FÍSICA II 2004 SEGUNDA PARTE TRABAJO PRÁCTICO Nº

Universidad Politécnica Departamento de Física Aplicada
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Programacion Didáctica Educación Física ies “valentín Turienzo” “mens Sana

FISICA III

FÍSICA II - 2004

Segunda parte


TRABAJO PRÁCTICO Nº 5. Fotometría. Espectrofotometría.


Problema 1. Actividad óptica. Se sabe que las moléculas helicoidales rotan el plano de polarización. Los sacáridos son un buen ejemplo. En una experiencia con sacarosa disuelta en agua se encuentra que una solución que contiene 0,1 g /cm3 gira el plano de polarización en +6,65º si se emplea una cubeta de 10 cm de largo y luz de una lámpara de Na (589 nm).

  1. ¿Qué proporción de azúcar tendrá una muestra si en un ensayo con una cubeta de 30 cm se observa una rotación de +39,7º?

b) ¿El resultado es unívoco? ¿Cuál sería la concentración para rotar (180º + 39,7º)?

Problema 2. Actividad óptica de los materiales biológicos. Diga si lo siguiente es verdadero o falso.

Problema 3. Fotometría e iluminación. Una cámara de video hogareña puede funcionar con 1 lux.

  1. ¿A que distancia máxima de una lámpara que produce 40 lúmenes puede estar un objeto para ser registrado?

  2. Suponga que la habilidad de la cámara es similar a la del ojo humano y que la lámpara produce en el azul (440nm) sólo un décimo de la intensidad que genera en 555nm ¿A qué distancia podremos registrar un detalle azul?

1 lux = 1 lumen/m2 (1 lumen = 0.00146 W o 685 lumen = 1W @ 555 nm).


Problema 4. Espectrofotómetro. La intensidad transmitida por una muestra en solución se expresa en términos de la intensidad incidente y de la absorbancia medida en un espectrofotómetro como, I t = I i x 10 -A

A su vez, A = c l , donde c es la concentración molar, l es la longitud de la cubeta en cm y es el coeficiente de absorción en litro/mol cm.

  1. Calcular la fracción transmitida para absorbancias 1, 2 y 3.

  2. Calcular el coeficiente de absorción del bicromato de potasio para las longitudes de onda indicadas en el espectro de transmisión obtenido con un espectrofotómetro con una celda de 1 cm y una concentración de 60 mg/l en ácido sulfúrico 0.01 N.

  3. Si la absorbancia mínima que se puede detectar (arriba del ruido) en un espectrofotómetro de batalla es 0.01, ¿cuál es la concentración mínima de esta sustancia que se puede determinar midiendo la absorbancia en 350 nm?

FÍSICA II  2004 SEGUNDA PARTE TRABAJO PRÁCTICO Nº


















Problema 5. Espectrofotómetro. Para calcular A se necesita conocer It (intensidad transmitida por la muestra y que mide el espectrofotómetro) e Ii (intensidad incidente sobre la muestra y que no se puede medir directamente). Existen dos maneras de operar. En un espectrofotómetro de doble haz, se divide el haz incidente en dos, una parte pasa por la muestra y la otra pasa por una cubeta idéntica que solo contiene el solvente y no la muestra. Dos fotodetectores (o el mismo, secuencialmente) registran I1 e I2 para cada longitud de onda. En otros modelos (haz simple ) se registra primero todo el espectro de la intensidad transmitida por la cubeta con el solvente (I1) y después se hace otro registro de todo el espectro con la muestra (I2). Mostrar que en ambos casos A = log(I1/I2).


PROBLEMAS ADICIONALES


Problema 1. Una disolución 4,00104 de X (PM=125) tenía una absorbancia de 0,636 medida en la celda de 1,5 cm a 500nm. a) Calcular la absortividad molar y la absortividad de X a 500nm. b) ¿Qué peso de X está contenido en 400ml de una disolución si la transmitancia porcentual es 34,8% cuando se mide en una celda de 2 cm? c) Una muestra de 0,2g conteniendo aproximadamente 5,0% de X fue disuelta y diluída exactamente a 100ml. ¿Qué dilución de esta solución debería hacerse para obtener una absorbancia de alrededor de 0,5 con una celda de 1,00cm?


Problema 2. Un fotómetro compuesto por un detector fotovoltaico y un microamperímetro fue empleado para medidas de absorción de luz. Cuando un haz de luz que ha pasado a través de una solución coloreada incide sobre la fotocélula se mide una corriente de 14,8µA. El mismo causó una corriente de 43,3µA cuando pasó a través del solvente: a) ¿cuál es el % de T de la solución? b) ¿cuál es la absorbancia? c) ¿cuál hubiera sido la lectura del microamperímetro si la solución coloreada hubiera tenido el doble de concentración? d) ¿cuál hubiera sido la %T si el espesor fuera la mitad?


Problema 3. Un fotómetro con una respuesta lineal a la radiación dio una lectura de 474mV cuando se colocó una disolución coloreada en el paso de luz. Cuando se interpuso el disolvente en el mismo haz la lectura fue de 824 mV. a) Calcular la absorbancia y el porcentaje de transmitancia de la disolución; b) calcular cuál hubiera sido el voltaje leído si la disolución coloreada hubiera tenido la mitad de la concentración; c) cuál hubiera sido la transmitancia porcentual si el camino óptico empleado hubiera sido el doble.



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