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LABORATORIO N° 3: ESPECTROFOTOMETRÍA
Medición de la cantidad de energía radiante que absorbe un sistema químico (o un compuesto) en función de la longitud de onda () de la radiación. Uso de la luz para medir las concentraciones de sustancias químicas
¿QUÉ ES LA ESPECTROFOTOMETRÍA?
Da información de las especies presentes, sus grupos funcionales, estructura
molecular, estructura electrónica, etc. Permite caracterizar y cuantificar
SIN DESTRUIR LA MUESTRA
¿para qué se puede usar en el laboratorio?
LABORATORIO N° 3: ESPECTROFOTOMETRÍA
UV-VIS IR RMN
ESPECTROFOTOMETRÍAS QUE DESARROLLAREMOS EN ESTA ASIGNATURA
Región del espectro Cambio molecular Frecuencia (Hz) Energía, Kcal/mol Longitud de onda, cm Radiofrecuencias Orientación del espin de los núcleos en un campo magnético 106 10 -^7 5 x 10^5 Microondas Rotaciones moleculares 3 x 10^10 3 x 10-^3 Infrarrojo Vibraciones moleculares 1013 a·10^14 5 10 -^4 a 10-^2 (1000 a 10000 nm) Visible Transiciones electrónicas 5 x 10^14 50 4 x 10-^5 a 8 x 10-^5 (400-800 nm) Ultravioleta Transiciones electrónicas 1015 100 2 x 10–^5 a 4 x 10-^5 (200-400 nm)
La radiación UV-Visible puede ser absorbida por un sistema químico, molécula. Cromóforo: es la parte de la molécula responsable de la absorción de luz UV-Vis. En algunas moléculas y átomos, los fotones de luz UV y visible tienen suficiente energía para causar transiciones entre los diferentes niveles. La longitud de onda de la luz absorbida es aquella que tiene la energía requerida para mover un electrón desde un nivel de energía inferior a uno superior. Cuando una molécula interacciona con radiación UV-Visible de una adecuada (cuantizada) se producen transiciones electrónicas , esa RADIACIÓN ES ABSORBIDA POR LA MOLÉCULA. UV-VIS
En algunas moléculas y átomos, los fotones de luz UV y visible tienen suficiente energía para causar transiciones entre los diferentes niveles. La longitud de onda de la luz absorbida es aquella que tiene la energía requerida para mover un electrón desde un nivel de energía inferior a uno superior.
EFECTO DE LA CONJUGACIÓN ELECTRÓNICA
EFECTO DE LOS AUXOCROMOS
AUXOCROMO: es un sustituyente que cuando está unido a un cromóforo, altera su max y su absortividad (normalmente aumentándolos) si el max se desplaza a mayores , se dice que hay un EFECTO BATOCRÓMICO si el max se desplaza a menores , se dice que hay un EFECTO HIPSOCRÓMICO
ASPECTOS CUANTITATIVOS DE LA ESPECTROFOTOMETRÍA DE ABSORCIÓN
A una dada,
T = f(c,b) la T NO ES una función lineal de la c y b, sin embargo su logaritmo sí lo es
Se define Absorbancia (A) como : A = - logT ó A = e b c
La absorbancia es proporcional a la concentración y al paso óptico
(Ley de Lambert-Bouguer-Beer)
Si tenemos en cuenta que T = %T/100, la Absorbancia se puede escribir como:
A = 2 - log (%T)
e = coeficiente de absortividad molar o de extinción, depende de la sustancia en particular y de la
Luego, si A = - logT entonces: 10
= T
la A SI ES una función lineal de la c y b
A: es adimensional. b: paso óptico (cm) e: coeficiente de absortibidad o coeficiente de extinción. Si c = Molar, Coeficiente de Absortibidad Molar (e: M-^1 cm-^1 )
ASPECTOS CUANTITATIVOS DE LA ESPECTROFOTOMETRÍA DE ABSORCIÓN
Espectrofotómetro UV-Vis (^) Esquema de un Espectrofotómetro UV-Vis
LA MEDICIÓN ESPECTROFOTOMÉTRICA UV-Vis 1 - Ajuste de cero de absorbancia (100% T) Solución Blanco: todos los reactivos empleados para preparar la solución del analito, menos el analito con esta solución se ajusta el dispositivo a %T = 100 o A = 0. Este procedimiento se llama CORRECCIÓN DE LINEA BASE O BLANCO Luego se coloca en la cubeta el analito y se procede a registrar su T ó A. 2 - Construcción de la curva espectral La curva espectral (A vs. ) permite establecer si la concentración es adecuada (valor de A = 0,2 - 0,8) Además de conocer las zonas de máxima absorción (máximos de absorción). Es decir cómo varía e en función de Debe medirse la A a cada , en un amplio intervalo de . Luego, se elige una adecuada en una zona donde la A no varíe tanto con la variación de .
LA MEDICIÓN ESPECTROFOTOMÉTRICA UV-Vis 4 - Determinación de la concentración de una muestra problema 3 - Construcción de la curva de calibración o de trabajo La curva de calibración (A vs. c) se construye graficando la A de una serie (al menos 5) de soluciones de c perfectamente conocidas y permite calcular el e a una dada, basándose en datos que caen en la zona de linealidad de la curva. Así, la pendiente en esta zona será e. b
Altera los estados vibracionales de una molécula mediante irradiación
electromagnética
ESPECTROSCOPÍA INFRARROJO
Si presenta enlaces covalentes y se modifica su momento dipolar
cuando son irradiados a ciertas frecuencias, serán IR activos
Conociendo la frecuencia de la radiación IR que una molécula
orgánica absorbe, puede inferirse los tipos de enlace que
presenta
ESPECTROSCOPÍA INFRARROJO
Cada vibración (estiramiento o flexión) de un enlace ocurre a
una frecuencia característica
ESPECTROSCOPÍA INFRARROJO ESPECTROFOTÓMETRO IR Puede usarse IR sobre muestras sólidas, líquidas y gaseosas MUY VERSÁTIL
ESPECTROSCOPÍA INFRARROJO ALGUNAS FRECUENCIAS DE ABSORCIÓN TÍPICAS
