Espectroscopia UV VIS

Caracterización de Materiales y defectos

Espectroscopía UV-VIS

1.- Espectroscopía UV-Vis
1.1.- Interacción de la luz con la materia

Figura tomada de:
-ALBELLA, J.M.; CINTAS, A.M.; MIRANDA,
T. y SERRATOSA, J.M.: "Introducción a la
ciencia de materiales". C.S.I.C., 1993.

Reflexión.- Reflectancia = R= IR/I0
Absorción.- Transmitancia = T= IT/I0
Absorbancia = - Log T = Log I0/IT
LuminiscenciaDispersión o esparcimiento

Tipo de cubetas: Cuarzo y PMMA
Fco. Javier González Benito

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Espectroscopía UV-VIS

1.2.- Medición de la Transmitancia y/o Absorbancia
Tipo de cubetas: Cuarzo y PMMA
Obtención de Línea base:
- Ajuste al 0% de T (o de corriente oscura)
- Ajuste al 100% de T

Fco. Javier González Benito

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1.3.- Ley de Beer

S

I0

I

dx

l
En el elemento dx: I = I0 - dI
Fracción de intensidad que se pierde = -dI/I = A·dx = α·c·dx (A es constante)
Para una muestra de longitud l (paso óptico):

−∫

I

I0

l
dI
= α ·c ∫ dx
0
I

I = I 0 ·exp(−α ·c·l )
I = I 0 ·10

−ε · c ·l
Fco. Javier González Benito

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Espectroscopía UV-VIS

1.2.- Ley deBeer

I = I 0 ·exp(−α ·c·l )
I = I 0 ·10 −ε ·c·l
ε(λ) = coeficiente de absorción o extinción molar
Intensidad absorbida = I0 - I

%Transmitancia = %T =

I
×100 = 100 ×10 −ε ·c ·l
I0

Absorbancia = − log T = ε ·c·l

Fco. Javier González Benito

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Espectroscopía UV-VIS

1.2.1.- Aplicación de la ley de Beer a mezclas
Atotal = A1 + A2 + A3 + … = ε1·b·c1 + ε2·b·c2+ ε3·b·c3 + …
1.2.2.- Limitaciones a la aplicabilidad de la ley de Beer
a) Limitaciones propias de la ley de Beer
•Disoluciones diluidas. Se precisa ausencia de interacciones
•Dependencia de ε del índice de refracción
b) Desviaciones químicas
c) Desviaciones instrumentales con radiaciones policromáticas
como log I0/I = ε·b·c ⇒ I = I0 10-εε·b·c

 λ 2 ( λi ) 
 λ 2 ( λi ) −ε ( λi )bc 
AM = log ∑I 0  − log∑ I 0 10

 λ1

 λ1


λ2

( λi )
I
∑ 0

AM = log

λ1
λ2

( λi )
I
∑

λ1

Fco. Javier González Benito

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Espectroscopía UV-VIS

1.2.2.- Limitaciones a la aplicabilidad de la ley de Beer
c) Desviaciones instrumentales con radiaciones policromáticas

Figura tomada de:
-ALBELLA, J.M.; CINTAS, A.M.; MIRANDA,
T. y SERRATOSA, J.M.: "Introducción ala
ciencia de materiales". C.S.I.C., 1993.

d) Desviaciones instrumentales en presencia de radiación parásita
Fco. Javier González Benito

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Espectroscopía UV-VIS

1.3.- Efecto del ruido instrumental en la
precisión
de
los
análisis
espectrofotométricos

1.5.- Efecto de la anchura de rendija en
las mediciones de absorción

Cristal de didimio

1.4.- Efectode la radiación dispersada
a longitudes de onda extremas de
un espectrofotómetro

Detalles espectrales importantes para
análisis cualitativo

Figura tomada de:
-ALBELLA, J.M.; CINTAS, A.M.; MIRANDA,
T. y SERRATOSA, J.M.: "Introducción a la
ciencia de materiales". C.S.I.C., 1993.

Fco. Javier González Benito

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Espectroscopía UV-VIS

Disolución de cloruro depraseodimio

1.5.- Efecto de la anchura de rendija en las mediciones de
absorción
Disminución de rendija:
ventaja
⇒
Inconveniente
⇒

Figura tomada de:
-ALBELLA, J.M.; CINTAS, A.M.; MIRANDA,
T. y SERRATOSA, J.M.: "Introducción a la
ciencia de materiales". C.S.I.C., 1993.

detalles
Aumento de relación señal/ruido

Fco. Javier González Benito

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EspectroscopíaUV-VIS

1.6.- Instrumentos para mediciones de absorción UV/VIS
(Fuentes, selectores de longitud de onda, recipientes para la muestra, detectores de
radiación, procesadores de señal y dispositivos de lectura)

1.6.1.- Fuentes de luz
a)Lámparas (deuterio e hidrógeno; wolframio, xenon)
- Concentración de luz a través de lentes
b) Láseres
- Luz colimada

Figura tomada de:
-ALBELLA, J.M.; CINTAS,...