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quimica
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ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCION MOLECULAR
INTRODUCCIÓN
La radiación electromagnética al incidir sobre la materia puede sufrir los siguientes procesos:
1. Absorción
2. Transmisión
3. Reflexión
4. Refracción
5. DispersiónLuz absorbida
Luz transmitida, It
Luz refractada
Luz reflejada
Luz incidente,Io
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.
Espectroscopia de absorción
Análisis cualitativo: identificación
y caracterización de sustancias
APLICACIONES
Estudio Superficial
Estudio Estructural
Análisis cuantitativo:Ley de Lambert - Beer
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 entreniveles cuantificados.
Cada especie estado energético característico
Fines de identificación
Información cuantitativa
Interpretación espectros atómicos
Determinación estructural
Espectroscopía Ultravioleta – Visible
Visible780-380 nm
Ultravioleta380-200 nm
Interacción de fotones y e- que participande manera directa en la formación de enlaces o que se localizan en
torno a átomos de oxígeno, azufrenitrógeno o halógenos
λ depende de la fortaleza de enlace
de sus e-
La absorción depende de ΔEentre orbitales moleculares
HOMO Y LUMO (intervalo de energías prohibidas)
EnergíaFacilidad excitación
Cuantitativo
Cualitativo
ANÁLISIS
•Aplicabilidad: mayoría de especies absorben Uv-V
•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
•Disolución diluida en el analito
•Disolvente transparente en la región del espectro
•Interacciones entre disolvente y especie absorbente
•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
Determinación precisa: separar la radiación en sus diferentes componentes
Ley fundamental de Lambert – Beer: A= ε l C
Fuentes de
radiación
Selector deλ
Dispositivode
salidaFotodetector
Muestradiluida
A = - log T = - log (I / I0) = log (I0 / I)
Espectroscopía Infrarroja
Intervalo: Rojo del espectro visible microondas(780nm – 1 mm)
•Vibraciones moleculares•Vibraciones de red en sólidos
Tienen lugar
Determinación de la estructura de compuestos orgánicos e inorgánicos, excepto
compuestos homonucleares (Cl2, O2 y N2).
Espectros más complejos. Estrechez bandas de absorción. Capacidad instrumentos para efectuar
medidas en esta región.
Ejemplo contaminantes atmosféricos.
Gama muy numerosa de bandas bien
definidas y mínimos. Las bandas de absorción más útiles se localizan
en la sección más corta del infrarrojo.
Cuantitativo
Cualitativo
ANÁLISIS
Dispersiva
No dispersiva
Instrumentación
Prisma o rejilla
•Filtros de interferencia•Fuentes láser sintonizadas
Espejos por un solo ladoVidrio y cuarzo
Tipos
DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN DE LA TÉCNICA
Análisis espectrofotométrico en el rango UV – Visible de Análisis espectrofotométrico en el rango UV – Visible de una muestra.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.
OBJETIVOAPLICACIÓN
¿[Fe] en ppm de una muestra de agua?
λ = 480 nm
[Fe(H2O)5(SCN)]2+
forma un complejo conel ión tiocianato (SCN-)
Según la ley de Lambert - Beer
Relación lineal directa
Señal del equipo(absorbancia)
Concentraciónmetal
Fe (III)
Reacción:
Disoluciones Disoluciones patrón patrón
AbsorbanciaAbsorbancia
Disolución blanco 0,000
1 ppm 0,177
2 ppm 0,469
3 ppm 0,735
4 ppm 0,962
5 ppm 1,196
[Fe(H2O)6]3+ + SCN- [Fe(H2O)5(SCN)]2+ + H2O
3,94 ± 0,03 ppm
Recta de calibrado y = 0,2531x - 0,0515
R2 = 0,9971
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 1 2 3 4 5 6
Concentración de Fe(III)
A(A
bso
rban
cia)
Alícuotas Absorbancia [Fe3+ ] (ppm)
1 0,421 3,926
2 0,419 3,909
3 0,427 3,976