INTROESPECTROSCOPIA


DEPARTAMENTO DE CIENCIAS & TECNOLOGÍA


Química Inorgánica: LAB


Experimento #7:
Introducción a la Espectroscopía*

◙ Objetivo

En la Parte I de este experimento usted será introducido a los fundamentos de la espectroscopia. Aprenderá primero a como usar apropiadamente el instrumento Spectronic 20™ y entonces usará el equipo para hallar el largo de onda (λ) al cual la absorbancia de luz poruna solución de colorante de alimentos (tintes vegetales) tiene el máximo valor (λmax).

En la Parte II aprenderá como una ley de espectroscopia conocida como la Ley Beer-Lambert, puede er utilizada para determinar la concentración de colorante de alimento en una solución desconocida.

En este alimento usted hará lo siguiente:

1. Aprenderá a utilizar adecuadamente un espectrofotómetro (Parte I)

2.Hallará λmax para dos diferentes soluciones de colorantes. (Parte I)

3. Preparará soluciones de colorantes a varias concentraciones conocidas diluyendo una solución stock. (Parte II)

4. Ajustará el Spectronic 20 al valor de λmax obtenido en la Parte I, y entonces producirá una curva de calibración que relaciona absorbancia con concentración. (Parte II).

5. Utilizará la curva de calibración yel Spectronic 20 para determinar la concentración de un desconocido. (Parte II)

◙ Introducción

La palabra espectroscopia se utiliza para referirnos a un área de la ciencia que trata con absorción, emisión o dispersión de radiación electromagnética por moléculas, iones, átomos o núcleos. Las técnicas espectroscópicas son uno de los métodos analíticos más usados hoy día. Estas técnicas son útilesen determinar ambos: la identidad de una sustancia desconocida y su concentración en solución. Diferentes regiones del espectro electromagnético de radiación tales como el infrarrojo, visible, ultravioleta, o rayos X, pueden ser utilizadas para interaccionar con la materia. EL instrumento Spectronic 20 que usted habrá de utilizar se puede clasificar correctamente como un colorímetro, porque mide laabsorción de luz en el espectro visible que percibimos como color, y la técnica utilizada se conoce como colorimétrica.

Los electrones y los núcleos de los átomos y moléculas pueden existir a solo ciertos niveles específicos de energía; esto es, están cuantitizados. Pueden absorber fotones que tengan solo cierto nivel de energía o largo de onda. Las energías de luz absorbidas por una moléculapueden relacionarse a movimiento molecular. Unos ejemplos se ilustran en la tabla siguiente:

Movimiento
Molecular


Rotación

Vibración

Transiciones de electrones
Radiación Electromagnética Absorbida

Microondas, infrarroja

Infrarroja

Visible, ultravioleta

Energía


Baja

Moderada

Alta


TABLA I

A pesar de que los instrumentos que se utilizan para medir la interacción de varias regiones deradiación electromagnética con la materia difieren en diseño y operación, todos contienen los mismos componentes básicos. Un diagrama esquemático de un simple instrumento que se utiliza para medir la absorción de luz se muestra en la FIGURA 1.


FIGURA 1.


La fuente provee la radiación electromagnética que será absorbida por la muestra. Es usualmente una bombilla o lámpara. El monocromadorselecciona un tipo particular de energía (o largo de onda o color) de luz de la fuente. Un prisma o un filtro coloreado y con rendijas pueden servir como monocromador. Estos separan la luz blanca en los diferentes colores del arcoiris. El detector mide la cantidad de luz que pasa a través de la muestra. Un fototubo (o fotocelda) es usado usualmente como detector. Todos estos componentes trabajanesencialmente basados en el mismo principio: la luz que incide en la superficie del detector causa que corriente fluya en u circuito eléctrico circundante. La cantidad de corriente en el circuito es proporcional a la cantidad de luz que entra al detector.

Todas las partes del instrumento trabajan juntas como sigue: luz de la fuente pasa a través del monocromador produciendo un rayo de una sola...