ESPECTROFOTOMETRIA

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                              ESPECTROFOTOMETRIA.

• OBJETIVOS:
• Que los estudiantes logren resolver problemas relativos a la espectrofotometría.

PRINCIPIOS DE ABSORCIOMETRIA DE UV/VISIBLE

La absorciometría aprovecha la propiedad de ciertos compuestos de absorber radiación electromagnética. Los diferentes tipos de radiación electromagnética, como ser rayos X, luz ultravioleta (UV), luz visible, luz infrarroja, ondas de radio, etc., se propagan a velocidad común pero difieren en longitud de onda y frecuencia. Se cumple que:

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                     c  = velocidad de la luz en el vacío

                     λ  = longitud de onda

                     υ  = frecuencia

        El ojo humano detecta la radiación del rango de longitudes de onda de 400 a 800 nm, llamada luz visible (1 nm = 10-9 m). La luz del espectro visible y del UV cercano (200 a 400 nm) posee la energía necesaria para producir transiciones de electrones desde un orbital molecular de menor energía a otro de mayor energía de ciertos compuestos, llamados cromóforos. Las sustancias coloreadas absorben luz visible, su color corresponde a la radiación no absorbida. La luz solar es blanca, ya que contiene radiación de todo el espectro visible, aparte de otras radiaciones.

LEY DE LAMBERTBEER

La ley de BeerLambert (o LambertBeer) es la ley fundamental de la absorciometría, ya que relaciona la absorción de la luz con la concentración de soluciones. Consideremos un haz de luz monocromática (luz de una sola longitud de onda) que atraviesa una solución de un compuesto contenido en un recipiente de vidrio. El siguiente esquema ilustra la situación:

                                                cubeta               solución de concentración c

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                        I0                                                I

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                luz incidente                                        luz transmitida

                                                l

      Io        = intensidad del haz incidente

      I          = intensidad del haz transmitido

      l         = camino óptico (ancho interior de la cubeta medido en cm).

      c         = concentración

Si el compuesto absorbe a la longitud de onda dada, I es menor que Io. Cuanto mayor es el número de moléculas de este cromóforo encontradas por el haz de luz en su camino, menor será la intensidad de la luz transmitida. Dicho número de moléculas depende de la distancia recorrida a través de la solución (camino óptico) y de la concentración. La relación entre estos parámetros está dada por la ley de LambertBeer:

        I = Io x 10 ε lc                                (1)

La forma de esta ley usada en la práctica es más sencilla y se obtiene de la siguiente manera:   Reordenando y aplicando logaritmos:

                    log  I  = - ε l c

                   Io

           Se define como absorbancia (A) de una solución:

                        A = log  Io                        (2)

                                   -----

                                     I  

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Luego:     A = ε ∙ l ∙ c                (3    Ley de BeerLambert

                                                              (forma lineal)

Por convención se usa el siguiente sistema de unidades:

  l = camino óptico en cm (ancho cubeta)

  c = concentración en M

  ε = coeficiente de extinción molar, en cm1 x M1

Sinónimos de absorbancia: densidad óptica, extinción.

El coeficiente de extinción molar: es una característica propia del cromóforo a una longitud de onda dada y representa la probabilidad de que el cromóforo absorba la radiación. Para explicar el significado se suele señalar que ε es igual al valor numérico de la absorbancia que tendría una solución 1 M del cromóforo si el camino óptico es igual a 1 cm. Es importante recalcar el carácter hipotético de esta  afirmación, ya  que normalmente no es posible preparar soluciones de concentración 1 M de los cromóforos (si el PM es alto, 1 M es una concentración extremadamente alta), y por otra  parte el orden de magnitud de los coeficientes de extinción molar importantes corresponde a valores muy  superiores al intervalo de absorbancias medibles en la práctica. Los coeficientes de extinción pueden tomar valores hasta 100.000 cm1 M1, aproximadamente.

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