de la ranura de entrada sobre una superficie plana.
III. RECIPIENTE PARA LA MUESTRA
En todas las tcnicas espectrofotomtricas, con excepcin de la
espectroscopia de emisin, se requiere recipientes para colocar las
muestras.
La celda debe transmitir la energa radiante en la regin espectral
que no interesa; de esta forma las celdas de vidrio sirven en la regin
visible; para la regin ultravioleta y las de sal de piedra en la regin
infrarroja.
Debemos recordar que la celda, que en cierta moda es solo reciente
para la muestra, en realidad es ms que eso, puesto que, cuando se
coloca en su lugar, forma parte de la trayectoria ptica del
espectrofotmetro y sus propiedades son importantes. En algunos
instrumentos ms baratos algunas veces se utilizan tubos de ensayo
cilndricos como recipientes para muestras. Las mejores celdas tienen
superficies pticas planas.
Las celdas tpicas para las regiones visibles y ultravioleta tienen 1
cm. De pasote luz, pero existe una gran variedad que va desde
fracciones de milmetro hasta 10cm. O aun ms.
Podemos encontrar micro celdas especiales por medio de las cuales
un mnimo volumen de solucin tendr una longitud de onda
ordinaria para la trayectoria de has luz y tambin existen las celdas
ajustables para obtener una longitud de la trayectoria variable, en
particular para ser utilizadas en el infrarrojo.
IV. DETECTOR
Las caractersticas que deseamos encontrar en un detector para un
espectrmetro son: sensibilidad elevada en la regin espectral que
nos interesa, respuesta lineal para la energa radiante, tiempo de
respuesta rpida buena disponibilidad para la ampliacin y la alta
estabilidad o bajo nivel de ruido.
Los tipos de detencin que han utilizado mas, se basan en el cambio
28.Test aparato.
Plomo Pb (114)
14833
Margen de medicin
0,10 5,00
Unidad
Mg/L
Tiempo de reaccin
0+0 min.
Cubeta
16 mm. Redonda
Longitud de onda
525 nm
Si
Evaluacin
Si
Factor
4,55
Mercurio:
Mercurio
---
Margen de medicin
0,025 1,000
Unidad
Mg / L
Tiempo de reaccin
5 + 0 min
Hg
Cubeta
50 mm rectangular
Longitud de onda
565 nm
Si
Evaluacin
Si
Factor
0,563
DQO:
DQO (112)
1455
Margen de medicin
500- 5000
Unidad
Mg / L
Tiempo de reaccin
0 + 0 min
Cubeta
16 mm
Longitud de onda
585 nm
Si
Evaluacin
Si
Factor
4600
Cadmio:
Cadmio (115)
14834
Margen de medicin
0,025 1000
Unidad
Mg/L
Tiempo de reaccin
5 + 0 min
Cubeta
16 mm
Longitud de onda
525 nm
Si
Evaluacin
Si
Factor
0,54
Aluminio:
Aluminio Al (2)
14825
Margen de medicin
0,20 1,50
Unidad
Mg/L
Tiempo de reaccin
4 + 0 min
Cubeta
10 ml rectangular
Longitud de onda
Si
Evaluacin
Si
Factor
550 nm
0,54
Niquel:
Niquel
14554
Margen de medicin
0,10 6,00
Unidad
Mg / L
Tiempo de reaccin
1 + 5 min
Cubeta
16 mm redonda
Longitud de onda
446 nm
Si
Evaluacin
Si
Factor
3,950
Cromo:
Cromo (25)
14758
Margen de medicin
0,10 3.00
Unidad
Tiempo de reaccin
5 + 0 min
Cubeta
10 mm rectangular
Longitud de onda
550 nm
Si
Evaluacin
Si
Factor
Mg/ L
1,299
Silicio:
Silicio
14794
Margen de medicin
0,10 5,00
Unidad
Mg / L
Tiempo de reaccin
3 + 5 min
Cubeta
20 mm rectangular
Longitud de onda
660 nm
Si
Evaluacin
Si
Factor
1,898
Urea:
Urea (125)
14544
Margen de medicin
0,5 25,00
Unidad
Mg/L
Tiempo de reaccin
5 + 5 min
Cubeta
16 mm redonda
Longitud de onda
690 nm
Si
Evaluacin
Si
Factor
18,00