espectrofotometria

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 útiles en 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.

Los electrones y los núcleos de los átomos y moléculas pueden existir a solo ciertos niveles específicos de energía. Pueden absorber fotones que tengan solo cierto nivel de energía o largo de onda. Las energías deluz absorbidas por una molécula pueden 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


A pesar de que los instrumentos que seutilizan para medir la interacción de varias regiones de radiación 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. Componentes básicos de un espectrofotómetro
La fuente provee la radiación electromagnéticaque será absorbida por la muestra. Es usualmente una bombilla o lámpara. El monocromador selecciona 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 arco iris. El detector mide la cantidad de luz que pasa a través de la muestra. Unfototubo (o fotocelda) es usado usualmente como detector. Todos estos componentes trabajan esencialmente 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 comosigue: luz de la fuente pasa a través del monocromador produciendo un rayo de una sola energía o de una estrecha banda de energías. La intensidad de este rayo, I0, es medida por el detector. La muestra es colocada entonces entre el monocromador y el detector. Si algo de la luz incidente es absorbida por la muestra, la intensidad del haz de luz que llegue al detector, I, será menor a I0. Eldetector compara las dos intensidades y muestra el resultado como porcentaje de transmitancia (%T) o absorbancia (A).

La fórmula para calcular el %T es:

% T = I/Io ×100

En la que Io es la luz que incide sobre el tubo de lectura (luz total) y l es la luz que sale del tubo de lectura.

Las mediciones en %T tienen el problema que no hay no hay relación proporcional directa entre el %T y laconcentración del sustrato en na solución, obteniéndose una curva no lineal.

La fracción de I0 que pasa a través de la muestra se llama transmitancia.



Si el monocromador es un prisma, todas las energías (o largos de onda) están disponibles y se pueden variar a voluntad.

Las moléculas no absorben todos los largos de onda de igual modo. Considere un objeto con color. La visión humana en lainterpretación cerebral de los fotones de la radiación electromagnética en el rango visual (luminoso, luz) que entra al ojo. Si todas las energías (o largos de onda, colores) se mezclan, estos se perciben como luz blanca. Si no hay fotones entrando al ojo, “vemos”luz negra. Un color solamente es percibido si solo fotones de una energía (luz de un solo color, luz monocromática) entra al ojo o si...