Principios de análisis instrumental

Velocidad inicial, d[P] dt d[P] k? 1 / -- = -- [E]o[S]o / dt Km Región analítica para sustratos })) 14G Estudios espectrofotométricos de iones complejos 339 Región analítica para enzimas Concentración de sustrato FIGURA 14.14 Gráfica de la velocidad inicial de la formación del producto en función de la concentración del sustrato, en la que se muestran las partes de la curva útiles para la deter– minación del sustrato y la enzima. y los reactivos en corrientes que fluyen y luego se detiene el flujo con la mezcla de reacción que está en la celda de flujo espectro– fotométrica. En el caso de reacciones con vidas medias menores a 10 s, es popular la técnica de mezclado de flujo detenido; en esta técnica, las corrientes de reactivo y muestra se mezclan con rapidez y el flujo de disolución mezclada se detiene de manera repentina. El avance de la reacción se vigila entonces en un lugar ligeramente corriente abajo respecto al punto en donde se hizo la mezcla. El aparato que se ilustra en la figura 14.15 se diseñó para efectuar mezclas con flujo detenido y para facilitar las mediciones en una escala de tiempo de milisegundos. 14F.3 Tipos de métodos cinéticos Los métodos cinéticos se pueden clasificar de acuerdo como se efectúen las mediciones. 22 Con los métodos diferenciales se calcula la velocidad de reacción y se le relaciona con la concentración del analito. Las velocidades se determinan a partir de la pendiente de la curva de absorbancia contra tiempo. En el caso de los métodos con integrales, es utilizada una forma integrada de la ecuación de la velocidad y se determina la concentración del analito a partir de los cambios de absorbancia que se producen en varios tiempos. Los métodos de ajuste de curvas adecuan un modelo matemático a la curva de absorbancia contra tiempo y calculan los parámetros del modelo sin olvidar la concentración del analito. Los métodos más complejos utilizan parámetros del modelo para determinar el valor del equilibrio o la respuesta de estado estable. Estos métodos son capaces de proporcionar compensación de los errores, porque la posición de equilibrio es menos sensible a variables experimen– tales como temperatura, pH y concentraciones de los reactivos. En estos procedimientos, para predecir la absorbancia de equili- 22 Para una revisión de los métodos cinéticos resueltos mediante hojas de cálculo refiérase a S. R. Crouch y F.). Holler, Applicatio11s ofMicrosoft" Excel i11 Analytical Cl!emistry, 3a. ed., cap. 13, Belmont, CA: Cengage Learning, 2017. brio a partir de datos obtenidos durante el régimen cinético de la curva absorbancia contra tiempo, la absorbancia de equ ilibrio se relaciona luego con la concentración del analito en la manera acostumbrada. 14G ESTUDIOS ESPECTROFOTOMÉTRICOS DE IONES COMPLEJOS La espectrofotometría es una herramienta valiosa para descubrir la composición de iones complejos en disolución y para deter– minar sus constantes de formación (valores K¡). Las mediciones cuantitativas de absorción son muy útiles para estudiar la for– mación de complejos porque se pueden efectuar sin trastocar los equilibrios que están en estudio. Aunque muchos estudios espec– trofotométricos de complejos requieren sistemas en los cuales un reactivo o producto absorba radiación, también pueden estu– diarse con resultados satisfactorios los sistemas no absorbentes. Por ejemplo, la composición y la constante de formación de un complejo de hierro(II) y un ligando no absorbente pueden deter– minarse al medir los decrementos de la absorbancia que ocurren cuando las soluciones del complejo de hierro(II) absorbente de 1,10-fenantrolina se mezclan con varias cantidades del ligando no absorbente. El buen éxito de este procedimiento depende de los valores bien conocidos de la constante de formación (Kr = 2 X 10 21 ) y la composición del complejo de hierro(II) de 1,10-fenan– trolina (3:1). Las técnicas más comunes que se utilizan para los estu– dios complejo-ion son: 1) método de las variaciones continuas, 2) método de la relación molar, 3) método de la relación de pendien– tes y 4) métodos de ajuste de curvas con ayuda de computadora. 14G.1 Método de Las variaciones continuas En este método, las disoluciones del catión y del ligando con concentraciones analíti cas idénticas se mezclan de tal manera