Espectrofotometría

21,968 views
21,542 views

Published on

Espectrofotometría, Absorbancia, Transmitancia, Ley de Beer, Longitud de Onda, Celdas, Monocromador, Concentración, Curva de calibración, Química Analítica

Published in: Education
2 Comments
30 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
21,968
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
7
Actions
Shares
0
Downloads
27
Comments
2
Likes
30
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Espectrofotometría

  1. 1. Espectrofotometría Ultravioleta / Visible I.Q. Manuel Arturo Caballero Rdz. Campus Monterrey Norte Universidad del Valle de México Escuela de Ciencias de la Salud Químico Farmaco Biotecnólogo Química Analítica I
  2. 2. Medición de la “luz” Los métodos de análisis que se basan en la medición de luz y otras formas de radiación electromagnética son los que más se utilizan en la química analítica.
  3. 3. Radiación electromagnética Es una forma de energía que se trasmite por el espacio a velocidades muy altas. A la radiación electromagnética de la región UV/visible y en ocasiones a la del IR, la llamamos luz, este término se considera adecuado solo a la radiación visible.
  4. 4. Radiación electromagnética Regiones bien conocidas del espectro electromagnético: - Rayos gamma (ƴ ) - Rayos X - Radiación UV - Visible - Rayos infrarrojos (IR) - Microondas - Radiofrecuencia (RF)
  5. 5. Regiones del Espectro Electromagnético Abarca un intervalo tan grande de longitud de onda, de frecuencia y de energía que necesita una escala logarítmica.
  6. 6. Radiación electromagnética La radiación electromagnética puede describirse como una onda que tiene propiedades de longitud de onda, frecuencia, velocidad y amplitud. Las ondas luminosas no necesitan de un medio para trasmitirse y por tanto se propagan fácilmente en el vacío (más rápido que el sonido). El modelo ondulatorio no explica satisfactoriamente los procesos asociados con la absorción y la emisión de la energía radiante.
  7. 7. Radiación electromagnética Para entender la transmisión de energía, es más conveniente considerar a la radiación electromagnética como ondas de partículas o paquetes discretos de energía llamados fotones o cuantos. Fotón: Partícula de luz que transporta una cantidad de energía igual a hv.
  8. 8. Radiación electromagnética Representación de un haz de radiación de una sola frecuencia. Se aprecian su campo eléctrico y en un plano perpendicular a él su campo magnético.
  9. 9. Radiación electromagnética En la siguiente figura se muestra únicamente la oscilación del campo eléctrico. Se aprecian algunas propiedades de las ondas como amplitud y longitud de onda.
  10. 10. Radiación electromagnética El período p de la onda es el tiempo necesario para el paso de los sucesivos máximos ó mínimos por un punto fijo en el espacio. En cuanto a la frecuencia Ʋ es el número de oscilaciones del vector del campo por unidad de tiempo y es igual a 1/ p.
  11. 11. Métodos Ópticos Métodos que miden la radiación electromagnética que emana de la materia o que interacciona con ella. Los hay: • Espectroscópicos (fenómeno energético) • No Espectroscópicos (fenómeno ondulatorio)
  12. 12. Métodos Espectroscópicos Miden la cantidad de radiación producida o absorbida por las especies atómicas o moleculares que se analizan (energía). Clasificación: • Absorción • Emisión • Dispersión
  13. 13. Métodos Espectroscópicos • Absorción: La muestra se somete a una radiación y se determina la fracción de radiación absorbida. • Emisión: La muestra se expone a una fuente que hace aumentar su contenido energético en el estado de alta energía (excitado) y parte de la energía en exceso se pierde en forma de radiación. • Dispersión: Se mide la fracción transmitida en todas las direcciones a partir de la trayectoria inicial.
  14. 14. Métodos No Espectroscópicos Se basan en interacción entre la radiación electromagnética y la materia cuando la radiación es considerada únicamente como una onda. Refracción Refractometría Interferometría Polarimetría Nefelometría TurbidimetríaDispersión Difracción De Rayos X Propiedades ondulatorias
  15. 15. Métodos Ópticos
  16. 16. Métodos Espectroscópicos Dan lugar a la obtención de un espectro característico de los constituyentes de la muestra producido como resultado de la excitación de átomos/moléculas con energía térmica, radiación electromagnética o choques con partículas (electrones, iones o neutrones).
  17. 17. Métodos Espectroscópicos FUENTES DE EXCITACIÓN Energía Térmica Energía Electromagnética Choques con partículas Campos magnéticos MUESTRA A ANALIZAR MEDIDA DE FOTONES ELECTRONES IONES Espectrometría óptica Espectrometría de electrones Espectrometría de masas
  18. 18. Tipos de espectroscopia Intervalo habitual de longitudes de onda Tipo de transición cuántica Emisión de rayos gamma 0.005 – 1.4 Ǻ Nuclear Absorción y emisión de rayos X 0.1 – 100 Ǻ Electrones internos Absorción UV de vacío 10 – 180 nm Electrones de valencia Absorción y emisión ultravioleta-visible 180 – 780 nm Electrones de valencia Absorción infrarroja Dispersión Raman 0.78- 300 μm Vibración de moléculas Absorción de microondas 0.75 – 3.75 mm Rotación de moléculas Resonancia de espín electrónico 3 cm Espín de los electrones en un campo magnético Resonancia magnética nuclear 0.6 – 10 m Espín de los núcleos en un campo magnético Métodos Espectroscópicos Basados en la medida de la radiación electromagnética
  19. 19. METODOS ESPECTROSCOPICOS DE ABSORCION Absorbancia: Atenuación de los fotones a medida que atraviesan una muestra. Espectro de absorbancia: Gráfica de la absorbancia de la radiación electromagnética producida por la muestra en función de la longitud de onda. Emisión: Liberación de un fotón cuando un analito recupera su estado de menor energía desde un estado de mayor energía.
  20. 20. METODOS ESPECTROSCOPICOS DE ABSORCION - La absorción de radiación es un proceso en el que la energía electromagnética se transfiere a los átomos, iones o moléculas que componen la muestra. - La absorción provoca que estas partículas pasen de su estado normal a temperatura ambiente a uno o más estados excitados de energía superior. Conceptos importantes en la absorción: Los métodos cuantitativos basados en la absorción requieren dos medidas de potencia: * una, antes de que el haz haya pasado a través del medio que contiene la muestra (P0), y * otra, después (P). La transmitancia y la absorbancia son dos términos que se utilizan ampliamente en la espectrometría de absorción y se relacionan por la razón de P0 y P. *TRANSMITANCIA *ABSORBANCIA T = P/P0 A = -log P/P0 %T = (P/ P0)x100 A = ε b C A = log P0/P
  21. 21. P : intensidad (potencia) de la radiación transmitida P0 : intensidad (potencia) de la radiación incidente c : concentración molar de la sustancia absorbente ε: absortividad molar (M-1cm-1) b : espesor de la sustancia atravesada Al contrario que con la transmitancia, la absorbancia de un medio aumenta cuando la atenuación del haz se hace mayor. Todo lo anterior se fundamenta en la siguiente ley: Ley de Beer: Cuando un rayo de luz monocromática pasa a través de un medio absorbente, su intensidad disminuye exponencialmente a medida que aumenta la concentración de la sustancia absorbente en el medio, esto es: log P0 /P = ε ·b·C
  22. 22. ESPECTROFOTOMETRO UV-VISIBLE
  23. 23. ESPECTROFOTOMETRO UV-VISIBLE Este tipo de análisis fotométrico se realiza sobre numerosas especies químicas tanto orgánicas como inorgánicas. Las consideraciones a tener en cuenta antes de su realización son las siguientes:  Selección de la longitud de onda: se necesita una longitud de onda que produzca un pico de absorción para obtener así la máxima sensibilidad. Esta longitud de onda dependerá de las condiciones de la muestra (pH, temperatura y concentración).  Limpieza y manipulación de las cubetas (celdas): se requieren celdas calibradas y de buena calidad, para que la desviación del haz de luz y la absorbancia se realice de forma correcta. Hay que evitar ralladuras, huellas dactilares, etc.  Determinación de la relación entre absorbancia y concentración: mediante la toma de alícuotas de una sustancia patrón que vayan aumentando de concentración progresivamente y midiendo su absorbancia a una misma longitud de onda.
  24. 24. Componentes de un espectrofotómetro: Los instrumentos incluyen cinco componentes: - Fuente estable de energía radiante - Recipiente transparente para contener la muestra. - Dispositivo que aísla una región restringida del espectro para la medida. - Detector de radiación que convierte la energía radiante en una señal utilizable (generalmente eléctrica). - Sistema de procesamiento y lectura de la señal (la señal detectada se visualiza en escala de medida, pantalla, medidor digital, registrador). Fuente Monocromado r Celdas Detector
  25. 25.  Proceso de lectura de muestras: - Seleccionar la longitud de onda. - Se lee un blanco contenido en una celda calibrada, esto se realiza para establecer el cero de absorbancia. - La muestra se introduce en la cubeta calibrada. - El aparato procede a la lectura de la absorbancia. - La potencia de la fuente y del detector deben ser constantes durante el periodo de la valoración.
  26. 26. Las cubetas o celdas se construyen de materiales transparentes a las radiaciones UV/Vis tales como el cuarzo, vidrio o plástico. Cuando se trabaja con longitudes de onda inferiores a 300 nm, las cubetas han de ser de cuarzo o silicio fundido, ya que las demás ejercen una absorción importante. Las cubetas de mayor calidad se fabrican con una forma rectangular, de forma que la radiación golpee la célula formando un ángulo de 90° para que las pérdidas por reflexión sean mínimas. Los tubos de ensayo cilíndricos llegan a usarse en ocasiones en instrumentos de haz simple.
  27. 27. TIPOS DE APARATOS

×