Estandarización de método espectrofotométrico

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1. INTRODUCCIÓN

La Espectrofotometría es una de las técnicas experimentales más utilizadas para la detección específica de moléculas. Se caracteriza por su precisión, sensibilidad y su aplicabilidad a moléculas de distinta naturaleza (materias primas, principios activos contaminantes, biomoléculas, etc.) y estado de agregación (sólido, líquido, gas). Los fundamentos físico-químicos de la espectrofotometría son relativamente sencillos. Usando esta técnica se puede cuantificar por diferentes metodologías como la curva de calibración, adición patrón y estándar interno entre otras. Se conocen como métodos espectrofotométricos y según sea la radiación utilizada como espectrofotometría de absorción visible (colorimetría), ultravioleta, infrarroja.

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Figura 1. Espectro electromagnético

1. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

La absorción y emisión de luz por parte de las sustancias se origina en la estructura misma de las moléculas y de los átomos.  El tamaño, la forma, la flexibilidad de las moléculas, la distribución de los electrones en átomos y moléculas. La estructura de la sustancia, origina la especificidad en la radiación absorbida o emitida por ellas. Energía de las moléculas:

Etotal = Etranslación + Erotación + Evibración + Eelectrónica

Los movimientos de rotación, vibración y electrónico están sujetos a restricciones cuánticas significativas, o como se dice generalmente están cuantizados. Cuando una molécula absorbe o emite radiación debe variar su energía desde un valor permitido a otro. En espectroscopia se miden las energías de los cuantos que son absorbidos o emitidos por la molécula, a través de sus espectros, y se utiliza la información de los mismos, para deducir las energías permitidas de la molécula y hacer relaciones con la estructura molecular. En los estudios de sistemas moleculares, generalmente se emplea la ecuación de Edwin Schrödinger que permite obtener relaciones entre las propiedades moleculares y las energías que están permitidas para cualquier movimiento particular.

Los instrumentos para realizar medidas de absorción de luz por parte de las especies químicas, constan básicamente de los siguientes componentes:

• La fuente de luz que emite la radiación, que posteriormente interactúa con la muestra. Si irradia  luz  en  un  intervalo  amplio  de  longitudes  de  onda,  recibe  el  nombre  de  fuente continúa. Si irradia luz sólo en ciertas longitudes de onda específicas, recibe el nombre de fuente de líneas.
• Un sistema que permite separar bandas de luz estrechas, ya sea antes o después de la interacción  de  la  luz  con  la  muestra  o  sistema  monocromador,  constituido  por  lentes, espejos, redes de difracción, prismas de refracción, rendijas etc.
• Un compartimento para colocar la muestra en celdas o cubetas adecuadas, dependiendo de la región del espectro utilizada.
• Un  sistema  para  la  detección  de  la  radiación  que  ha  atravesado  la  muestra  o  sistema detector, cuyas características dependen de la zona del espectro utilizada. Si la señal lumínica es transformada en señal eléctrica el sistema recibe el nombre de transductor.
• Sistemas para la amplificación, transformación y comparación de la señal eléctrica para un registro posterior de ella.
• Sistemas de registro de la señal mediante movimiento de agujas o señales digitales o registro gráfico o mediante sistemas computarizados.

Actualmente los sistemas correspondientes a  la  fuente,  monocromador,  celda  y  detector  son llamados módulos característicos ya que su diseño, materiales ópticos y sus características dependen de la región del espectro que se esté utilizando. Los sistemas de amplificación, transformación, comparación de la señal y registro se llaman módulos procesadores y  presentan  características comunes sin importar la zona del espectro utilizado. Dependiendo de la zona del espectro en donde estemos trabajando tenemos diferentes respuestas en %T, Absorbancia de acuerdo a características de estructura, grupos cromóforos entre otras.

1. OBJETIVOS

General:

Elección, elaboración y ejecución de las estrategias lógico-matemáticas y experimentales para determinar la composición cualitativa y cuantitativa de una muestra por medio de la interacción entre la energía radiante y la materia en las diferentes regiones del espectro electromagnético.

Específicos:

• Identificar los componentes que integran un espectrofotómetro y su función correspondiente.
• Familiarizar al estudiante con el adecuado manejo del espectrofotómetro.
• Establecer algunos parámetros de validación y verificación de un espectrofotómetro Genesys y Jenway.

1. MATERIALES Y REACTIVOS

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