Espectroscopia

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Espectroscopia Ultravioleta y Visible
Analytical Chemistry: An Introduction
Douglas A. Skoog / Donald M. West / F. James Holler

Ciudad Juárez, Chihuahua, México.

1 09 de Diciembre del 2009

Luz Ultravioleta / Visible.

La región visible del espectro electromagnético se extiende de 400 nm a 750 nm, mientras que la región Ultravioleta (UV) abarca de 100 a 400 nm, la porción delespectro UV de mayor utilidad en Química Orgánica es la comprendida en el rango que va de 200 a 400 nm.

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Luz Ultravioleta / Visible.

Violeta: 400-420 nm Indigo: 420-440 nm Azul: 440 -490 nm Verde: 490-570 nm Amarillo: 570-585 nm Naranja: 585-620 nm Rojo: 620-780 nm:
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¿Porqué algunas sustancias se ven coloreadas (eg: clorofila) y otras se ven blancas (aspirina)?

Color y Visión.

Elcolor es el resultado de una Compleja Serie de respuestas fisiológicas y psicológicas a las radiaciones de longitud situadas en el intervalo de 400 – 750 nm. Cuando las radiaciones inciden del intervalo mencionado inciden simultáneamente en la retina, percibimos el color blanco, por el contrario, cuando no llega ninguna radiación, percibimos la sensación de negro u oscuridad. Cuando llega a laretina radiación de un Estrecho rango de Longitud de onda, observamos colores individuales. Nosotros no Observamos el Color Absorbido, sino su Complemento que es Reflejado.

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Ejemplo.

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Mecanismo de Absorción.

Cuando una Molécula Orgánica es irradiada con Ondas Electromagnéticas, la radiación puede ser absorbida por el compuesto o pasar a través de el, según la energía de la radiaciónelectromagnética. Utilizando radiación Ultravioleta, la energía Absorbida por las Moléculas corresponde a la Cantidad Necesaria para Excitar Electrones de un Orbital Molecular a Otro de Mayor Energía.

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Mecanismo de Absorción.

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Mecanismo de Absorción / Transición π a π* .

hν 170nm photon

HOMO πu bonding molecular orbital

LUMO πg antibonding molecular orbital

8 Sistema Conjugado .

Un Sistema Conjugado ocurre en un Compuesto Químico donde los átomos unidos mediante un enlace covalente con enlaces simples y dobles o múltiples alternantes (por ejemplo C=C-C=C-C). En esta región los electrones no pertenecen a un solo enlace o átomo, sino a un Grupo.

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Instrumentación de un Espectrómetro UV-Vis.

Instrumento de Escaneo Monocromador

Filamento deTungsteno (Vis)

slit

Lámpara de Deuterio (UV)

slit

Muestra

Tubo Foto-multiplicador

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Espectro Ultravioleta (UV).

El espectrómetro UV-Vis registra las longitudes de onda donde se registra absorción y cuantifica la absorción
cubeta luz UV DETECTOR muestra (en solución)

El espectro se registra como Absorbancia (A) vs. longitud de onda (λ)
Las bandas del espectro UV sonanchas porque incluyen la estructura fina de transiciones vibracionales y rotacionales de menor energía 11

Espectro Ultravioleta (UV). La solución debe tener una absorbancia A≤ 1

1.0

λmax UV Visible

Asegurar que la solución mantenga la Ley de Beer. Selecciona Solventes que sean transparentes al UV.

Absorbancia

Puedes saber el valor de

ε si conoces la conc. (M)
y el valor de b(cm). Las Bandas UV son mas anchas debido a los niveles de vibración en las moléculas.

0.0 200

400

800
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Longitud de Onda (λ) en Nanometros (nm) λ

Espectro Ultravioleta (UV).

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Análisis Cuantitativo.

Ley de Beer:

Aλmax = ε c l

Aλ max: Absorbancia a la máxima Longitud de Onda

ε: coeficiente de extinción

(l.moles-1.cm-1) (característico de cada sustancia) l:largo del paso de la cuba (cm) c: concentración (moles/l)

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Grupos Cromóforos y Auxocromos.

Antes que se desarrollara la teoría de las Transiciones Electrónicas, se había observado que cierto tipo de estructuras orgánicas tienden a originar color, mientras que otras no lo hacen. Estas estructuras fueron denominadas Grupos Cromóforos, y son grupos insaturados capaces de experimentar...
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