Espectrofotometria Uv-Visible

FUNDAMENTO DEL MÉTODO DE ANÁLISIS

ESPECTROFOTOMETRÍA UV-VISIBLE
La espectrofotometría se refiere a los métodos cuantitativos, de análisis químico que utilizan la luz para medir la concentración de las sustancias químicas. Se conocen como métodos espectrofotométricos y según sea la radiación utilizada como espectrofotometría de absorción visible (colorimetría), ultravioleta, infrarroja.
Lafigura muestra un haz de radiación paralela antes y después de que ha pasado a través de una capa de solución que tiene un espesor de b cm y una concentración c de una especie absorbente.
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Como consecuencia de interacciones entre los fotones y las partículas absorbentes, la potencia del haz es atenuada. La transmitancia T de la solución es entonces la fracción de la radiación incidentetransmitida por la solución:
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La transmitancia se expresa a menudo como porcentaje:
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Absorbancia
La absorbancia A de una solución se define mediante la ecuación:
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La mayor parte de los trabajos analíticos se realizan con soluciones de manera que vamos a desarrollarla relación que existe entre la concentración de la solución y su capacidad de absorber radiación. [pic]
AspectosCuantitativos de las Mediciones de Absorción
Ley de Beer
Consideremos un bloque de materia absorbente (sólido, líquido o gas). Un haz de radiación monocromática paralelo con intensidad I0 llega al bloque perpendicular a la superficie; luego pasa a través de la longitud b del material, que contiene n partículas absorbentes (átomos, iones o moléculas), la intensidad del haz disminuye a I comoresultado de la absorción. Consideremos ahora una sección transversal del bloque que tiene un área S (X x Y) y un espesor infinitesimal dx.
Dentro de esta sección hay dn partículas absorbentes; asociada a cada partícula podemos imaginar una superficie en que ocurrirá la captura del fotón. Esto es, si un fotón alcanza una de esas áreas por casualidad, ocurrirá inmediatamente la absorción. El área totalde esas superficies de captura dentro de la sección se designa ds; la relación del área de captura al área total es ds/S.
En un promedio estadístico, esta relación representa la probabilidad para la captura de fotones dentro de la sección.
La intensidad del haz que entra en la sección, Ix es proporcional al número de fotones por cm2 y por segundo, y dIx representa la cantidad removida porsegundo dentro de la sección, la fracción absorbida es entonces -dIx/Ix y esta relación también es la probabilidad promedio por captura. El término tiene signo negativo para indicar que la intensidad del haz disminuye.
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Recordemos que ds es la suma de las áreas de captura para cada partícula dentro de la sección; puede ser por eso proporcional al número de partículas ds = α dn; siendo dn elnúmero de partículas dentro de la sección y α una constante de proporcionalidad, que se puede llamar sección transversal de captura.
Considerando las ecuaciones e integrando de 0 a n

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Queda
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Luego de convertir los logaritmos a base 10 e invirtiendo la fracción para cambiar de signo, se obtiene:
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Siendo n el número total de partículas dentro del bloque.
La sección transversalS se puede expresar en términos del volumen del bloque en cm3 y su longitud b en cm, entonces S = V/b




Sustituyendo en la ecuación anterior, da:
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Se nota que n/V tienes las unidades de concentración (esto es número de partículas por cm3), se puede convertir a moles por litro.
El número de moles es
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y c expresado en mol/l:
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Combinando:
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Finalmente, lasconstantes de esta ecuación se pueden reunir en una única constante: ε

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Absortividad y Absortividad Molar

La absorbancia es directamente proporcional a la longitud del camino b a través de la solución y la concentración c de la especie absorbente. Estas relaciones se dan como:
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Siendo a una constante de proporcionalidad llamada absortividad. La magnitud de a dependerá de las...