Análisis Instrumental: Espectroscopía UV-visible

ANÁLISIS INSTRUMENTAL

REPORTE PRÁCTICA 2:
ESPECTROSCOPÍA DE UV-VISIBLE


INTRODUCCIÓN
El conocimiento de que cada elemento químico posee un espectro de emisión de líneas característica, se
debe a Bunsen y Kirchhoff (1859), quienes pueden ser considerados los fundadores del análisis espectral
y los primeros que construyeron un equipo capaz de ser utilizado prácticamente. Mientras que laEspectroscopía de Emisión Atómica poseía ya a fines del siglo XIX aplicaciones prácticas, en especial para
la determinación de metales en minerales, la Espectroscopía de Absorción Molecular en las regiones
Ultravioleta y Visible sólo alcanzó desarrollo a partir de los años 30 del siglo XX. El desarrollo de sistemas
de detección fotoeléctrica permitió en los años 40 la sustitución de losequipos de detección fotográfica,
poco eficientes, y la generalización de esta técnica espectroscópica.
La radiación electromagnética se puede ordenar en un espectro que se extiende desde ondas de
frecuencias muy elevadas (longitudes de onda pequeñas: rayos gamma) hasta frecuencias muy bajas
(longitudes de onda altas: ondas de radio). La luz UV-visible es sólo una pequeña parte del espectroelectromagnético visible (780-380nm).

Esta radiación puede ser emitida por sustancias bajo condiciones de gran excitación, como por ejemplo,
altas temperaturas o descargas eléctricas. La radiación electromagnética al incidir sobre la materia
puede sufrir los siguientes procesos:

1. Absorción
2. Transmisión
3. Reflexión
4. Refracción
5. Dispersión

Espectroscopía UV-Visible
Para que laradiación electromagnética incidente interaccione con la materia, tiene que tener una λ del
mismo tamaño o menor que las dimensiones del cuerpo irradiado. Es por ello que la radiación de la

región del ultravioleta (≈1-400 nm) nos permite obtener información de las transiciones electrónicas de
las moléculas.
La espectroscopia UV-Visible se basa en el análisis de la cantidad de radiaciónelectromagnética (en el
rango de longitudes de onda del ultravioleta y visible) que puede absorber o transmitir una muestra en
función de la cantidad de sustancia presente.
Todas las técnicas de absorción suponen que cuando una radiación incide sobre una muestra se produce
una absorción parcial de esta radiación, lo que hace que se produzca una transición entre los niveles
energéticos de lasustancia: átomo, molécula o ión, X, pasando esta al estado excitado, X*, el resto de
radiación es transmitida. Así analizando una u otra podemos relacionar la cantidad de especie activa
presente en la muestra.

∆𝐄𝐄 = 𝐄𝐄 𝐟𝐟 − 𝐄𝐄 𝟎𝟎 = 𝐡𝐡𝐡𝐡

ΔE es característico de cada sustancia, lo que nos proporciona un análisis cualitativo de un analito en
una muestra. Además la cantidad de E absorbida otransmitida es proporcional a la concentración de X
con lo que también podemos hacer un análisis cuantitativo.
La proporcionalidad ente intensidad de luz absorbida o transmitida y la concentración de analito viene
definida por la ley de Lambert-Beer.

Ley de Lambert-Beer
Es el resumen de dos leyes que nos permiten relacionar la fracción de radiación absorbida con la
concentración del analito y elespesor del medio. Se cumple para cualquier proceso de absorción en
cualquier zona del espectro y se basa en que cada unidad de longitud a través de la cual pasa la
radiación absorbe la misma fracción de radiación.
Si tenemos un haz de luz monocromática, “I0”, que pasa a través de un material de espesor, “l”, la
disminución de la intensidad de luz transmitida, “It”, será proporcional al caminorecorrido y a la
concentración de la sustancia absorbente, “c”.

𝑰𝑰 = 𝑰𝑰 𝟎𝟎 𝒆𝒆−𝛆𝛆𝒍𝒍

El factor de proporcionalidad, “ε”, se denomina absortividad molar y está relacionado con la
probabilidad de absorción de radiación por parte de la sustancia en análisis.

𝑰𝑰 𝟎𝟎
= 𝛆𝛆𝒍𝒍 𝒍𝒍
𝑰𝑰

Tomando logaritmos y reorganizando la ecuación tenemos:

𝐥𝐥 𝐥𝐥 𝐥𝐥

donde “log I0/I” se denomina...