Espectroscopía De Absorción Molecular-Practicos De Laboratorio

Química Analítica

Absorción molecular

Año 2011

Práctico de Laboratorio Nº 5 MÉTODOS ÓPTICOS: ABSORCIÓN MOLECULAR
INTRODUCCIÓN Se puede concebir a la luz como ondas cuya longitud de onda () y frecuencia () cumplen con la importante relación =c, donde c es la velocidad de la luz. Alternativamente se la puede concebir como fotones, cuya energía (E) viene dada por E=h= hc/, donde h esla constante de Planck (=6,626×10-34 J.s). Cuando una molécula absorbe un fotón, su energía aumenta. Se dice que la molécula ha pasado a un estado excitado. El estado de mínima energía de una molécula se denomina estado fundamental. El tipo de transición que ocurre en la molécula depende de la energía de la radiación, así por ejemplo la radiación infrarroja (IR) estimula el movimiento vibracionalde las moléculas cuando absorben esa radiación, y las radiaciones visible y ultravioleta (UV) hacen que los electrones pasen a orbitales de mayor energía. Los rayos X y la radiación UV lejano son capaces de romper enlaces químicos y ionizar moléculas. El método de absorción molecular se basa en la disminución de la potencia de un haz de radiación electromagnética al interactuar con el analito. Sedefine potencia como la energía del haz que llega por segundo a un área dada. La potencia de un haz colimado de radiación monocromática disminuye de I0 a I1 luego de atravesar una solución de camino óptico b y concentración C.

C b

Se define la transmitancia de una solución como la fracción de radiación trasmitida (T = I1/I0) y puede tener valores de 0 a 1. El porcentaje de transmitancia essimplemente 100T y puede valer desde 0 a 100%. De acuerdo con la ley de Lambert-Beer, la transmitancia está relacionada con la longitud de paso óptico b (en cm) a través de la solución y la concentración C (M) del soluto absorbente de la solución en la siguiente forma:

siendo  la absortividad molar (o coeficiente de exctinción molar), característica de la especie absorbente y la longitud deonda de la luz. Tiene unidades de M-1cm-1 y así la absorbancia es adimensional. Al término -log (I1/I0) se lo denomina Absorbancia, entonces: A = bC

Lic. Ricardo A. Mignone

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La expresión anterior, es la forma más conveniente de la ley de Lambert-Beer para fines analíticos, pues la absorbancia es directamente proporcional a laconcentración del analito absorbente de interés, cuando la absortividad y el camino óptico se mantienen constantes. En el proceso de una determinación fotométrica, uno de los aspectos más importantes es la selección de la longitud de onda apropiada para las mediciones de absorbancias. Esta selección se realiza sobre una curva obtenida con la absorbancia de una solución del analito investigado, obtenidaa varías longitudes de onda, es decir una curva de la A (ordenadas) en función de  (abcisas). La gráfica así obtenida se designa como el espectro de absorción del compuesto. Si se desea obtener alta sensibilidad es preciso elegir una longitud de onda para la cual el valor de la absorbancia sea alto. La ley de Lambert-Beer solo aplica a radiación monocromática (una sola longitud de onda) queatraviesa una solución diluida, cuando la especie absorbente no participa en un equilibrio que depende de su concentración. La ley de Lambert-Beer es válida sólo para luz monocromática, un requisito que se alcanza difícilmente en la práctica. Es así que se trabaja con filtros o monocromadores para obtener una banda estrecha de longitud de onda, que además deberá corresponder a una zona de pocapendiente en la curva espectral, se tiene entonces una monocromacidad aceptable. Una técnica experimental de amplia difusión en espectrofotometría visible es el uso de una curva de calibrado. Se la obtiene midiendo la absorbancia de distintas soluciones del analito de interés en concentraciones conocidas y distintas, y graficando la absorbancia en función de estas con concentraciones. A continuación se...