Absorciometria

Bloque Temático 3:
Absorciometría

Contenidos
Fundamentos teóricos. Absorción de la luz. Motivos por los que falla la ley de Beer. El espectrofotómetro. Precauciones. Detalles del procedimiento. Selección de la longitud de onda. Variables que influyen en la absorbancia. Limpieza y manipulación de las cubetas. Determinación de la relación entre la absorbancia y la concentración. Método deadición estándar. Aplicaciones de la absorciometría.

1. Fundamentos teóricos
Los métodos en los que se determina la fracción de radiación absorbida por el componente en estudio a determinar, se denominan absorciométricos. Dentro de estos métodos se encuentra la espectrofotometría de absorción en las zonas ultravioleta y visible del espectro electromagnético (Región UV: 200 a 400 nm; RegiónVisible: 400 a 800 nm).
Cuando sobre una celda de paredes planas, paralelas, que contiene una solución parcialmente transparente, sin material en suspensión, se hace incidir en forma normal (90°) un haz de rayos paralelos de radiación monocromática, se producen fenómenos de reflexión en las interfases y de absorción en las paredes de la celda y solución en estudio (ver Fig. l).
Analizaremosbrevemente lo que ocurre: El haz de rayos paralelos de intensidad Io se refleja en una proporción mínima en la interfase C1, el resto penetra en la pared de la celda donde una fracción despreciable se absorbe. El haz emergente experimenta otra reflexión en la interfase C2 para luego ser absorbido, en parte, por el componente a determinar.
En las interfases C3 y C4 suceden fenómenos análogos a los yaenunciados y por último, emerge el rayo con una intensidad I, que es la que se mide.

Figura 1. Celdas para espectroscopía
Se harán ahora algunas consideraciones con relación a las intensidades de radiación que resultan absorbidas y reflejadas.
a) Las intensidades de radiación reflejadas en cada una de las interfases son iguales para la muestra y los patrones cuando las celdas son delmismo material (igual índice de refracción), y las soluciones lo suficientemente similares, como para que el índice de refracción de la muestra y el patrón sean prácticamente iguales, por lo tanto pueden cancelarse.
b) Las intensidades de la radiación absorbidas por las paredes de las celdas son iguales y por ende compensables cuando las paredes son del mismo material y espesor.
En virtud de lasconsideraciones anteriores, se infiere que la energía de la radiación incidente se distribuye fundamentalmente en dos partes:
1. La energía absorbida por la solución (que será disipada como calor).
2. La energía transmitida, que es la que recibe el ojo humano o el detector y cuya intensidad, a una determinada longitud de onda, está estrechamente vinculada a la concentración de especiesabsorbentes y a la longitud del camino óptico como se verá a continuación.
Lambert en 1760 estableció que la intensidad de radiación transmitida, disminuye con el incremento de la longitud del camino óptico. La ley de Lambert es exacta y aplicable a cualquier medio absorbente (gas, líquido, solución o sólido homogéneo).
En forma análoga Beer, en 1852, estableció que la intensidad de la radiacióntransmitida disminuye con el incremento de la concentración del componente en solución. La combinación de ambas leyes se conoce como Ley de Beer-Lambert, y es la ley fundamental de la absorciometría.

2. ABSORCIÓN DE LA LUZ
Cuando una molécula absorbe un fotón, la energía de la molécula se incrementa. Se dice que la molécula pasa a un estado excitado (Fig. 2). Si una molécula emite un fotón,su energía disminuye. El estado de menor energía de una molécula se llama estado basal o fundamental.
Figura 2. La absorción de luz incrementa la energía de una molécula. La emisión de luz reduce su energía
Cuando una muestra absorbe luz, la potencia radiante del haz de luz disminuye. La potencia radiante, I, se evalúa como energía por segundo por unidad de área del haz de luz. En la Fig. 3...