ESPECTROSCOPÍA ÓPTICA EN
EL INFRARROJO,
ULTRAVIOLETA- VISIBLE
Baeza Sepulcre, Paloma
Cano Casanova, Laura
López Bernabeu, Sara
INTRODUCCIÓN
La radiación electromagnética al incidir sobre la materia puede
sufrir los siguientes procesos:
Luz refractada
Luz reflejada
1. Absorción
2. Transmisión
3. Reflexión
4. Refracción
Luz incidente,Io
5. Dispersión
Luz transmitida, It
Luz absorbida
La luz visible es sólo una parte de la radiación electromagnética que se
extiende a regiones en las que nuestros ojos no la detectan, como son las
radiaciones ultravioletas e infrarrojas, que interaccionan igualmente
con los cuerpos.
Espectroscopía Óptica
Estudio
Estructural
Análisis cuantitativo:
Ley de Lambert - Beer
APLICACIONES
Estudio
Superficial
Análisis cualitativo:
identificación
y caracterización de
sustancias
FUNDAMENTO TEÓRICO DE LA
TÉCNICA
Espectroscopía: Es el estudio de la interacción entre la radiación
electromagnética y la materia en función de la longitud de onda (λ).
Los fenómenos de
absorción, dispersión o
emisión de radiación
electromagnética son
debidos a tránsitos entre
niveles cuantificados.
Cada especie
estado energético característico
Fines de
identificación
Información
cuantitativa
Interpretación
espectros
atómicos
Determinación
estructural
Espectroscopía
Ultravioleta – Visible
Visible
780-380 nm
Interacción de fotones y e- que participan
de manera directa en la formación
de enlaces o que se localizan en
torno a átomos de oxígeno, azufre
nitrógeno o halógenos
Energía
Facilidad excitación
Ultravioleta
380-200 nm
λ depende de la
fortaleza de enlace
de sus e-
La absorción depende de ΔE
entre orbitales moleculares
HOMO Y LUMO
(intervalo de energías prohibidas)
•Aplicabilidad: mayoría de especies absorben Uv-V
Cuantitativo
•Alta sensibilidad: detección entre 1· 10-4 y1· 10-5 M
•Selectividad moderada-alta: se identifica λ analito.
•Buena exactitud: error relativo 1 - 5 %
•Facilidad y comodidad: instrumentos modernos
ANÁLISIS
•Disolución diluida en el analito
•Disolvente transparente en la región del espectro
•Interacciones entre disolvente y especie absorbente
Cualitativo
•Polaridad disolvente influye en la posición de los
máximos de absorción
•Comparar espectros de analitos con los de compuestos
conocidos medidos en el mismo disolvente.
Las fuentes continuas más empleadas en el rango UV/visible
se encuentran en la siguiente tabla:
Fuente
Longitud de onda
(nm)
Tipos de espectroscopía
Lámparas de arco de xenon
250-600
Fluorescencia molecular
Lámparas de H2 y D2
160-380
Absorción molecular UV
Lámparas de tungsteno/halógeno
240-2500
Absorción molecular UV/visible/IR
cercano
Lámpara de tungsteno
350-2200
Absorción molecular visible/IR
cercano
Lámpara de Nernst
400-20 000
Absorción molecular IR
Alambre de nicromo
750-20 000
Absorción molecular IR
Globar
1200-40 000
Absorción molecular IR
Instrumento
Fuentes
de
radiación
Selector
de
λ
Muestra
diluida
Fotodetector
Dispositivo
de
salida
Determinación precisa: separar la radiación en sus diferentes componentes
Ley fundamental de Lambert – Beer: A= ε l C
A = - log T = - log (I / I0) = log (I0 / I)
Espectroscopía Infrarroja
Intervalo: Rojo del espectro visible  microondas
(780nm – 1 mm)
Tienen lugar
•Vibraciones moleculares
•Vibraciones de red en sólidos
Determinación de la estructura de compuestos
orgánicos e inorgánicos, excepto
compuestos homonucleares (Cl2, O2 y N2).

Cuantitativo


Espectros más complejos.
Estrechez bandas de absorción.
Capacidad instrumentos para efectuar
medidas en esta región.
Ejemplo  contaminantes atmosféricos.
ANÁLISIS

Cualitativo

Gama muy numerosa de bandas bien
definidas y mínimos.
Las bandas de absorción más útiles se localizan
en la sección más corta del infrarrojo.
Espejos por un solo lado
Vidrio y cuarzo
Instrumentación
Tipos
Dispersiva
No dispersiva
Prisma o rejilla
•Filtros de interferencia
•Fuentes láser sintonizadas
DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN
DE LA TÉCNICA
Análisis espectrofotométrico en el rango UV – Visible de
una muestra.
1. Selección de la longitud de onda máximo de absorción.
2. Variables que influyen en la absorbancia  pH.
 Disolvente.
 Temperatura.
 Concentración electrolito.
 Sustancias interferentes.
3. Determinación de la relación entre la absorbancia y la concentración
recta de calibrado
ESTUDIO DE LA APLICACIÓN A UN
MATERIAL ENCONTRADO EN
BIBLIOGRAFÍA.
OBJETIVO
APLICACIÓN
¿[Fe] en ppm de una muestra de agua?
[Fe(H2O)5(SCN)]2+
Fe (III)
forma un complejo con
el ión tiocianato (SCN-)
λ = 480 nm
Según la ley de
Lambert - Beer
Señal del equipo
(absorbancia)
Relación lineal directa
Concentración
metal
Reacción:
[Fe(H2O)6]3+ + SCN-  [Fe(H2O)5(SCN)]2+
Disoluciones
patrón
Absorbancia
+ H2O
Recta de calibrado
y = 0,2531x - 0,0515
R2 = 0,9971
1,4
0,000
1 ppm
0,177
2 ppm
0,469
3 ppm
0,735
4 ppm
0,962
5 ppm
1,196
1,2
A(Absorbancia)
Disolución blanco
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
1
2
3
4
Concentración de Fe(III)
Alícuotas
Absorbancia
[Fe3+ ] (ppm)
1
0,421
3,926
2
0,419
3,909
3
0,427
3,976
3,94 ± 0,03 ppm
5
6
CONCLUSIONES
Ultravioleta – Visible
Infrarrojo
Dilución muestra
Fácil
Difícil: pocos disolventes
adecuados
Precisión
Mayor
Buena
Sensibilidad
Mayor
Menor
Lectura espectrofotómetro
Absorbancia
Transmitancia
Ley de Beer
Se cumple
Desviaciones frecuentes
Sustancia absorbente
Coloreada
Transparente
Análisis clínico
Mayoría ( > 90%)
Minoría
Material cubeta
Visible: sin importancia
Ultravioleta: cuarzo
Excepto cuarzo y vidrio
Efecto
Transiciones electrónicas
Deformación enlaces.
Vibración molecular.
Información obtenida de
las absorciones observadas
Existencia de cromóforos
Grupos funcionales.
BIBLIOGRAFÍA
Libros:



Fundamentos de Química Analítica. Autores: Skoog; West; Holler;
Crouch.
Métodos instrumentales de análisis. Autores: Hober H. Willard;
Lynne L. Meritt, Jr; John A. Dean; Frank A. Settle, Jr. Año: 1992
Introducción a la ciencia de los materiales. Técnicas de preparación
y caracterización. Autores: J.M. Albella; A.M. Cintas; T. Miranda;
J.M. Serratosa. Madrid, 1993.
Direcciones webs:

www.espectrometria.com
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