QUIMICA ANALITICA II

1. Mtodos espectroscpicos de anlisis

GUIA DE PROBLEMAS:
1. La luz verde tiene una longitud de onda de aproximadamente 530 nm en el vaco. Calcule la
longitud de onda y el nmero de onda para la luz verde en el agua. (n = 1,332).
2. Con los datos que se proporcionan, calcule las cantidades omitidas:
Compuest
Abs
b (cm)
Conc.

o
A
0,345
2,0
4,25.10-4 M
4
B
3,70.10
1,0
1,20 ppm (PM= 375)
C
0,176
5,20.104
2,26.10-4 M
3. Una disolucin de una sustancia pura B (peso molecular 180.00) de concentracin 1.43xl0 -4M
tiene una absorbancia de 0.572. Una disolucin obtenida a partir de 0.1358g de un preparado
farmacutico, que contiene a la sustancia B, en 1,0L de agua presenta una transmitancia de 0.362.
Ambas medidas se han realizado a 284nm y en cubetas de 1.00cm de paso ptico. Calcular el %B de
la muestra.
4. Las reacciones de complejamiento de la 4,4 bis (dimetilamino) tiobenzofenona son
absorciomtricamente muy sensibles, con una absortividad molar de 2,12.10 5. Considerando que la
mnima absorbancia mensurable es 0,001 y que el paso de luz en la celda es de 10,0cm, calcule la
menor concentracin molar de Pd que puede ser determinada espectrofotomtricamente. Si el
volumen til de la celda es de 2mL, cul es la cantidad mnima de Pd que puede ser determinada?.
5. La concentracin de una especie se determina por el mtodo de sobreagregado. La solucin de
concentracin desconocida da un valor de absorbancia de 0,251. A 10mL de esa solucin se aaden
5mL de una solucin patrn de concentracin 1,00.10 -2M. La absorbancia de esta solucin result
0,483. Calcule la concentracin de la solucin original.
6. La determinacin de hierro en una muestra de agua residual se lleva a cabo mediante una tcnica
instrumental aplicando el mtodo de calibracin de adiciones estndar. Para ello, se transfieren a
matraces de 50.0mL cinco alcuotas de 10.0mL de la muestra problema, a los que se adicionan 0.00,
5.00, 10.0, 15.0 y 20.0mL, respectivamente, de una disolucin de hierro de 10.0ppm. Las
disoluciones resultantes, tras su enrase al volumen final de 50.0mL, originan las siguientes medidas
de la seal analtica:
Vsol. Fe aadido
Seal
[mL]
analtica
0.00
0.215
5.00

0.424

10.0

0.625

15.0

0.836

20.0
1.040
a. Determine grficamente la concentracin de hierro en la muestra de agua.
b. efecte el clculo analtico por regresin de cuadrados mnimos
7. La transmitancia real de una muestra a 395nm es 0,8. El porcentaje de luz extraa que alcanza el
detector es del 2%. Calcule el error que se comete en la medida de la absobancia para ese caso y
para otra solucin que trasmite el 40% de la misma radiacin.
8. Se estima en 0,006 el error absoluto en la transmisin para determinado instrumento. Calcule el
error relativo en la concentracin debido a esta causa, cuando:
a. T = 0,015;
b. A = 0,334;
c. %T = 64,8;
d. A = 0, 920
9. Una solucin del soluto X tiene una transmitancia porcentual igual a 6 usando como blanco
solvente puro;

a. Cul sera su transmitancia si se utilizara como referencia del 100% de T una solucin de X que
por el mtodo ordinario transmitiera exactamente un 20% de la radiacin incidente?
b. Si la incertidumbre en la lectura de transmitancia es del orden de 0,005; calcule el error relativo
en la determinacin de la concentracin en ambas medidas.
10. Una solucin de X de concentracin 1,5.10 -4M registra una absorbancia de 0,756 a 525nm.
Usando esta solucin para fijar el 100 % de T, otra solucin de X de concentracin desconocida
transmite el 37,3 % de la radiacin;
a. Calcule la concentracin de esta ltima solucin.
b. Cunto se gana en precisin al recurrir a este procedimiento?.
11. La absorbancia de una disolucin 0.00010M de un colorante A en una clula de 1.00cm es de
0.982 a 420nm y 0.216 a 505nm. La absorbancia de una disolucin 0.00020M de un colorante B es
0.362 a 420nm y 1.262 a 505nm. La absorbancia de una mezcla de los dos colorantes es 0.820 a
420nm y 0.908 a 505nm. Calcular la concentracin de ambos colorantes en la mezcla.
12. El Ni2+ forma un complejo azul con 2,3-quinoxalinditiol (QDT) que tiene un mximo de absorcin
a 650nm. El Co2+ reacciona con QDT, formando un complejo de color rojo con un mximo de
absorcin a 505nm. Ambos sistemas siguen la ley de Beer y las absorbancias resultan aditivas.
Calcular la concentracin de Ni 2+ y de Co2+ en dos muestras desconocidas considerando los datos
indicados a continuacin:
[nm]
505
650
Muestra
1
2

Absortividad [ppm-1 cmAbsortividad [ppm-1 cm-1]

1
]
Co-QDT
Ni-QDT
0.080
0.610
0.257
0.026
Absorbancia (505nm) Absorbancia (650nm)
1.638
0.253
0.664
1.000

13. Considere una reaccin general de titulacin como la siguiente: X + T P siendo T el titulante y
P el producto de la reaccin. Establezca la forma de la curva de valoracin (Abs vs. V T) para cada
situacin siguiente:
Caso
X
T
P
a
2000
0
500
b
0
500
0
c
0
0
1000
d
2000
500
0
e
200
1000
200
14. Un complejo soluble X2Y se disocia en agua de acuerdo a la siguiente reaccin: X 2Y 2X+ + Y=
A 520nm las especies Y= y X2Y no absorben, pero una solucin 1,00.10 -4M en X+ muestra una
transmitancia de 52% en celda de 2cm. Cuando 1,00.10 -4 moles del complejo se disuelven en 100mL
de agua, la transmitancia obtenida es de 86% a 520nm. Calcule la constante de estabilidad del
complejo.
15. El coeficiente de absortividad molar de un cido dbil, HA (K a=1.00x10-5) es 1100 L.mol-1.cm-1 a
305nm, donde la especie A- no absorbe. Calcular los valores de absorbancia correspondientes a
disoluciones 1.00x10-3M, 5.00x10-4M y 2.00x10-4M (b=1.00cm) a 305nm y determinar si el sistema
presenta una desviacin positiva o negativa de la ley de Beer.
16. El indicador HIn tiene, como cido, una constante de disociacin K A = 4,8.10-6, a temperatura
ambiente. Los datos de absorbancia que se dan a continuacin corresponden a una solucin 8,00.10 5
F del indicador, en medios fuertemente cidos y bsicos respectivamente. Las medidas se
efectuaron en cubeta de 1,00cm.
pH =
pH =
pH =
(nm) pH = 1
(nm) pH = 1
(nm) pH = 1
13
13
13
420
0,535
0,050
470
0,614
0,116
585
0,044
0,360
445
0,657
0,068
510
0,353
0,223
595
0,032
0,361
450
0,658
0,076
550
0,119
0,324
610
0,019
0,355

455
0,656
0,085
570
0,068
0,352
650
0,014
0,284
a. Determine la longitud de onda a la cual la absorcin por el indicador se hace independiente del
pH. Cmo es denominado ese punto?
b. Calcule grafica y analticamente la absorbancia, en cubeta de 1cm y a 450nm, de una solucin
en que la concentracin formal total del indicador es 8,00.10-5F y el pH es 5,0.
c. Una solucin 1,00.10-4F del indicador es medida a 450 y 595nm, arrojando valores de
absorbancia de 0,334 y 0,310 respectivamente, en celda de 1cm. Calcule el pH de la disolucin.
17. El coeficiente de absortividad molar de la especie no disociada de un indicador cido-base, HIn,
tiene un valor de 500 L.mol-1.cm-1 a 440nm, longitud de onda a la cual no absorbe la especie
desprotonada de dicho indicador (In -). Esta especie In- tiene un coeficiente de absortividad molar de
250 L.mol-1.cm-1 a 650nm, donde la especie HIn no absorbe. Si la transmitancia de una disolucin
acuosa del indicador es de 0.398 a 440nm y de 0.316 a 650nm, medida en una cubeta de 1.00cm de
paso ptico. Cul ser el pH de dicha disolucin acuosa?.
18. El indicador cido/base HIn experimenta la siguiente reaccin en disolucin acuosa diluida:
HIn (color I) H+ + In- ( color 2).
Se obtuvieron los siguientes datos de absorbancia para una disolucin 5,00.10 -4M de HIn en NaOH
0,1M y HCl 0,1M. Las medidas se hicieron a la longitud de onda de 484nm y 625nm con cubetas de
1,00cm:
- En NaOH 0,1M: A485nm = 0,052; y A625nm = 0,823;
- En HCl 0,1M: A485nm = 0,454; y A625nm = 0,176.
En la disolucin de NaOH, bsicamente todo el indicador estaba presente como In -; en la disolucin
cida, estaba todo en forma de HIn.
a. Calcular las absortividades molares para In- y HIn a 485 y 625nm.
b. Calcular la constante de disociacin para el indicador si un tampn de pH 5,00 que contiene una
pequea cantidad de indicador presenta una absorbancia de 0,472 a 485nm y 0,351 a 625nm
(cubetas de 1,00cm).
c. Cul es el pH de una disolucin que contiene una pequea cantidad del indicador y que
presenta una absorbancia de 0,530 a 485nm y 0,216 a 635nm (cubetas de 1,00cm)?
d. Cul seria la absorbancia de una disolucin a 485 y 625nm (cubetas de 1,25cm) que fuese
2,00.10-4M en el indicador y que estuviese tamponada a pH 6,00?
19. Se usa el mtodo de las variaciones continuas para investigar la especie compleja causante de
la absorcin a = 510nm cuando los volmenes que se indican de solucin 6,72.10 -4 de Fe2+ se
mezclan con suficiente 1,10- fenantrolina 6,72.10 -4M para llegar a un volumen total de 10mL, tras
locual el sistema se diluye a 25,0mL. Se utilizan cubetas de 1cm de paso.
V (ml)
A
V (ml)
A
V (ml)
A
0,0
0,000
3,0
0,794
7,0
0,335
1,0
0,340
4,0
0,680
8,0
0,223
1,5
0,510
5,0
0,565
9.0
0,108
2,0
0,680
6,0
0,450
10,0
0,000
a. Grafique Absorbancia en funcin de la fraccin molar de Fe 2+ (Abs vs XFe)
b. Dilucide la frmula del complejo
c. Calcule su absortividad molar .
20. Se us el mtodo de las razones molares para estudiar el complejo que forma el Mn 2+ con un
ligando Q-. Se prepar una serie de soluciones en las que la concentracin de Mn 2+ fue 2,0.10-4M y en
la que vari la concentracin de Q-. Se obtuvieron los siguientes datos operando a 625nm y con
celda de 1cm:
CQna (M)
Abs
CQna (M)
Abs
0,25.10-4
0,055
2,5.10-4
0,449
0,50.10-4
0,112
3,0.10-4
0,463
-4
0,75.10
0,162
3,5.10-4
0,472
-4
-4
1,00.10
0,216
4,0.10
0,468
2,00.10-4
0,372
4,5.10-4
0,470
a. Trace la representacin grfica de los datos.
b. Calcule la absortividad molar del complejo a 625nm.
c. Dilucide la frmula del complejo.
d. Calcule la constante de formacin del complejo.

21. Calcule el espesor de un espaciador dielctrico requerido para filtros de interferencia, cuya
longitud de onda nominal se maximizar en el primer orden en los siguientes valores:
a. 410nm,
b. 460nm,
c. 580nm,
d. 750 nm.
Considere que el material dielctrico a utilizar es fluoruro de magnesio ( = 1,38).
22. Un filtro de interferencia se encuentra ajustado a 625,0nm en el segundo orden. Cules son las
bandas paso de tercero y de primer orden?
23. Se analiza el Li de una muestra de suero por espectroscopa de absorcin atmica (EAA),
mediante el mtodo de las adiciones estndares. A tres tubos que contienen 5,00mL de agua se
aaden 500L de la muestra. A stos se agrega adems 0; 10 y 20L de solucin estndar 0,050M
de LiCl. Las seales de emisin (en unidades arbitrarias) son 23,0; 45,3 y 68,0 para las tres
soluciones, respectivamente.
Cul es la concentracin de Li en la muestra de suero en ppm?.
24. Una solucin de 12ppm de Pb acusa una seal de 30% de absorcin. Cul es la sensibilidad de
la absorcin atmica para este elemento?.
25. Qu fraccin de tomos de sodio se encontrarn exitados a un nivel 3p en una llama cuya
temperatura es prxima a 2500K?.

PROBLEMAS COMPLEMENTARIOS
1. Se desea calcular el volumen de un matraz mediante el siguiente procedimiento: se coloca en su
interior 0,0523g de un colorante, se enrasa con alcohol etlico y la absorbancia resultante es 0,361.
Para otra solucin que contiene 0,0495g del colorante en 200,00mL de solucin alcohlica la
absorbancia es 0,427. Con estos datos halle el volumen del matraz.
2. Completar la tabla siguiente:
[]

[nm]

m]

[cm]

[Hz]

[cm-1]

Zona
espectro

5890
440
6.54
3.00x10-8
7.50x109
5.00x103
3. Si la radiacin dispersada por una muestra es: a. 1.0%; b. 2.0% de la potencia radiante (Po) que
atraviesa la clula de referencia, y la transmitancia real de la disolucin de la muestra (en ausencia
de radiacin dispersada) es de 0.500, calcular el % error que se comete en la determinacin de la
concentracin de la muestra debido a este error instrumental.
4. La constante de disociacin de un indicador HIn es 2.50x10 -6. Cuando se emplean cubetas de
1.00cm de paso ptico se obtienen los valores de absorbancia, a pH 1.00 y pH 13.00, indicados en la
siguiente tabla para disoluciones 2.50x10-4M del indicador:

[nm]
460
470
480
490
495
500
510
530
550

Absorbancia
pH =
pH = 1.00
13.00
0.210
0.025
0.217
0.025
0.220
0.026
0.225
0.026
0.227
0.028
0.223
0.029
0.221
0.036
0.210
0.096
0.192
0.192

Absorbancia
, nm
560
580
600
610
620
630
650
680

pH = 1.00 pH = 13.00
0.177
0.140
0.110
0.099
0.088
0.076
0.066
0.060

0.250
0.320
0.350
0.355
0.349
0.340
0.312
0.260

a. Indicar cules sern las longitudes de onda ms adecuada para la determinacin

espectrofotomtrica del indicador en disoluciones fuertemente cidas y en disoluciones alcalinas.
b. Cul ser la absorbancia de una disolucin 8.00x10 -5M del indicador en forma alcalina, a
570nm, en una clula de 5.00 cm de paso ptico?.
c. A qu longitud de onda ser independiente del pH la absorbancia de la disolucin?.
d. Una disolucin del indicador de concentracin 3.75x10 -4M tiene una absorbancia de 0.453, a
600nm, para un paso ptico de 1.00cm. Cul ser el pH de la disolucin?.

ALGUNAS CONSTANTES FISICAS IMPORTANTES

CONSTANTE
Velocidad de la luz
(vaco)
Constante de Planck
Constante de Boltzman
Nmero de Avogadro
Cte. de los gases
Cte. de los gases

SIMBOL
O
c
h
kB
NA
R
R

VALOR
2,9977.1010cm/seg
6,626.10-27erg.seg
1,3805.10-16erg/K
6,023.1023mol-1
8,31.107erg/K.mol
8,2.10-2 L.atm/K. mol