lectura gu a 9 infrarrojo

FOTOMETRÍA DEL INFRARROJO.


1. GENERALIDADES.

La espectroscopía infrarroja es una técnica importante para la determinación de la estructura molecular de compuestos y al mismo tiempo, sus aplicaciones de tipo analítico la han convertido en una herramienta indispensable en el laboratorio químico.

La región del infrarrojo es una zona de la radiación electromagnética, situada más allá de la parteroja del visible. Como toda radiación, la infrarroja es un movimiento ondulatorio, formado por un campo eléctrico oscilante, perpendicular a la dirección de propagación, y un campo magnético oscilante, con la misma frecuencia y perpendicular al campo eléctrico. Por tanto, la infrarroja, como cualquier radiación electromagnética, puede caracterizarse por su frecuencia y longitud de onda.

Laregión infrarroja incluye radiación con números de onda comprendidos entre 12800 y 10 cm-1, lo que corresponde a longitudes de onda de 0.78 a 1000 µm (micrómetros). Tanto desde el punto de vista de las aplicaciones como de los instrumentos, es conveniente subdividir el espectro infrarrojo en tres zonas, denominadas infrarrojo cercano, medio y lejano, con respecto a la región del visible, cuyos límitesson:


REGIÓN

 (m)

 (Hz)

- (cm-1)

Cercano

0.78 a 2.5

3.8x1014 a 1.2x1014

12800 a 4000

Medio

2.5 a 50

1.2x1014 a 6.0x1012

4000 a 200

Lejano

50 a 1000

6.0x1012 a 3.0x1011

200 a 10

La más utilizada

2.5 a 670

1.2x1014 a 2.0x1013

4000 a 670


La espectroscopía infrarroja tiene aplicaciones en análisis químico cualitativo y cuantitativo. Su principal aplicación es laidentificación de compuestos orgánicos, que por lo general presentan espectros complejos en el infrarrojo medio, con numerosos máximos y mínimos, útiles al efectuar comparaciones.

Además de su aplicación como herramienta para el análisis cualitativo, las medidas en el infrarrojo también están encontrando un uso cada vez mayor en el análisis cuantitativo. En este caso, su elevada selectividad a menudo haceposible la cuantificación de una sustancia en una mezcla compleja, no siendo necesaria una separación previa. El principal campo de aplicación de este tipo de análisis es la cuantificación de contaminantes atmosféricos provenientes de procesos industriales.

2. ABSORCIÓN EN EL INFRARROJO.

La radiación infrarroja no es lo suficientemente energética para producir transiciones electrónicas como las queocurren cuando se trata de radiaciones rayos X, rayos gamma, UV y visible. Los átomos que conforman una molécula oscilan (vibran) constantemente alrededor de sus posiciones de equilibrio; la amplitud de estas oscilaciones es muy pequeña, entre 0.01 y 0.1Å (Amrstrong) y la frecuencia de su vibración es relativamente elevada, de 1012 a 1014 Hz (Hertz o seg.-1). Esta frecuencia es de la mismamagnitud de la radiación infrarroja, por lo que se espera que haya interacción de dicha radiación con las vibraciones atómicas en una molécula, llamadas vibraciones moleculares. El registro gráfico del porcentaje de la radiación absorbida o transmitida por una muestra, en función de la frecuencia o del número de onda de la radiación infrarroja incidente (Porcentaje de Transmitancia %T vs  o número deonda), es lo que se llama un espectro infrarrojo.

La absorción de radiación IR se limita, en gran parte, a especies moleculares para las cuales existen pequeñas diferencias de energía entre distintos estados vibracionales y rotacionales.

Debido a la diferencia de electronegatividad de los átomos que conforman una molécula, los electrones no están distribuidos simétricamente respecto al centro deenlace, sino que están desplazados hacia el átomo más electronegativo, lo que da lugar al momento dipolar. Al vibrar la molécula, los átomos se separan y acercan periódicamente. Para absorber radiación infrarroja, la molécula debe experimentar un cambio neto en el momento dipolar como consecuencia de su movimiento de vibración o de rotación. Como ya se mencionó, cuando la frecuencia de la...