Espectrofotometria

Espectrofotometría

5.2. ¿Cual es el principio de funcionamiento del espectrofotómetro?

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 utiliza 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 700 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 400 nm se le conoce también como rango de uvcercano, la espectrofotometría visible solamente usa el rango del campo electromagnético de la luz visible, de 400 a 700 nm.

Además, no está de más mencionar el hecho de que la absorción y trasmitancia de luz depende tanto de la cantidad de la concentración como de la distancia recorrida.

5.3 ¿A que se denomina absorbancia y de que depende?

La absorbancia (A) es un concepto más relacionado con la muestra puesto que nos indica la cantidad de luz absorbida por la misma, y se define como el logaritmo de 1/T, en consecuencia: A = log 1/T = -log T = -log It/ Io.

Cuando la intensidad incidente y transmitida son iguales (Io = It), latransmitancia es del 100% e indica que la muestra no absorbe a unadeterminada longitud de onda, y entonces

A vale log 1 = 0.

El término es frecuentemente intercambiable con densidad óptica, si bien este último se refiere a la absorbancia por unidad de longitud.

Las medidas de absorbancia son frecuentemente usadas en química analítica, ya que la absorbancia es proporcional al grosor de una muestra y la concentración de la sustancia en ésta, en contraste a la transmitancia I / I0, la cual varía exponencialmente con el grosor y la concentración.

Concepto

La espectrometría de absorción molecular se basa en la medida de la transmitancia T o de la absorbancia A de disoluciones que se encuentran en cubetas transparentes que tiene un camino óptico de b cm. Normalmente, la concentración C de un analito absorbente esta relacionada linealmente con la absorbancia.

Un espectrómetro es empleado para medir la cantidad de luz que una muestra absorve. El instrumento opera por el paso de un haz de luz a través de la muestra y mide la atenuación de su intensidad al alcanzar al detector. Este haz de luz se compone de fotones. Cuando el fotón se encuentra con el analito , existe la posibilidad que el fotón sea absorbido por el analito. Esto significa una disminución en el numero de fotones en el haz de luz, así se reduce la intensidad de la radiación Electromagnética inherente.

La absorción lumínica depende de la longitud de onda por eso que la espectrofotometría usa luz monocromática. La luz monocromática es la luz en la cual todos los fotones tienen igual longitud de onda.

Para analizar una muestra se debe determinar la absorbancia. El espectro de absorbancia muestra como la absorbancia de luz depende de la longitud de onda de la luz. El espectro es un gráfico de transmitancia versus longitud de onda y es caracterizada por la longitud de onda (max) a la cual la transmitancia se minimiza. Es posible también medir una espectro usando absorvancia, donde la (max) corresponde a la maximización de la absorbancia.

Espectrofotometría: Se refiere a la medida de cantidades relativas de luz absorbida por una muestra, en función de la longitud de onda.

Las ventajas de la espectrofotometría sobre otros métodos analíticos de laboratorio son varias: es rápida, precisa, versátil, fácil de usar y eficiente en costo. Los espectrofotómetros se han mejorado en precisión y versatilidad en los últimos años con los avances de tecnología, y hoy se consideran indispensables en un laboratorio de química analítica.

Instrumentación para la medición de absorbancias de la luz visible y ultravioleta: espectrofotómetro UV-visible

La medición de absorbancia de la luz por las moléculas se realiza en unosaparatos llamados espectrofotómetros. Aunque pueden variar en diseño, en especial con la incorporación de ordenadores para el análisis de datos, todoslos espectrofotómetros constan, según se indica en la figura, de:

1. Una fuente de energía radiante: lámpara de deuterio y tungsteno.

2. Un monocromador para la selección de radiaciones de una determinada longitud de onda: filtros, prismas, redes de difracción.

3. Un compartimento donde se aloja un recipiente transparente (cubetas otubos) que contenga la muestra Pueden ser de vidrio, cuarzo o plástico transparente. Para medir en UV se deben usar las de cuarzo o sílice fundido, porque el vidrio no transmite la radiación UV.

4. Un detector de luz y un amplificador convertidor de las señales luminosasen señales eléctricas.

5. Un registrador o sistema de lectura de datos.

Desde el punto de vista operativo, el primer paso es seleccionar la fuente de luz y longitud de onda a la que se va a realizar la medida. Hayespectrofotómetros de un solo haz (con una sola celdilla para alojar la cubeta con la muestra) y de doble haz (con dos celdillas para dos cubetas); en nuestro caso se trabajará con los de un solo haz.

Se mide primero la absorbancia del disolvente (conocido como blanco) y alque se le asigna el valor de cero mediante el ajuste del mando, de forma que laintensidad incidente y transmitida sean iguales (Io = It), y por tanto la absorbanciaes cero. A continuación se pone en la celdilla la cubeta

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