Técnicas espectrométricas de análisis químico

Técnicas espectrométricas de análisis químico

1.- ¿Qué es la espectrometría?

La espectrometría es la técnica espectroscópica para tasar la concentración o la cantidad de especies determinadas. Es una técnica de analisis, basada en la interacción de la luz con la materia, que proporciona información de una sustancia. El análisis de la luz absorbida, emitida o reflejada[pic 2]

La espectrometria se suele usar para determinar la formula química de una sustancia o determinar otras caracteristicas de una sustancia química. 

2.- Naturaleza electromagnetica de la luz:

En el año 1800 William Herschel descubrió que al descomponer la luz había un ``tipo de luz´´ invisible para el ojo humano más allá del rojo, esta se detectaba por su calor que emitía. Hoy por hoy se denomina luz infrarroja.

 Un año después Johann Wilhelm Ritter encontró otra radiación solar invisible más allá del violeta, se detectaba porque ennegrecía el cloruro de plata.

En 1870 Maxwell y Hertz demostraron que estas ondas no eran materiales, sino que eran ondas electromagnéticas. El estudio que llebaron a cabo permitió que se decubrieran las demás radiacciones: rayos X, rayos gamma y las microondas.

[pic 3]

El espectro de la radiación electromagnética se ordena mediante frecuencia creciente.

La frecuencia (f) de una onda se obtiene calculando la cantidad de oscilaciones que realiza por segundo, es decir es la inversa del periodo (T) (tiempo en dar una oscilación). Su unidad en el SI son los Hercios (Hz).

Todas las ondas electromagnéticas se propagan a la misma velocidad en el vacío: 299 729 km/s. La velocidad de propagación de estas ondas en cualquier otro medio siempre es menor que la velocidad de propagación en el vacío.

3.- Espectroscopia atómica:

Los átomos aislados que esten en forma gaseosa pueden absorber y emitir radiacción electromagnética según que átomos sean.

 Si los átomos son excitados con una fuente de energía externa emitirán luz. Si descomponemos esta luz se obtendrá un espectro de emisión atómica.

Si en lugar de excitar se iluminan estos átomos y se analiza el espectro de la luz que ha atravesado los átomos se obtiene el espectro de absorción atómica. [pic 4]

Como se puede ver los espectros son discontinuos porque no contienen todas las frecuencias, tan solo las propias de esos átomos. A cada frecuencia le corresponde en el espectro una fina raya  llamada línea. Las de emision son brillantes sobre negro y las de absorción son negras sobre el fondo luminoso. La posición y anchura de estas líneas determinan el elemento químico que las ha producido.

Mediante la espectroscopia se puede determinar qué elementos están presentes en la muestra (análisis químico cualitativo) y la proporción de estos hay si medimos la luminosidad de estas líneas (análisis químico cuantitativo).

4.- Otros tipos de espectroscopias:

A parte de la espectroscopia atómica hay otras técnicas basadas en la interacción luz-materia que se usan para identificar átomos, moléculas, isótopos, enlaces…

Algunos otros tipos de técnicas espectroscópicas son:

• Espectroscopia Raman: Se suele usar para identificar moléculas y átomos en estado sólido.
• Colorimetría: Se usa para analizar iones y moléculas en disolución de forma cuantitativa.
• Espectroscopia de rayos X: Se usan exclusivamente rayos X, se utiliza para analizar la superficie de sólidos y estructura cristalina.
• Resonancia magnética nuclear: Se usan ondas de radio en moléculas orgánicas, inorgánicas y biológicas.
• Espectroscopia de absorción infrarroja: Se usan infrarrojos para determinar enlaces, grupos funcionales, molécula, macro-moléculas y polímeros.
• Espectroscopia Mössbauer: Se usan rayos gamma para el análisis nuclear y la detección de isótopos.

5.-Espectroscopia IR

Esta espectroscopia es la mas usada para la identificación molecular. La frecuencia de los rayos infrarrojos que se usan para esta espectrometria son entre 3 x 10 elevado a 11 y 3 x 10 elevado a la 14 Hz.

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