Espectrofotometria


Objetivos


Adquirir la manipulación básica en espectrofotometría de absorción visible.
Obtener un espectro de absorción a través de un desarrollo de color.
Construir una curva de calibración.
Realizar una determinación cuantitativa de una especie química con desarrollo de color a través de este método.


Marco Teórico


La espectrometría de absorción molecular se basa en lamedida de la transmitancia T o de la absorbancia A de disoluciones que se encuentran en cubetas transparentes que tiene un camino óptico de b cm.
Generalmente, la concentración C de un analito absorbente esta relacionada linealmente con la absorbancia.
Un espectrómetro es empleado para medir la cantidad de luz que una muestra absorbe.
La absorción lumínica depende de la longitud de onda. Es poreso que la espectrofotometría usa luz monocromática. La luz monocromática es la luz en la cual todos los fotones tienen igual longitud de onda.
Para analizar una muestra se debe determinar la absorbancia.
Espectrofotometría: Se refiere a la medida de cantidades relativas de luz absorbida por una muestra, en función de la longitud de onda.
Longitud de onda (λ): es la distancia entre lascrestas de dos ondas.
Unidades: nm (nanómetro) 1 nm= 10-9 metros.
Frecuencia (ν): número de oscilaciones completas de una onda en un segundo.
Unidades: s-1
1 MHz = 106 Hz = 106 s-1
Relación entre frecuencia y longitud de onda:
c = λ . ν donde c = velocidad de la luz en el vacíoλ = longitud de onda
c = 2,998 x 108 m/s ν = frecuencia

Desde el punto de vista energético, concebimos a la luz como partículas llamadas fotones.
Relacion entre la energia y la frecuencia:
E = hν h, constante de Planck 6,626 x 10-34 J.s

E =

Absorción de Luz

Cuando una molecula absorbe unfoton aumenta la energia de las moleculas.
Las sustancias coloreadas absorben luz con una cantidad de energia = h.ν, por lo cual algunos electrones pasan a un nivel de energia mayor.
El color observado es el complementario del color absorbido.


Transmitancia: es la fracción de radiación incidente transmitida por el medio.
T = P/P0 donde: P0 es la potencia de la luz incidente enla cubeta con la muestra
P es la potencia de la luz que atraviesa la muestra.

Absorbancia: es una medida de la energía lumínica que la muestra absorbe.
La absorbancia A de una medio se define por la ecuación:
A = −log (T) = −log (P0/P)
La ley de Lambert-Beer relaciona la Absorbancia con la concentración de la sustancia queabsorbe en la muestra.

Ley de Lambert-Beer

La absorbancia es proporcional a la concentración de sustancia (C) y al espesor de la cubeta (b) o camino óptico.
La absortividad Molar (ε) es característica de cada sustancia y de cada longitud de onda.

Aλ = ελ . b . C

Se cumple para radiación monocromática y soluciones diluidas (rango de linealidad).
Para otras condiciones se producendesviaciones de la ley.
La absorbancia es adimensional, no tiene unidades.
C, concentración en Molaridad.
Ε, absortividad molar, M-1 cm-1.
B, camino óptico, en cm.

Espectros de Absorción

Para una solución se varía λ y se grafica la absorbancia vs. longitud de onda, dejando constante la concentración.
Para compuestos en solución se obtienen espectros continuos.
Se buscan los máximos deabsorbancia.
Las mediciones se hacen en la zona de longitudes de onda donde se espera que absorba la sustancia problema.
Si se trata de sustancias coloreadas, las mediciones se realizan en la zona visible del espectro electromagnético (380 a 800 nm).
En el caso de sustancias no coloreadas, las mediciones se realizan en la región ultravioleta del espectro electromagnético (200 a 380 nm).

Curva de...