MANEJO Y USO DEL FOTOCOLORIMETRO

INTRODUCCION
El espectro de un elemento determinado es absolutamente característico de ese elemento. Sin embargo, elementos distintos producen en ocasiones líneas que estan muy juntas, lo que lleva a posibles errores. Por tanto, la comparación del espectro completo de un elemento con un espectro conocido simplifica su identificación. Cuando se excita una sustancia desconocida mediante una llama, un arco voltaico, una chispa u otro método apropiado, un analisis rapido con un espectrógrafo suele bastar para determinar la presencia o ausencia de un elemento determinado. Los espectros de absorción son muchas veces útiles para identificar compuestos químicos.
Los espectros situados mas alla de la región ultravioleta (rayos X y rayos gamma) se estudian mediante detectores de ionización adecuados. Los espectros de rayos gamma son útiles para el analisis por activación de neutrones. En esta técnica, se irradia una muestra con neutrones en un reactor nuclear; la muestra se vuelve radiactiva y emite rayos gamma. Los espectros de estos rayos gamma sirven para identificar cantidades minúsculas de determinados elementos químicos en la muestra. Por ejemplo, averiguar si una muestra de sal contiene el elemento yodo.

La colorimetría y fotocolorimetría no son en realidad técnicas distintas; son procedimientos de analisis químico basado en la intensidad de color de las disoluciones. La intensidad del color de un líquido coloreado contenido en un tubo de vidrio depende del espesor de ladisolución (altura de la columna de líquido) y de la concentración de la sustancia colorante en la disolución. Si se dispone de una disolución de referencia cuya concentración es conocida, la concentración de dos disoluciones se puede comparar variando en una de ellas la altura que alcanza el líquido en el tubo, hasta que mirando por transparencia vertical contra un fondo luminoso que atraviese un papel blanco sea igual la intensidad de color en ambas. En este momento, y de acuerdo con la ley de Lambert y Beer, las alturas de las dos columnas líquidas son inversamente proporcionales a las concentraciones de la sustancia colorante contenida en ellas. Y la diferencia estriba en el tipo de instrumental empleado, de forma que se denomina colorímetro a aquellos aparatos en los que la longitud de onda con la que vamos a trabajar se selecciona por medio de filtros ópticos; en los fotocolorímetros o espectrofotómetros la longitud de onda se selecciona mediante dispositivos mono-cromadores.

OBJETIVOS:

* Calibración y manejo eficiente del fotocolorímetro Merk AQ 118.

* Determinación del espectro de adsorción y determinación de la concentración de una muestra problema.


MARCO TEORICO
Los métodos fotométricos son el nombre que se les da al conjunto de técnicas analíticas basadas en la medición de la radiación electromagnética absorbida, reflejada o emitida por una sustancia presente en un fluido.
Con frecuencia el nombre del método fotométrico específico alude a la región del espectro electromagnético dentro delcual se realiza la medición. Así por ejemplo, se habla de espectroscopia de RM, infrarroja, VIS o UV, para referirse a ala región de las ondas de radio, al infrarrojo, al visible o al ultravioleta. Cada uno de estos métodos tiene un campo específico de aplicaciones.
El fotocolorímetro es una variedad de colorímetro (medidor de color). Es un instrumento usado en las Química para determinar la concentración de sustancias disueltas en líquidos o sólidos siempre que sean transparentes a la luz visible, ultravioleta o infrarroja, midiendo y comparando sus colores. La ciencia o arte de su uso se denomina foto colorimetría y esta regida por leyes físicas muy estudiadas. Para ello se introduce en el aparato un testigo o patrón con una concentración de sustancia conocida y la muestra a determinar.
Se mide la cantidad de color de cada uno y según su relación, se determina la concentración de la muestra (concentración es la cantidad de sustancia disuelta en un volumen determinado de solvente).
Un analisis efectivo de una muestra suele basarse en una reacción química del componente, que produce una cualidad facilmente identificable, como color, calor o insolubilidad. Los analisis gravimétricos basados en la medición de la masa de precipitados del componente, y los analisis volumétricos, que dependen de la medición de volúmenes de disoluciones que reaccionan con el componente, se conocen como ‘métodos por vía húmeda’, y resultan mas laboriosos y menos versatiles que los métodos mas modernos.

Los métodos instrumentales deanalisis basados en instrumentos electrónicos cobraron gran importancia en la década de 1950, y hoy la mayoría de las técnicas analíticas se apoyan en estos equipos.
La determinación de la composición química de una sustancia es fundamental en el comercio, en las legislaciones y en muchos campos de la ciencia. Por ello, el analisis químico se diversifica en numerosas formas especializadas.
* PRINCIPIO DE LA ESPECTROFOTOMETRÍA
Todas las sustancias pueden absorber energía radiante, aun el vidrio que parece ser completamente transparente absorbe radiación de longitudes de ondas que no pertenecen al espectro visible; el agua absorbe fuertemente en la región del infrarrojo.
La absorción de las radiaciones ultravioletas, visibles e infrarrojas depende de la estructura de las moléculas, y es característica para cada sustancia química.
Cuando la luz atraviesa una sustancia, parte de la energía es absorbida; la energía radiante no puede producir ningún efecto sin ser absorbida.
El color de las sustancias se debe a que éstas absorben ciertas longitudes de onda de la luz blanca que incide sobre ellas y solo dejan pasar a nuestros ojos aquellas longitudes de onda no absorbidas.
La espectrofotometría ultravioleta-visible usa haces de radiación del espectro electromagnético, en el rango UV de 80 a 400 nm, principalmente de 200 a 400 nm y en el de la luz visible de 400 a 800 nm , por lo que es de gran utilidad para caracterizar los materiales en la región ultravioleta y visible del espectro.
Al campo de luz UV de 200 a 400nm se le conoce también como rango de UV cercano, la espectrofotometría visible solamente usa el rango del campo electromagnético de la luz visible, de 400 a 800 nm. Ademas, no esta de menos mencionar el hecho de que la absorción y trasmitancia de luz depende tanto de la cantidad de la concentración y de la distancia recorrida.
* LEY DE BEER
La Ley de Beer declara que la cantidad de luz absorbida por un cuerpo depende de la concentración en la solución.
Por ejemplo, en un vaso de vidrio tenemos agua con azúcar diluida y en otro tenemos un vaso con la misma cantidad de agua pero con mas azúcar diluida. El detector es una celda fotoeléctrica, y la solución de azúcar es la que se mide en su concentración.
Según la ley de Beer, si hiciéramos que un rayo de luz atravesara el primer vaso, la cantidad de luz que saldría del otro lado seria mayor que si repitiéramos esto en el segundo; ya que en el segundo, las ondas electromagnéticas chocan contra un mayor número de atomos o moléculas 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 concentración de azúcar, pero, el segundo tiene un diametro mayor que el otro.

Según la ley de Lambert, si hiciéramos que un rayo de luz atravesara el primer vaso, la cantidad de luz que saldría del otro lado seria mayor que si repitiéramosesto en el segundo; ya que en el segundo, las ondas electromagnéticas chocan contra un mayor número de atomos o moléculas y son absorbidos por estos; de la misma forma que se explicó en la ley de Beer.
* LEY DE BOUGUER-BEER-LAMBERT
Una ley muy importante es la ley de Bouguer-Beer-Lambert (también conocida como ley Lambert Bouguer y Beer) la cual es solo una combinación de las citadas anteriormente.
* TRANSMITANCIA Y ABSORCIÓN DE LAS RADIACIONES
Al hacer pasar una cantidad de fotones o de radiaciones, por las leyes mencionadas anteriormente, hay una pérdida que se expresa con la ecuación
It/Io=T-kdc''

Donde It , es la intensidad de luz que sale de la cubeta y que va a llegar a la celda fotoeléctrica (llamada radiación o intensidad transmitida).
Y Io que es la que intensidad con la que sale al atravesar la celda (radiación intensidad incidente) y la relación entre ambas (T) es la transmitancia.
En el exponente, el signo negativo se debe a que la energía radiante decrece a medida que el recorrido aumenta. Donde k es la capacidad de la muestra para la captación del haz del campo electromagnético, d es la longitud de la cubeta de espectrofotometría que recorre la radiación, y c es la concentración del soluto en la muestra ya ubicada en la cubeta.
La ecuación simplificada de la ley de Beer-Lambert:
A = ε.d.c

Comprende a la mínima ecuación que relaciona la concentración (c), la absorbancia de la muestra (A), el espesor recorrido por la radiación (d) y el factor de calibración (ε). El factor de calibraciónrelaciona la concentración y la absorbancia de los estandares.
La absorción (o absorbancia) es igual a A, la es el logaritmo del reciproco de la transmitancia:
A= log 1/T
Lo que es igual a
A= -log T
Las ecuaciones mencionadas de las leyes son validas solo y solo sí:
La radiación incidente es monocromatica.
* Las especies actúan independientemente unas de otras durante la absorción.
* La absorción ocurre en un volumen de sección trasversal uniforme

1.
ORIGEN DEL FOTOCOLORIMETRO
Desde la antigüedad se tiene conocimiento de sustancias que tienen color y que mezclando esos colores se obtienen otros de colores distintos. Los alquimistas de la Edad Moderna, devenidos en químicos, estudiaron las diversas sustancias que usaban y vieron la necesidad de medir las cantidades disueltas y hasta conocer qué clase de químico estaban usando.

Clasico Fotocolorímetro de los años 1960.
Así fueron desarrollando sistemas de analisis muy engorrosos y complejos para hacer esas determinaciones. Pero se fueron dando cuenta de que casi todas las sustancias, tratadas de algún modo específico desarrollaban color y que la intensidad de ese color estaba relacionado con la cantidad de sustancia a analizar.
En conjunción con los incipientes ópticos de la época, cuando no multifacéticos ópticos, químicos y físicos, fueron desarrollando instrumentos para poder cuantificar esos colores.
Un gran adelanto fue el colorímetro de Duboscq, quien desarrolló un instrumento para medir, variando la altura de las muestras, surelación entre el patrón y el desconocido. La luz necesaria era proporcionada por el sol mediante un espejo, como los primeros microscopios. Varios instrumentos se desarrollaron según ese principio, desde simples comparadores ópticos hasta complejos instrumentos de medición.

Con el advenimiento de la electrónica, se fue mejorando la implementación instrumental y se añadieron fotocélulas para reemplazar el ojo humano. De allí el agregado de «foto» y el término devinieron en Fotocolorímetro. Eso facilitó los analisis químicos y dio nacimiento a los actuales instrumentos tanto manuales como los grandes auto-analizadores químicos que con complejos mecanismos electrónicos y mecanicos realizan toda la tarea del químico operador.
2. ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION:
Para que la concentración de una sustancia pueda ser determinada con base en su propiedad de adsorber energía radiante, debe existir una correspondencia lineal entre su concentración y la magnitud de su adsorción, en alguna región del espectro electromagnético.
Este requisito se expresa también diciendo que la sustancia debe cumplir la ley de Lamber-Beer, ecuación que expresa la relación matematica entre la concentración de una sustancia y la magnitud de su adsorción de energía. De acuerdo con esta ley.
En donde T es la “Trasmitancia” 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 óptico o ancho de celda y “k”, la “absortividad” del medio, una constante deproporcionalidad. El término “Ln T” se conoce “absorbancia” y así Ln IE / Io = Kbc = A (Ley de lambert-beert). O bien, en terminas decimales: A=2.303 Kbc. Nótese que si el “camino óptico”, “b” se mantiene constante para un conjunto de mediciones, entonces la “adsorbancia” dependera solo de la concentración de la sustancia adsorbente, A =Kc
En los inicios de esta técnica, las mediciones se efectuaban construyendo primero una curva de calibración de absorbancia “vs” concentración para la especie en estudio y luego se interpolaba en ella, las absorbancias de las muestras.
En la actualidad los espectrofotómetros disponibles en el mercado almacenan en su memoria un gran número de curvas de calibración para el analisis de diversas especies, en diversas escalas de concentración, de tal suerte, que el procedimiento de medida generalmente se limita a la selección del método de instrumento y a la lectura de la muestras.
Pese a la complejidad aparente de los métodos fotométricos, también es posible medir con gran precisión muchas sustancias coloreadas por fonometría visual o colorimetría. Esta técnica consiste basicamente en la comparación visual del color de una muestra, con la de una serie de patrones adecuadamente preparados.

En general, son susceptibles de cuantificar por colorimetría, cualquier sustancia coloreada o facilmente coloreable por preparación de un derivado. Los métodos fotométricos de analisis constituyen hoy por hoy, una de las herramientas de analisis mas versatiles y poderosos que se conocen en el campo de laquímica analítica.
Una variante especializada de los métodos fotométricos la constituye la espectrofotometría de absorción atómica.

3. INTRUMENTACION UTILIZADA PARA LA ESPECTROFOTOMETRIA
Un espectrofotómetro es un instrumento para medir la transmitancia o la absorbancia de una muestra en función de una longitud de onda determinada.
También puede realizar las mediciones de una serie de muestras por una solo longitud de onda. Estos instrumentos se pueden clasificar en instrumentos manuales o instrumentos de riesgo, de simple o doble haz. En la practica, los instrumentos de un solo haz, por lo general se operan en forma manual y los instrumentos de doble haz poseen un registro automatico de los espectros absorción.

Es conocido como un dispositivo que posee una fuente de radiación que se puede dirigir hacia una muestra que se espera absorba parte de esa radiación, la cual se puede detectar mediante un circuito que produzca una señal reproducible.
Una muestra puede presentar una absorbancia de cero, es decir que no absorbe nada la radiación incidente y por lo tanto transmite el 100% de esa radiación. La situación opuesta se tiene con un cuerpo opaco a un rango determinado del espectro electromagnético, en este caso la transmisión es nula y la absorción es completa. En estos valores extremos la señal que se encuentra como respuesta no es fiable y por lo tanto las determinaciones espectrofotométricas se deben aplicar a intervalos adecuados en donde se pueda confiar en la relación biunívoca entre la señal delinstrumento y la cantidad de especie responsable de la absorción.

La determinación cuantitativa de una especie, con base en observaciones que dependan de la cantidad de radiación absorbida dependen de la comparación entre el valor de la absorción de un patrón de referencia y la absorción de la muestra. Los espectrofotómetros deben permitir efectuar la comparación entre la señal obtenida por una mezcla que no contiene el analito y otra que si lo tiene para poder tener la señal de esa diferencia.
Se logra Mayor comodidad en la recolección de los datos con un espectrofotómetro de doble canal en el cual se ha diseñado un dispositivo que realiza las lecturas alternas de la muestra y la solución de comparación, para presentar directamente la diferencia entre esas dos señales.
Cuando la radiación electromagnética incide sobre una muestra traslúcida hay una pequeña porción que se refleja en la entrada a la muestra, por lo tanto la intensidad de la radiación que atraviesa la muestra es inferior a la que venía de la fuente dentro de la muestra se produce la absorción de una cantidad importante de la radiación es decir que la intensidad con la ingresa se ve reducida al llegar a la de salida del haz de radiación; y aquí en esta cara de salida nuevamente hay una fracción de radiación reflejada que reduce la intensidad de la radiación emergente sin ser absorbida por la muestra.

De forma genérica se define la transmitancia externa como el cuociente entre la intensidad del haz que sale de la muestra dividida entre laintensidad del haz que entra a esa muestra.

Cierta parte de la radiación la absorbe la muestra. La transmitancia interna es la relación entre la intensidad de la radiación en el extremo de salida de la muestra y la que tiene al ingresar a la misma, esta es una relación exponencial con la capacidad de absorción que tiene la muestra y la distancia que atraviesa el haz en la muestra

Es una propiedad de la muestra denominada coeficiente de absorción
Una pequeña parte de la radiación se refleja y eventualmente sale de la muestra en dirección de la fuente de radiación.
Los componentes basicos de los instrumentos analíticos de espectroscopia de absorción, emisión y fluorescencia son muy parecidos en sus funciones y los requisitos que han de cumplir. La mayoría de estos instrumentos constan de cinco componentes
Fuente estable de energía radiante; Selector de longitudes de onda que permita el aislamiento de una región reducida de longitudes de onda; Recipiente que contenga la muestra; Detector de la señal radiante o un transductor que convierta la energía radiante en una señal de medida generalmente de tipo eléctrico; Procesador de señales.

4. FOTOCOLORÍMETRO
El fotocolorímetro es un aparato que mide la cantidad de luz absorbida por la solución. El fotocolorímetro es un instrumento que tiene la particularidad de tener celdas fotoeléctricas y un circuito potenciométrico, ademas consta de un foco de 110 volts, dicho foco se encuentra dentro de una caja metalica enviando los rayos luminosos que llegan a la soluciónproblema se coloca en un tubo o celda de vidrio, en un soporte apropiado.

Colorimetría: procedimiento de analisis químico basado en la intensidad de color de las disoluciones. La intensidad del color de un líquido coloreado contenido en un tubo de vidrio depende del espesor de la disolución (altura de la columna de líquido) y de la concentración de la sustancia colorante en la disolución.
Si se dispone de una disolución de referencia cuya concentración es conocida, la concentración de dos disoluciones se puede comparar variando en una de ellas la altura que alcanza el líquido en el tubo, hasta que mirando por transparencia vertical contra un fondo luminoso que atraviese un papel blanco sea igual la intensidad de color en ambas.
En este momento, y de acuerdo con la ley de Lambert y Beer, las alturas de las dos columnas líquidas son inversamente proporcionales a las concentraciones de la sustancia colorante contenida en ellas.
La luz que entra, atraviesa la solución contenida en la celda, incide sobre una de las dos celdas fotoeléctricas conocida como celda de medición o celda activa.
Parte de la luz que no atraviesa la solución incide sobre otra celda fotoeléctrica llamada de referencia, las dos celdas estan unidas a un sistema potenciométrico de tal manera que la corriente potencial de una celda se opone a la otra y la intensidad de corriente se mide en un galvanómetro que contiene una escala.
Cuando la escala del galvanómetro se coloca en cero corresponde a una densidad óptica de cero y la celda de referenciase ajusta para balancear la corriente que sale de la celda activa una vez puesto en cero la solución testigo se cambia por la solución problema.
Cualquier absorción de la luz originada por la solución problema modifica el equilibrio entre las dos corrientes de las dos celdas para volver a equilibrarse. Se mueve el cuadrante del circuito potenciométrico hasta que la aguja del galvanómetro vuelva a estar en cero. La lectura que da en el momento el circuito potenciométrico mide la cantidad de luz absorbida por la solución.
En los analisis colorimétricos es importante también tener presente cuales son las fuentes posibles de error, desde un punto de vista general puede agruparse en tres categorías: errores debido a la solución por analizar, errores debido al instrumento y errores debido al observador.
ESQUEMA DEL FOTOCOLORÍMETRO

5. ESPECTROFOTOMETRO DE UN SOLO HAZ
Los componentes esenciales de un espectrofotómetro, son los siguientes:
* Una fuente energía radiante continua, que cubre la región del espectro en la cual opera el instrumento.
* Un monocromador, que es una parte del instrumento que aísla una banda angosta de longitud de onda de todo el espectro emitido por la fuente.
* Un recipiente para la muestra.
* Un detector, que es un traductor que convierte la energía en una señal eléctrica.
* Un amplificador y un círculo asociado, que traduce la señal eléctrica ala lectura apropiada.
* Un sistema de lectura de la medición, que pone de manifiesto magnitud de la señal eléctrica.I. FUENTE DE ENERGIA RADIANTE
La fuente de energía debe producir un haz de radiación, cuya potencia sea suficiente para facilitar la detección y mediación.
a) LAMPARA DE FILAMENTO DE TUNGSTENO
Es la fuente de radiación mas común para la región visible ultravioleta cercana e infrarroja, es útil en el rango de 320 a 2500nm. La energía que emite el filamento caliente varia con la longitud.
La distribución de la energía esta en función de la temperatura del filamento, la cual depende a su vez del voltaje que se suministra a la lampara. Por esta razón el voltaje de la lampara debe ser estable, el instrumento tiene incorporado un regulador del voltaje.
Salida de una lampara incandescente de tungsteno en función de la longitud de onda. El diagrama es aproximadamente correcto para la temperatura del filamento de la lampara es un espectrofotómetro típico (2600 – 300k); nótese que pequeña es la energía disponible en las regiones ultravioletas e infrarrojo (excepto para el infrarrojo cercano).

b) LAMAPARA DE HIDROGENO O DEUTERIO
Es útil entre 175 o 400nm. Cuando una descarga entre dos electrodos excita la emisión por medio de un gas como el hidrogeno, se obtiene un espectro de líneas que es característico del gas, siempre y cuando la presión sea relativamente baja.
Cuando la presión aumenta la presión del hidrogeno, las líneas se ensanchan y con el tiempo se sobreponen, hasta que a presiones relativamente altas emiten un espectro continuo.
c) LAMPARA INCANDECENTE DE NERNST
Es la fuente de radiación de losespectrofotómetros de infrarrojo, operan en un rango de 2 a 15nm, esta es una varilla pequeña que tiene apariencia de ceramica fabricada con una mezcla especial de óxidos metalicos y sellados con platino en los extremos.
La varilla a temperatura ambiente no es conductora, pero cuando calienta entra en un estado de conducción después del cual, un flujo de corriente mantienen una incandescencia que es rica en radiación infrarroja.
II. EL MONOCROMADOR
Este es un instrumento óptico que sirve para separar de una fuente de radiación continua, un haz de luz elevada pureza espectral y de cualquier longitud de onda. Los componentes esenciales de un monocromador son: rendijas y un elemento dispersor.
La radicación de la fuente se enfoca sobre la rendija de salida, desde donde se dirigía hasta la muestra siguiendo un patrón óptico adicional.
Los espectrofotómetros que abarcan principalmente la región visible del espectro, tienen prismas de vidrio, mientras que el cuarzo es el material de prisma de los instrumentos que abarcan el ultravioleta y el infrarrojo cercano, así como el visible.
Los espectrofotómetros de infrarrojo por lo común tienen prisma de sal de piedra. La pureza espectral de la radiación que emerge del monocromador depende del poder del elemento dispersor y del ancho de la rendija de salida.

Con los monocromadores del prisma no se obtiene el mismo grado de monocromación a lo largo de todo espectro con una apertura de rendija.
La dependencia que tiene el prima con respecto a la longitud de onda estal que las longitudes de onda no se dispersan de manera uniforme en el espectro.
La dispersión es mayor para las longitudes de onda mas cortas y por lo tanto en este caso las rendijas anchas alcanzaran 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 radiación paralelo, un prisma de red de difracción como elemento dispersado, y un elemento de enfoque que proyecta una serie de imagenes rectangulares de la ranura de entrada sobre una superficie plana.

III. RECIPIENTE PARA LA MUESTRA
En todas las técnicas espectrofotométricas, con excepción de la espectroscopia de emisión, se requiere recipientes para colocar las muestras.
La celda debe transmitir la energía radiante en la región espectral que no interesa; de esta forma las celdas de vidrio sirven en la región visible; para la región ultravioleta y las de sal de piedra en la región infrarroja.
Debemos recordar que la celda, que en cierta moda es solo reciente para la muestra, en realidad es mas que eso, puesto que, cuando se coloca en su lugar, forma parte de la trayectoria óptica del espectrofotómetro y sus propiedades son importantes. En algunos instrumentos mas baratos algunas veces se utilizan tubos de ensayo cilíndricos como recipientes para muestras. Las mejores celdas tienen superficies ópticas planas.
Las celdas típicas para las regiones visibles y ultravioleta tienen 1 cm. De pasote luz, pero existe una granvariedad que va desde fracciones de milímetro hasta 10cm. O aun mas.
Podemos encontrar micro celdas especiales por medio de las cuales un mínimo volumen de solución tendra una longitud de onda ordinaria para la trayectoria de has luz y también existen las celdas ajustables para obtener una longitud de la trayectoria variable, en particular para ser utilizadas en el infrarrojo.
IV. DETECTOR
Las características que deseamos encontrar en un detector para un espectrómetro son: sensibilidad elevada en la región espectral que nos interesa, respuesta lineal para la energía radiante, tiempo de respuesta rapida buena disponibilidad para la ampliación y la alta estabilidad o bajo nivel de “ruido”.
Los tipos de detención que han utilizado mas, se basan en el cambio fotoquímico (principalmente fotografico), en el efecto fotoeléctrico y en el efecto.
PARTES DEL DETECTOR:
* FOTOTUBO
Es el detector fotoeléctrico mas común, consiste en un tubo al vacio con una ventana transparente que contiene un par de electrodos en los que se mantiene un potencial. La superficie del electrodo negativo es foto sensible; esto quiere decir que cuando el electrodo se irradia con fotones, los electrones son expulsados de su superficie.
Los electrones se aceleran por la diferencia de potencial, llegan al electrodo positivo y se establecen una corriente en el circuito.
La emisión de los electrodos depende de la naturaleza de la superficie del catodo y la frecuencia de la radiación, el número de electrones emitidos por la unidad de tiempo, ypor lo tanto la corriente, depende de la energía radiante.

* TERMOPAR
Es detector de infrarrojo, se unen dos metales diferentes en dos puntos, se desarrollara un potencial si las dos uniones se encuentran a diferente temperatura.
De esta forma, la detección se basa en el calentamiento de una de las uniones por medio de la radiación infrarroja.

V. AMPLIFICADOR Y LECTURA
El procesador de señal es, por lo general un dispositivo electrónico que amplifica la señal eléctrica generada en un detector, puede ademas modificar la señal transformandola de continua en alterna o viceversa; cambiar su fase o filtrarla para quitar componentes indeseables; mas aun, el procesador de señal puede realizar operaciones matematicas, tales como diferenciación integración o conservación logarítmica.

La medida de la absorbancia se lleva a cabo con la ayuda de un espectrofotómetro, que en esencia consta de un monocromador (prisma o red de difracción) que controla la longitud de onda de la radiación que se hace incidir sobre la muestra. La radiación no absorbida se detecta y mide convenientemente. La absorbancia de la muestra se compara con la de una “referencia” que consta estrictamente de disolvente.

En espectroscopía el término luz no sólo se aplica a la forma visible de radiación electromagnética, sino también a las formas UV e IR, que son invisibles. En espectrofotometría de absorbancia se utilizan las regiones del ultravioleta (UV cercano, de 195-400 nm) y el visible (400-780 nm).

PARTE EXPERIMENTAL
Para estaparte experimental, ya habiendo tratado los objetivos trataremos de cumplirlos cabalmente y así poder dar un buen uso al fotocolorímetro.

1) EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS

* EQUIPO:

* Fotocolorímetro MERK SQ 118

CUBETAS DE CUARZO

* MATERIALES:

* Cubetas de 10 y 50 (cuarzo)
* Vasos BEAKER de 10ml, 40 ml y 100ml.
* 2 pipetas volumétricas de 5ml.
* Papel de secado desechable
* 1 pisceta

VASO BEAKER

PIPETAS

TUBOS DE ENSAYO

* REACTIVOS:

* Muestras: Gaseosa (Concordia), Cerveza (Brahma).
* Agua destilada

GASEOSA DE NARANJA
CERVEZA BRAHMA

VINO




GASEOSA INKA KOLA
SODA

GASEOSA DE PIÑA

2) PROCEDIMIENTO:

* MANEJO DEL EQUIPO FOTOMETRICO MERK SQ 118

* Características del equipo:

* Tiene una lampara de luz halógena
* Ademas de ser monocromador, tiene un detector tipo fotódico de silicio.
* Lecturas desde 340nm hasta 820nm.
* Mide concentración, absorbancia y tramitancia.
* Realiza 253 métodos diferentes, de los cuales 234 métodos para medir concentraciones de sustancias especificas, 12 métodos para medir absorbancia y 12 métodos para medir tramitancia a diferentes longitudes de onda.
* Las porta muestra son cubetas de 10, 20 nm para medir 1,2 y 5 ml de muestras respectivamente.
* Rango de temperatura de lectura optima es de 10 a 50 Cº
* Capacidad para trabajar conmétodos estandar.
* Tiene calendario y reloj incorporado
* Sus medidas son 20cm, de largo; 23cm, de alto y pesa 3.5Kg.

* Forma de operar el equipo:

* Se enciende y se escoge el método de acuerdo a la sustancia que se desea cuantificar o medir su absorbancia, tramitancia, etc.
* Para tarar a cero se coloca una cubeta de 10nm para el blanco con agua destilada (5ml) dando una concentración o absorbancia de 0.00
* Se realiza las mediciones de las muestras: Gaseosa (Concordia); Cerveza (Brahma), en el método seleccionado.
* Luego de realizar la lectura de las muestras escogidas se enjuaga la cubeta con agua destilada y se realiza la siguiente lectura.

RESULTADOS:
* CUADRO INDICANDO 20 METODOS DEL FOTOCOLORIMETRO
MERK SQ – 118

MÉTODOS |
ALUMINIO (Al) | NIQUEL |
AMONIO (NH4) | NITRATO |
ARSENICO (As) | PLATA |
CADMIO (Cd) | PLOMO |
CIANURO | PALADIO |
COBRE (Cu) | SILICIO |
CROMO (Cr) | SULFATO |
DQO | OZONO |
FOSFORO | UREA |
MERCURIO | ZINC |

* 5 CUADROS INDICANDO LOS PARAMETROS DE 5 METODOS:
NOMBRE DEL METODO | cromo cr |
NUMERO DE ARTICULO | 14758 |
MARGEN DE MEDICION | 0.010 – 0.600 |
UNIDAD | mg/L |
TIEMPO DE REACCION | 5+0 min |
CUBETA | 50 mm RECTANGULAR |
LONGITUD DE ONDA | 550 nm |
CALIBRACIÓN CON FACTOR | SI |
EVALUACION | LINEAL SI |
FACTOR | 0.254 |

NOMBRE DEL METODO | AMONIO |
NUMERO DE ARTICULO | 14352 |
MARGEN DE MEDICION | 0.010 – 0.620 |
UNIDAD | mg/L |TIEMPO DE REACCION | 5+5 min |
CUBETA | 50 mm RECTANGULAR |
LONGITUD DE ONDA | 690 nm |
CALIBRACIÓN | SI |
EVALUACION CON | SI LINEAL |
FACTOR | 0.246 |

NOMBRE DEL METODO | ARSENICO |
NUMERO DE ARTICULO | — |
MARGEN DE MEDICION | 0.50 – 0.600 |
UNIDAD | mg/L |
TIEMPO DE REACCION | 15+60 min |
CUBETA | 20 mm RECTANGULAR |
LONGITUD DE ONDA | 495 nm |
CALIBRACIÓN | SI |
EVALUACION CON | LINEAL SI |
FACTOR | 0.96 |

NOMBRE DEL METODO | CIANURO (CN) |
NUMERO DE ARTICULO | 14800 |
MARGEN DE MEDICION | 0.002-0.100 |
UNIDAD | mg/L |
TIEMPO DE REACCION | 5+0 min |
CUBETA | 50 mm RECTANGUALAR |
LONGITUD DE ONDA | 585nm |
CALIBRACIÓN | SI |
EVALUACION CON | LINEAL SI |
FACTOR | 0.047 |

NOMBRE DEL MÉTODO | MERCURIO Hg |
NOMBRE DEL ARTICULO | ----- ----- ---- |
MARGEN DE MEDICIÓN | 0,025 – 1,000 |
UNIDAD DE CONCENTRACIÓN | mg/1 Hg |
TIPO DE REACCIÓN | 5 + 0 min |
CUBETA | SI50mm RECTANGULAR |
LONGITUD DE ONDA | SI
565nm |
CALIBRACIÓN DEL FACTOR | SI |
EVALUACIÓN | SI
LINEAL |
FACTOR | 0,563 |

NOMBRE DEL METODO | SULFATO |
NUMERO DE ARTICULO | 14564 |
MARGEN DE MEDICION | 100 – 1000 |
UNIDAD | mg/L |
TIEMPO DE REACCION | 10+0 min |
CUBETA | 16 mm REDONDO |
LONGITUD DE ONDA | 820 nm |
CALIBRACIÓN | SI |
EVALUACION CON | LINEAL SI |
FACTOR | 11.65 |


FUNCIONES DEL FOTOCOLORIMETRO MERK SQ 118 |

1.-Impresión del Resultado |
15.-Conexión ordenador Baudrate 9600 SI|

2.-Indicador del Resultado |
16.-Conexión ordenador Bito datos 8 SI |

3.-Resultado del ordenador |
17.-Conexión ordenador Bito Stop 1 SI |

4.-Numero de orden |
18.-Conexión ordenador paritv BDD SI |

5.-Lista de métodos |
19.-Conexión ordenador retardo 0.040 ms |

6.-Lista de parametros |
20.-Test ordenador |
7.-Lista de funciones | 21.-Test teclado |

8.-Adelantar pagina |
22.-Test Lectura |

9.-Tiempo de lectura 9seg. |
23.-Test Impresión |

10.-Fecha |
24.-Test motor de filtro |
11.-Hora | 25.-Test filtro 1 |
12.-Idioma | 26.-Test fotómetro 1 |
13.-Medicion automatica Dac Loseg |
27.-Test fotómetro 2 umbral |
14.-Medicion automatica conectar al ordenador | 28.-Test aparato. |

* CUADRO CON LAS LECTURAS DE LAS CONCENTRACIONES DE LAS MUESTRAS TRABAJADAS
Método | Nº Met. | CrushLat. /Bot. | Inca Kola | Concordia | Kola inglesa | Vino | Brahma | Cristal | Zup | Canda Dry | Cifrut |
Plomo | 114 | 0.13/0.38 | 0 | 0 | 0.09 | >5 | 0.01 | 0.22 | 1.25 | 0 | 0 |
Aluminio | 002 | 0.09/ - | - | - | - | - | 0 | 0.02 | 0.15 | 0 | - |
Cadmio | 115 | 0.02 / 0.053 | 0.006 | 0 | 0 | >1 | 0 | 0.006 | 0.167 | 0 | 0 |
Mercurio | 162 | 0.011 / 0.051 | 0.009 | 0 | 0 | 0.54 | 0 | 0 | 0.158 | 0 | 0 |
Cobre | 042 | 0.03 / 0.4 | 0.02 | 0 | 0 | 0.75 | 0 | 0 | 1.09 | 0.02 | 0 |
Níquel | 049 | 0.07 / 0.07 | 0 | 0 | 0 | 0.88 | 0 | 0 | 0.45 | 0.06 | 0 |
Nitrato | 053 | 0.4 / 1.1 | 0.1 | 0 | 0.1 | >25 | 0 | 0 | 3 | 0 | 0 |
Cromo | 024 | 0.005 / 0.022 | 0.001| 0 | 0 | 0.385 | 0 | 0 | 0.074 | 0.001 | 0 |
Arsénico | 064 | 0.080 / 0.117 | 0.008 | 0 | 0 | >0.06 | 0.006 | 0 | 0.1339 | 0 | 0 |
DQO | 029 | 4 / 1.45 | 0 | 0 | 0 | 220 | 15 | 0 | 432 | 11 | 0 |
Amonio | 010 | 0.11 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.12 | 0.01 | 0 |
Urea | 125 | 1.8 | 0.1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1.6 | 0 | 0 |

* PARTES DE UN FOTOCOLORIMETRO:

* ESQUEMA DE LA PARTE EXTERNA

CUBETAS

EJECUTAR
METODO
3
1
2
8
9
7
6
4
5

CAMBIAR

* ESQUEMA DE LA PARTE INTERNA

CONCLUSIONES:
* Se estableció un conocimiento completo del fotocolorímetro merk SQ 118, y sus diferentes 28 funciones con sus respectivos parametros.

* Se determinó un total de 143 lecturas con el fotocolorímetro y con esto poder establecer nuestra tabla en la cual; se observó la presencia de ciertas sustancias que no garantizan la inocuidad de ciertos productos, como en el caso de algunas gaseosas, que tenían un gran concentrado de metales pesados que producen diversos tipos de enfermedades.


CUESTIONARIO
1. DEFINA:

* Ondas longitudinales
Una onda longitudinal es una onda en la que el movimiento de oscilación de las partículas del medio es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Las ondas longitudinales reciben también el nombre de ondas de presión u ondas de compresión. Algunos ejemplos de ondas longitudinales son el sonido y las ondas sísmicas de tipo P generadas en un terremoto.

La longitud de ondas no es mas que la distancia entre dos picos sucesivos de una onda. Laluz que percibe el ojo humano es la luz visible y comprende desde 400 a 700 nm. La que contiene longitudes de onda superiores a 700 nm no es visible para el ojo y se llama infrarroja. Por debajo de 400 nm tenemos la radiación ultravioleta (100400 nm).

Las ondas son una perturbación periódica del medio en que se mueven. En las ondas longitudinales, el medio se desplaza en la dirección de propagación. Por ejemplo, el aire se comprime y expande.

* Celdas UV

La celda UV se define como el rango de longitudes de onda de 195 a 400 nm. Es una región de energía muy alta. Provoca daño al ojo humano así como quemadura común. Los compuestos con dobles enlaces aislados, triples enlaces, enlaces peptídicos, sistemas aromaticos, grupos carbonilos y otros heteroatomos tienen su maxima absorbancia en la región UV, por lo que ésta es muy importante para la determinación cualitativa y cuantitativa de compuestos organicos. Diversos factores -como pH, concentración de sal y el disolvente- que alteran la carga de las moléculas, provocan desplazamientos de los espectros UV. La fuente de radiación ultravioleta es una lampara de deuterio. Y
 
 
 
 
 
Absorbancia.
 
 
 
 
 
 
 
CURVA DE CALIBRACION (A)
 
 
 
 
 
0 X
Concentración en mg/dL

* Banco óptico
El banco óptico permite armar un sistema de lentes, laser, rendijas y con diferentes aumentos, etc. Con el fin de interpretar la naturaleza de la luz y sus fenómenos (reflexión, difracción, creación deimagenes, analizar redes de difracción, longitud de onda de una fuente emisora, polarización de la luz).
El banco óptico de un laboratorio consiste en lo siguiente
Un foco de luz metido en una caja que tiene un orificio para colimar los rayos, un banco soporte donde se colocan las piezas en las que se pueden ensartar lentes, todas ellas alineadas a lo largo del banco y un sistema de lentes centradas a lo largo de un eje.

La primera lente convergente se emplea para concentrar la mayor cantidad de luz posible sobre el objeto (una figura de un ' troquelada en una placa). El foco de luz debe estar en el foco de esa primera lente para que de ella salgan los rayos paralelos (para esta lente a 10 cm del objeto). En la siguiente foto aún no se encendió la luz.


En este enfoque vemos una toma mas cerca del objeto

Encendemos la luz y se forma la imagen en la pantalla. Primero la luz del foco se concentra en el objeto y la de la luz que sale de la segunda lente da una imagen diferente según donde esté colocado el objeto. En este caso esta a 10 cm y como la lente es de +5 cm de distancia focal esta a 2F y dara una imagen igual, real e invertida .

En la siguiente foto ves como la imagen sale invertida y de igual tamaño. Es real porque se puede recoger nítidamente sobre la pantalla.

Este enlace te lleva a una película en la que puedes ver como la dificultad para encontrar el punto donde se forma la imagen es grande porque es muy difícil acertar con precisión en el punto mas nítido.
* Tubos fotoemisores
El tubo fotoemisor es un bulbo al vacío (o lleno de alguna mezcla de gases) con 2 electrodos, el catodo es una superficie metalica cubierta de un material (compuestos de cesio, antimonio, plata y bismuto) que libera electrones cuando se le ilumina, el anodo es un tubo delgado o un alambre.

La emisión de electrones se presenta si la longitud de onda es menor a cierto valor, así hay limitación de su sensitividad a longitudes de onda largas.
Dependiendo del material fotosensible se tienen características especiales a las componentes de longitud de onda de la luz, así, ciertos materiales tienen una alta sensitividad a un angosto ancho de banda del espectro en tanto que otras son sensibles practicamente a todas las componentes del espectro.
En los transductores con tubos fotoemisores se aplica un voltaje relativamente alto (entre 10 y 200 volts), sin luz no se presenta conducción, ante la presencia de luz se liberan electrones en el catodo y se establece un flujo de corriente hacia el anodo que es linealmente proporcional a la intensidad de la luz incidente.

El flujo de corriente es pequeño (no suficiente para indicación directa) y requiere de etapas de amplificación. En tubos fotoemisores llenos de mezclas de gases es posible obtener corrientes mas altas. En cualesquier caso, en ausencia total de luz, los tubos fotoemisores exhiben una pequeña corriente de fuga, y su respuesta a la frecuencia es muy alto (tiempos menores a 1 milisegundo).
La respuesta de los tubos fotoemisores a las diferentes longitudes deonda de la luz generalmente se presentan en forma de una curva designada por una S (de spectrum) y un número.
Un tipo particular del tubo fotoemisor es el fotomultiplicador, donde se agregan anodos, cada uno a un potencial mas alto, obteniéndose en 10 o mas etapas amplificaciones de corriente en el orden de millones con tiempos de respuesta de del orden de nanosegundos.
Debido a su alta sensitividad y corto tiempo de respuesta, los fotomultiplicadores son aplicados ampliamente para detectar bajos niveles de luz presentes en cortos tiempos.
Un caso de aplicación en ingeniería biomédica son contadores de centelleos presentes en estudios de medicina nuclear, donde las emisiones de un material radioactivo (que es aplicado al paciente) son convertidas a luz mediante una pantalla fluorescente y detectada su intensidad y localización mediante fotomultiplicadores.
En estudios radiológicos dinamicos de diagnóstico, durante fluroscopía, se utilizan fotomultiplicadores para controlar el kilovoltaje y miliamperaje en el tubo de rayos x de tal forma que independientemente del tipo de paciente se tenga una buena imagen.

TUBO FOTOMULTIPLICADOR
Son semejantes al fototubo, pero mucho mas sensibles. Formados por un catodo similar al del fototubo que emite electrones cuando se irradia. Estos electrones son acelerados hacia otra superficie que se llama dinodo, el cual esta a 90 V mas positivo que el catodo y que por lo tanto actuara como anodo respecto a ese catodo.
Al incidir esos electrones en la superficie del dinodo, cadafotoelectrón produce nuevos electrones, los cuales son acelerados hacia un nuevo dinodo, sufriendo de nuevo una ampliación electrónica. Esto tiene lugar varias veces de forma que al final se producen de 106 a 107 electrones por cada fotoelectrón, los cuales son recogidos finalmente en un anodo, produciendo una corriente facil de medir.

FOTODIODOS DE SILICIO
Han alcanzado recientemente mucha popularidad debido a que se pueden fabricar pequeños chips de silicio que contienen mas de mil fotodiodos, unos junto a otros, dando lugar a filas de fotodiodos. Si estas filas se colocan en el plano focal de un monocromador, pueden medirse de forma simultanea todas las longitudes de onda, permitiendo así una espectroscopia bastante rapida. Es menos sensible que el tubo fotomultiplicador.

2. EXPLIQUE LOS MÉTODOS FOTOCOLORIMÉTRICOS MAS IMPORTANTES Y CUALES SON SUS APLICACIONES

Los métodos espectrométricos son métodos instrumentales empleados en química analítica basados en la interacción de la radiación electromagnética, u otras partículas, con un analito para identificarlo o determinar su concentración. Algunos de estos métodos también se emplean en otras areas de la química para elucidación de estructuras.
Estos métodos emplean técnicas que se dividen en técnicas espectroscópicas y en técnicas no espectroscópicas.
Las técnicas espectroscópicas son aquellas en las el analito sufre procesos de absorción, emisión o luminiscencia. El resto corresponde a técnicas no espectroscópicas.
Las técnicas espectroscópicas sediferencian también según la forma en la que se encuentra el analito en el momento en el que sufre el proceso espectroscópico, dando lugar a la espectroscopia atómica y a la espectroscopia molecular.
Según el rango de energía que presente la radiación electromagnética existen diferentes técnicas, por ejemplo, espectroscopia de infrarrojo, espectroscopia de resonancia magnética nuclear, etcétera.
Las técnicas no espectroscópicas aprovechan diferentes propiedades de la radiación electromagnética, como el índice de refracción o la dispersión.
Otra técnica importante es la espectrometría de masas, también empleada en química organica para la elucidación de estructuras moleculares.

3. ¿CUALES SON LAS ESPECIFICACIONES DEL SOFTWARE PARA EL FOTOCOLORIMETRO MERK SQ – 118?
* ESPECIFICACIONES PARA EL SOFTWARE

Los resultados determinados por el fotocolorímetro Merck SQ-118 pueden ser procesados en una variedad de formas con el software TOPAS 118. El prerrequisito de hardware es una PC IBM-XT/AT o una PC compatible 100% con 640 KB’s de memoria RAM.
Es recomendable contar con un disco duro y un monitor a colores. El manejo del programa en términos del menú y uso de las técnicas es extremadamente simple. Aparte de componentes generales del programa como el de instalación de una impresora, eliminar, enlazar o renombrar grupos de data. 

* Software standard Spectra Manager II
* Software KnowItAll de BIORAD

* ESPECIFICACIONES PAR EL HATWARE
i. Rango de longitud de onda: 200 1000
ii. Anchoespectral de rendija: 10 nm.
iii. Foto- detector de estado sólido
iv. Monocromador de red de difracción ?bausch& lomb de 1200 líneas/mm. 
v. Cubierta protectora resistente a los reactivos químicos.
vi. Diseño en un 100% estado sólido para ofrecer.
vii. Estabilización rapida, mínimo nivel de ruido y bajo consumo de energía. 
viii. Circuito impreso y lampara con conectores para servicio y remplazo rapido. Tres repuestos de lamparas originales.
ix. Instaladas una lampara de luz visible y una de luz uv.
x. Pantalla digital de lecturas
xi. Transmitancia (t) 00.0 100.0%
xii. Absorbancia (a) 000-2.000
xiii. Concentración (c) 000-2000 unidades a través del botón factor set, situado en el tablero de control.
xiv. Compartimiento de muestras :
xv. Porta tubos de ensayo universal con 10 tubos originales de ?bausch & lomb
xvi. Adaptador para cubetas de paso corto provisto con 1 (una de paso corto) y tres de 100 mm
xvii. Total cuatro cubetas de paso corto. 

4. EXPLIQUE EL MÉTODO ESPECTROFOTOMÉTRICO COMUN Y EL MÉTODO DE ALTA ABSORBANCIA.
MÉTODO ESPECTROFOTOMETRICO COMÚN
La espectrofotometría común es una técnica analítica que permite determinar la concentración de un compuesto en solución. Se basa en que las moléculas absorben las radiaciones electromagnéticas y a su vez que la cantidad de luz absorbida depende de forma lineal de la concentración. Para hacer este tipo de medidas se emplea un espectrofotómetro, en el que se puede seleccionar lalongitud de onda de la luz que pasa por una solución y medir la cantidad de luz absorbida por la misma.


Un método espectrofotométrico para que sea cuantitativo es:
* Que el método sea selectivo a la muestra que se desea analizar.
* Que esté libre de interferencias que afecten el resultado analítico ó que las interferencias se puedan controlar.
* Que tenga alta precisión y exactitud.
* Que tenga una alta sensibilidad y
* Que el límite de detección corresponda a una concentración baja.

Experimentalmente para el establecimiento de un método espectrofotométrico, después de optimizar las condiciones químicas del sistema (pH, temperatura, control de interferentes, concentración adecuada de reactivos, solvente apropiado, protección a la luz para evitar reacciones fotoquímicas, etc.) que garanticen que se tiene la especie de interés en condiciones adecuadas para la medida, se establecen los siguientes parametros:
A. Longitud de onda analítica: Se escoge mediante el registro y/o la observación de la curva espectral o espectro de la sustancia que indicara si es adecuado tomar la longitud de onda de maxima absorción u otra banda característica de la sustancia como longitud de onda para realizar las medidas, la longitud de onda escogida se conoce como longitud de onda analítica.

B. Intervalo óptimo de concentraciones: Se debe trabajar, en lo posible, con concentraciones que permitan que se cumpla la ley de Beer, con el fin de obtener una curva de calibración que tenga una relaciónlineal.
Para obtener el intervalo óptimo de concentraciones primero se construye la curva de Ringbom, que consiste en construir una grafica de absortancia (100- %T) vs. lg Concentración. Los datos se obtienen preparando una serie de soluciones patrón del analito, que cubran una variación de por lo menos dos órdenes de magnitud de concentración de este y se miden las transmitancias correspondientes a la longitud de onda analítica escogida. Para la mayoría de los sistemas la curva de Ringbom corresponde a una curva en forma de S. La parte lineal de esta grafica permite obtener el intervalo de concentraciones óptimo o el intervalo que presentara una relación lineal entre absorbancia y concentración.
C. Curva de Calibración: Con los datos de la parte recta de la curva de Ringbom se construye la curva de calibración Absorbancia (en las ordenada) vs. Concentración (en la abscisa) previo ajuste de los datos por mínimos cuadrados (que incluyen el punto 0.0, 0.0000) revisando que el coeficiente de correlación sea estadísticamente significativo. La grafica de la recta de calibración debe incluir los puntos experimentales. La recta ajustada también se conoce con el nombre de curva de trabajo.

D. Curva de Crawford: Con todos los datos obtenidos para la curva de Ringbom, se calcula el error analítico por unidad de error fotométrico, y se construye la curva del error para el sistema de interés, previa determinación experimental del error fotométrico o instrumental. Si no se conoce D T, entonces solo se puede obtener (D C/C)/DT.

E. Sensibilidad del método analítico: Se calcula la sensibilidad del método de la pendiente de la curva de calibración y se expresa como se indicó anteriormente.

F. Límite de detección: Se preparan, por lo menos, diez soluciones del blanco de procedimiento, se leen la transmitancia o absorbancia respectivas y se calcula como se indicó anteriormente.

G. Precisión del método. Carta de dispersión: La precisión indica la dispersión de las medidas o la variabilidad del método. La precisión se mide mediante un parametro estadístico de dispersión, generalmente se utiliza la desviación estandar, S:

S = [å (X- X promedio /(n -1)] 1/2

Donde X es la variable medida concentración, absorbancia, etc., X promedio el valor medio de la variable medida y n el número de medidas o datos.
Un valor pequeño de desviación estandar con relación al valor medio, indica que las medidas presentan poca dispersión o que son precisas. En muchos casos, se observa si todos los datos de una serie de medidas caen entre el valor medio y mas o menos dos desviaciones estandar, X promedio ± 2S, si es así, se dice que el método tiene una precisión del 95 %.

El procedimiento que se sigue para obtener los datos que permitan el calculo de la desviación estandar en concentración, se ilustra a continuación: Se preparan, por lo menos, diez soluciones patrón del analito de la misma concentración (concentración que produzca una transmitancia cercana a 37.0%) siguiendo todos los pasos del procedimiento, se lee su transmitancia,se calcula la absorbancia para cada solución, se interpolan los valores en la curva de calibración y se obtienen las concentraciones respectivas.
Con las concentraciones halladas se obtiene el valor promedio de concentración y la desviación estandar, S, que corresponde a la medida de la dispersión de los datos. Se construye la carta de dispersión de los datos y se calcula el coeficiente de variación del método así:
% Coeficiente de variación = (desviación estandar / valor medio

METODO DE ALTA ABSORBANCIA:
Este método se emplea cuando las diluciones de la muestra tienen una gran concentración, lo que origina alta absorbancia o pequeña transmisión .Se emplea cuando la transmisión esta comprendida entre 0 y 10%.
En las mediciones ordinarias de absorción, la escala de transmisión del instrumento se ajusta
a) El 0 % interrumpiendo el paso de luz (mínima transmisión).
b) El 100% poniendo disolvente puro (maxima transmisión)
Las medidas de la recta de calibrado o de una muestra conocida se realizan estableciendo una proporcionalidad entre la absorbancia y la concentración.
En los métodos de alta absorbancia no se usa el disolvente puro para establecer el 100% de transmisión. Se reemplaza por una disolución estandar, que es solo algo mas diluida que la desconocida .Ejemplo: Una disolución estandar tiene un 10% de T en el método ordinario y la disolución problema presenta un 6% de T. Las dos medidas se comparan en una escala total de 10% y en una zona de alta error según hemos visto .Si el instrumento secalibra en el 100% con la disolución estandar anterior ( que da el 10% ), la escala se expande 10 veces . La disolución problema origina ahora una lectura del 60 %.

Para llevar a cabo esta expansión de escala es preciso que el instrumento tenga la sensibilidad de reserva suficiente. El aumento de la sensibilidad de un instrumento puede hacerse por dos vías
a) Incrementar el sistema amplificador de la señal de salida .Tiene ruido de fondo que se confunde con la señal.
b) Aumentar el ancho de rendija, con lo que se consigue mayor iluminación y potencia, pero disminuye la pureza espectral.
5. ¿QUÉ SE RECOMIENDA PARA REALIZAR UN USO CORRECTO DE LOS EQUIPOS FOTOMÉTRICOS?

a) Se debe de encender el equipo, esperar unos minutos y escoger el método de acuerdo a la sustancia que se desea cuantificar o medir su absorbancia, transmitancia, etc.

b) Para tarar a cero se debe de colocar una cubeta de 10mm para el blanco con agua destilada (5ml) dando una concentración de 0.000

c) Realizar las mediciones de las muestras en el método seleccionado.

d) Luego de realizar la lectura de la muestra escogida se enjuaga la cubeta con agua destilada y se realiza la siguiente lectura.

e) En la ubicación del espectrofotómetro, evitar lugares que estén sometido a irradiaciones intensas de luz o calor.

f) Es importante que el sitio donde se coloque el instrumento esté libre de vibraciones.

g) Verificar que en la línea eléctrica donde se conecte el espectrofotómetro no esté conectado ningún otroinstrumento (hornos, equipo de microondas, etc.).

h) Para un efectivo funcionamiento de la lampara prender el espectrofotómetro 30 minutos antes de usar.

i) Seleccionar la longitud de onda adecuada para la lectura de las muestras (que coincida es decir la mas cercana con la maxima absorción de la solución).

j) Siempre que use el espectrofotómetro verificar que este calibrado a cero.

k) En cada corrida debe prepararse un blanco que contiene todas las substancias usadas en la prueba excepto el compuesto que se quiere medir (el blanco solo contiene reactivos pero debe ser tratado de la misma forma que el problema o calibrador.), ó en su efecto usar un blanco de agua El blanco se colocara primero en el instrumento y se ajusta a 100%T, 0 absorbancia).

l) Cada vez que efectúe una lectura debera de calibrar el aparato con el blanco de agua o de reactivos.

m) Usar cubetas perfectamente limpias (sin residuos de muestras diferentes a la que se va medir, enjuagarlas antes con agua destilada y escurrir).

n) Antes de colocar la cubeta en la porta celdas limpie siempre la parte externa con papel para lentes.

o) No tocar las cubetas con la mano por las paredes a través de las cuales pasa el rayo de luz Las celdillas, para evitar que la grasa de las manos altere la lectura.

p) Colocar las celdillas en la porta celdas siempre en la misma posición (marca al frente) de esta forma la luz siempre pasara por el mismo lugar.

q) Antes de efectuar cualquier lectura tapar siempre el portaceldas con la tapa oscura que se proporciona en el equipo.

r) Recordar que no deben trabajarse soluciones muy concentradas (la ley solo se cumple hasta cierto límite de concentración, que es característico para cada sustancia), para tal efecto diluir la muestra y el resultado multiplicarlo por el factor de dilución.

s) Una vez realizadas las lecturas poner el indicador de lectura al inicio (cero de la izquierda) de la escala y apagar el espectrofotómetro.

t) Siempre lavar las cubetas utilizadas y dejarlas escurrir (solo se enjuagan con agua destilada).

u) Usar siempre una celdilla para el blanco y otro para la muestra, nunca los intercambie.

REFERENCIA DE DATOS:

* Banwell, C.N.: 'Fundamentals of Molecular Spectroscopy'. McGraw Hill (1982).Existe edición en castellano
* Chang, R.: 'Principios Basicos de Espectroscopia'. Ed. A.C. (1977)
* Hollas, M.: 'Modern Spectroscopy'. John Wiley (1987). 2ª Ed. (1993)
* Hollas, M.: 'High Resolution Spectroscopy'. Butterworths (1982)
* Straughan, B. and Walker, S.: 'Spectroscopy'. 3 vol. Chapman and Hall (1977)
* Svanberg, S.: 'Atomic and Molecular Spectroscopy'. Springer-Verlag. 2ª Ed. (1992)
* Espectroscopia atómica:
* Kuhn, H.G.: 'Atomic Spectra'. Longman (1973).
* Morcillo, J. y Orza, J.M.: 'Espectroscopía I'. Ed. Alhambra (1972).
* Espectroscopia molecular:
* Guillory, W.A.: 'Introducción to Molecular Structure and Spectroscopy'. Allyn and Bacon (1977)