Cómo calcular la concentración utilizando la absorbencia

Escrito por jack brubaker | Traducido por valeria garcia
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Cómo calcular la concentración utilizando la absorbencia
Cualquier solución que exhibe color absorbe ciertas longitudes de onda de luz visible. (flask image by Hubert from Fotolia.com)

Muchos compuestos absorben la luz en la parte visible o ultravioleta del espectro electromagnético. La Ley de Beer regula la cantidad de radiación absorbida e indica que la absorbencia es directamente proporcional a la concentración. Así, como la concentración de un compuesto disuelto en un solvente determinado aumenta, la absorbencia de la solución también debe aumentar proporcionalmente. Los químicos aprovechan esta relación para determinar la concentración de soluciones desconocidas. En primer lugar, esto requiere datos de absorbencia en una serie de soluciones de concentración conocida llamada soluciones "estándar". Los datos de absorbencia y concentración luego se trazan en una "curva de calibración" para establecer su relación matemática. La concentración de la muestra desconocida puede determinarse midiendo su absorbencia.

Nivel de dificultad:
Difícil

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Instrucciones

  1. 1

    Elabora un gráfico de calibración de absorbencia en el eje "y" y la concentración en el eje "x" para las soluciones estándar. Los puntos de datos deben caer a lo largo de una línea recta razonablemente. Dos puntos de datos representan el mínimo absoluto y entre más es mejor.

  2. 2

    Dibuja una línea recta de "ajuste perfecto" a través de los puntos de datos y extiende la línea para la intersección del eje "y". Elige dos puntos al azar, no los puntos de datos, en la línea y determina sus coordenadas de "x" y "y". Etiqueta estas coordenadas como (x1, y1) y (x 2, y2).

  3. 3

    Calcula la pendiente, "m", de la línea según la fórmula m = (y1 - y2) / (x 1 - x 2). Determina el punto de intersección, abreviado por "b", señalando el valor de la "y" donde la línea cruza el eje "y". Por ejemplo, para dos puntos al azar sobre la línea en las coordenadas (0,050, 0,105) y (0,525 , 0,315), la pendiente está dada por

    m = (0,105 - 0,315) / (0,050 - 0,525) = 0,440.

    Y si la línea cruza el eje "y" en 0,08, entonces este valor representa el punto de intersección.

  4. 4

    Escribe la fórmula de la línea del gráfico de calibración en la forma y = mx + b. Continuando con el ejemplo del paso 3, la ecuación sería y = x 0,440 + 0,080. Esto representa la ecuación de la curva de calibración.

  5. 5

    Sustituye la absorbencia de la solución de concentración desconocida en la ecuación determinada como igual a "y" en el paso 4 y resuelve la ecuación para encontrar "x", en la cual esta variable representa la concentración. Si, por ejemplo, una solución desconocida exhibe una absorbencia de 0,330, usando la ecuación determinada en el paso 4 daría:

    x = (y - 0,080) / 0,440 = (0,330 - 0,080) / 0,440 = 0,568 moles por litro.

Consejos y advertencias

  • La representación gráfica de datos y la determinación de la ecuación de la línea de ajuste perfecto es mucho más fácil utilizando las funciones gráficas de Excel de Microsoft o un programa similar. Ve a Recursos para ver un tutorial sobre gráficos en Excel.
  • Aunque la Ley de Beer establece que la absorbencia y la concentración son directamente proporcionales, experimentalmente esto sólo es cierto sobre rangos estrechos de concentración y en soluciones diluidas. Así, las soluciones estándar que varían en concentración de, por ejemplo, 0,010 a 0,100 moles por litro, exhibirán linealidad. Un rango de concentración de 0,010 a 1,00 moles por litro, sin embargo, probablemente no lo hará.

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