Tecnica, Espectrofotometria, Apuntes de Química

¡Descarga Tecnica, Espectrofotometria y más Apuntes en PDF de Química solo en Docsity!

Espectrofotometría

Principios, Componentes,

Cuidados, Control de

Calidad y Mantenimiento

Espectrofotometría

Término que se refiere al uso de la Radicación Electromagnética (REM) para medir las concentraciones de una sustancia.

Antecedentes teóricos

• Todo átomo y molécula es capaz de absorber

energía (bajo ciertas limitaciones).

• La energía puede proporcionarse en forma de

REM, “luz”.

• El tipo y la cantidad de REM absorbida por una

molécula esta relacionada con su estructura.

• Así mismo la cantidad de REM absorbida está

relacionada con el número de moléculas que

interaccionan con ella.

Antecedentes teóricos

• De la REM sólo se trabaja para la espectrofotometría

en química clínica con la ultravioleta y la visible.

Antecedentes teóricos

• La radicación electromagnética tiene un comportamiento dual, es decir, como onda y como partícula.
• Como onda se sabe que presenta la propiedades de reflexión, refracción y difracción, esta última explica la descomposición de la luz en los diferentes colores.

Radiación electromagnética, de luz polarizada en un plano y que se propaga a lo largo del eje de lasx

Espectro de luz visible

Antecedentes teóricos

• La REM se desplaza describiendo una onda, mientras más pequeña es la longitud de onda (λ) mayor energía posee y viceversa.
• La longitud de onda (λ) es la distancia lineal desde cualquier punto de una onda hasta el punto correspondiente de la onda adyacente y se mide comúnmente en nm.
• La frecuencia ( ν ) es el número de ondas que pasan por un punto dado en una unidad de tiempo, es decir, en s-^1 = hertz (Hz). Longitud deonda grande

Longitud deonda pequeña

BajaFrecuencia

Alta frecuencia

Antecedentes teóricos

• Como partícula (fotón) permite explicar el proceso energético de la REM.
• E = hν donde E = energía y h = constante de Planck (= 6,626 0755 X 10-^34 Js).
• Sustituyendo ν de , en E = h ν.
• Nos queda que , que recibe el nombre de número de onda.

λ

c ν 

o E hcν λ

E ^ hc 

ν ^1

• Todas las moléculas poseen energía la cual es debida a: a) La translación. b) La vibración de sus constituyentes (átomos). c) Rotación y. d) Su configuración electrónica.
• Dando como resultado que la energía total sea igual a la suma de cada una de las anteriores.
• Por lo que la mecánica cuántica nos índica que la molécula sólo puede adoptar ciertos valores de energía y que ésta se encuentra cuantizada y es diferente para cada compuesto.

Antecedentes teóricos

Fundamento

• Cuando una muestra absorbe fotones, la potencia del haz disminuye (P ≤ P 0 ) donde P 0 es la que sale del monocromador.
• La ley que explica la relación entre la absorción y la concentración de una sustancia es conocida comúnmente como ley de Beer o Lambert-Beer.
• Si T es la transmitancia, es decir la radiación que pasa altraves del cuerpo entonces T=P/P 0 por lo que T solo puede tener valores que van desde cero hasta uno.

Fundamento

• Como normalmente se trabaja con %T entonces tenemos que lo que nos da como resultado la ecuación más conocida para la relación de la absorbancia, esta es:
• Cuando no se absorbe luz P=P 0 A = 0.
• Si se absorbe el 90% de la luz, 10% es lo que se transmite, es decir, P=1/P 0 dando un valor de A = 1.
• Al absorberse el 99% de la luz, es decir, se transite el 1% A = 2.

100

100 P %T P 0

 

A  2 log%T

Limitaciones a la ley de Lambert-Beer

• La relación directa entre A y c si presenta desviaciones a la linealidad medidas a una misma longitud de trayectoria del haz.
• Por lo que la ley sólo se cumple con disoluciones verdaderas y a concentraciones ≤ 0.01M o F. Puesto que en toda solución concentrada las moléculas del soluto interaccionan entre sí por su proximidad: Lo cual hace probablemente que cambien las propiedades eléctricas de las moléculas, causando también una modificación en las propiedades ópticas de éstas.

• Desviaciones químicas. Debidas a la asociación, disociación o reacción de las sustancia problema con el disolvente. V. g. soluciones mal amortiguadas, lo cual cambia la concentración y la desviación es más aparente que real, por modificación de los equilibrios químicos.

Limitaciones a la ley de Lambert-Beer (continuación)

19

Sus partes

a. Lámpara: La tungsteno es una magnifica fuente de radiación en el intervalo de los 380 - 780 nm y opera a T de 2 870 K. Las más empleadas en química clínica son las de yoduro de tungsteno que tiene una vida útil de 2 a 3 000 h. por debajo de los 360 nm es conveniente utilizar una lámpara de arco de deuterio la cual emite una radiación en el intervalo de 180 - 400 nm. Menos frecuentes son las lámparas de hidrogeno con intervalos de 150 – 350 siendo parecidos a los de deuterio. Las de mercurio presentan el inconveniente de proporcionar sólo espectros discontinuos de 313, 365, 405, 436 “y” 546 nm.

a b^ c^ d e f g

Sus partes

• b, c y d son los componentes del monocromador.

b. La rendija de entrada reduce al máximo la luz difusa y evita que la luz dispersa penetre al dispersor, éste solo lo puede hacer con un mínimo de luz directa.

c. Dispersor de luz (selector de longitud de onda, o monocromador propiamente dicho). Pueden ser prismas o rejillas de difracción.

b c (^) d