UNIVERSIDAD PEDRO DE VALDIVIA FACULTAD DE SALUD

PROFESOR: NIBALDO PASTÉN R.

COLORIMETRÍA Y LEY DE LAMBERT Y BEER

Todo método colorimétrico se basa en la comparación de la intensidad del color de una solución de una sustancia de concentración desconocida con la de una solución de la misma sustancia de concentración conocida, la cual se denomina solución estándar o patrón. El color de una solución es la resultante del color del soluto más el color del solvente. En el caso de una reacción química los solutos están constituidos tanto por los reactantes como los productos de la reacción. Para poder medir solamente la intensidad del color de la sustancia cuya concentración se desea conocer, es necesario descartar el color de las otras sustancias (solvente, reactivos), por lo tanto es necesario en todo método colorimétrico hacer siempre una muestra que contenga todas las sustancias de la reacción menos aquella que se desea medir. Esta muestra se denomina blanco de la reacción y la intensidad de su color debe restarse a las muestras problemas y a los patrones. La relación entre la intensidad de un color de un soluto y su concentración se rigen por la ley de Lambert-Beer, que como se indico establece una proporcionalidad directa entre la concentración e intensidad del color de una sustancia en solución medida como absorbancia. Si esta proporcionalidad no se cumple este sistema de medición no puede aplicarse. Es indispensable por lo tanto, al usar cualquier método colorimétrico conocer la sensibilidad de éste, determinando el rango de concentraciones en la cual se cumple la ley de Lambert – Beer, para lo cual debe hacerse una curva de calibración. La curva de calibración consiste en la determinación de la absorbancia de una serie de soluciones de concentraciones conocidas de una sustancia tratadas con el mismo método y medidas en el mismo tipo de fotocolorímetro. Si la razón entre la concentración de la sustancia en estudio y su absorbancia (c/Ab) es constante, significa que el método sigue la ley de Lambert-Beer. Esto se puede analizar mejor utilizando una gráfica de la absorbancia en función de la concentración.

Si la gráfica da una línea recta al igual que la figura significa que la relación es directamente proporcional, cumpliendo así con la Ley de Lambert-Beer, cualquier otro tipo de curva indica que el método no sigue la Ley de Lambert-Beer.

Leyes fundamentales de colorimetría.

Cuando la luz atraviesa un medio transparente parte de ella puede ser absorbida, de modo que la intensidad de la luz transmitida, It (luz que sale del medio) es siempre menor que la intensidad de la luz incidente, I0 (luz que llega al medio).Dos leyes fundamentales sostienen la práctica de la fotometría.

La ley de Bourguer o de Lambert; establece que si un haz de luz monocromática (luz incidente) entra en un medio absorbente por ángulos rectos al plano, la cantidad de luz transmitida disminuye en progresión geométrica al aumentar el espesor del medio absorbente en progresión aritmética. En otras palabras la ley establece que la cantidad de luz absorbida es directamente proporcional al logaritmo de la longitud de onda de la luz incidente o bien al espesor del medio absorbente, se expresa matemáticamente así.

I / I0 = e-kb En las cuales I es la intensidad de la luz transmitida, I0 es la intensidad de la luz incidente, b es el espesor de la cubeta de vidrio que guarda la solución y k es el coeficiente de absorción lineal característico del medio. Usando la forma logarítmica obtenemos:

ln (I0/ I) = k b en logaritmos decimales es:

log (I0/ I) = k b/2.303

Ley de Beer; establece en los casos en que el medio absorbente son soluciones coloreadas y transparentes que a medida que la concentración del medio aumenta en progresión aritmética la intensidad de luz transmitida disminuye en progresión geométrica. En palabreas simples establece que la cantidad de luz absorbida es proporcional a la concentración del medio absorbente. Usando la forma logarítmica obtenemos:

ln (I0/ I) = k c en la que c es la concentración del soluto.

En logaritmos decimales es:

log (I0/ I) = k c/2.303

Combinando ambas leyes se obtiene la ley de Lambert-Beer:

log (I0/ I) = k x b x c La ley de absorción se expresa también en términos de absorbancia:

A = log (I0/I) = k x b x c también:

A = log (1/T) = k x b x c donde T es la transmitancia.

La transmitancia se expresa a menudo en porcentaje:

La absorbancia puede ser calculada a partir de la transmitancia por:

A = 2 – log %T EJEMPLO: Calcular la absorbancia y el coeficiente de extinción molar a 351 nm para la acuocobalamina en tampón de fosfato 0,1 M, pH = 7,0 a partir de los datos siguientes, obtenidos en una celda de 1 cm. Solución

I0

I

A

Concentración mMoles/L 2.23

93.1

27.4

B

1,93

94.2

32.8

RESPUESTA

1.- Calcular la absorbancia. Reorganizando las fórmulas para nuestro objetivo, tenemos:

A = 2 – log [(I/I0) x100] Solución A A = 2- log [(27.4/93.1)x100] A= 0.53 Solución B A = 2- log [(32.8/94.2)x100] A= 0.46

Calculo del coeficiente de extinción molar:

A=kxbxc Solución A 0,53 = k x 1 cm x 2.23x10-5 mol/L k = 0,53 / 2,23 cm mMol/L k = 0,238 cm mMol/L

Solución B 0,46 = k x 1 cm x 1,90x10-5mol/L k = 0,46 / 1,93 cm mMol/L k = 0,238 cm mMol/L