Espectroscopía UV-Vis
FUNDAMENTENTO DE LA TÉCNICA
Es la capacidad que tienen algunas moléculas de absorber energía como consecuencia de diferentes transiciones electrónicas.
UV-Vis y Espectro electromagnético
ESPECTROFOTÓMETRO UV-VIS
Fuente de luz/radiación
Existen 2 tipos
Lámpara de deuterio (D2): 160 – 380 nm - Región Ultravioleta
Lámpara de Wolframio (W) (o Tungsteno): 320 – 2400 nm - Región Visible
Colimador
- Es quien direcciona la radiación hacia la muestra.
Monocromador
Es el dispositivo que permite la selección de la radiación a una longitud de onda específica.
Celdas para las muestras
Celdas de cuarzo: uso en la región ultravioleta (200 – 400 nm)
Celdas de vidrio óptico: uso en la región visible (400 – 800 nm)
Detector
- Existe el fototubo, tubo fotomultiplicador, DAD (Detector de Arreglo de Diodos).
¿Qué se mide en espectrofotometría UV-Vis?
Transmitancia
Cantidad de energía que no se absorbió y por tanto, fue transmitida.
%T 1/α (analito)
Absorbancia
Cantidad de energía absorbida por la molécula.
A α (analito)
Para el cálculo de la luz incidente, se tiene que;
Ley Lambert - Beer
A = a.b.c
(Ecuación 1)
A: Absorbancia (Adimensional)
a (Ɛ): Absortividad (L / g.cm) o absortividad molar (L / mol.cm)
b: Paso óptico (cm)
c: Concentración (g/L o mol/L)
Factores que afectan la Ley de Lambert – Beer
- Cambios en la posición de la celda que contiene la muestra.
- Cambios en la preparación de la muestra.
- Suciedad o desgaste de las celdas.
- Generación de reacciones no controladas con la muestra: Pueden generarse cambios en la formación del cromóforo o en el pH
Condiciones para que la Ley de Lambert-Beer se ajuste adecuadamente
- Solo aplica en soluciones diluidas (< 10-2M).
- A altas concentraciones no hay correlación lineal (R2 bajo) debido a los fenómenos dispersivos en la celda.
- Un valor adecuado de absorbancia debería estar en el rango 0,40 – 0,70 (Esto es solo una sugerencia, no es una condición absoluta).
Punto isosbéstico
Un punto isosbéstico es una longitud de onda, un número de onda o una frecuencia específicos en los que la absorbancia total de una muestra no cambia durante una reacción química o un cambio físico de la muestra (Punto Isosbéstico _ AcademiaLab, s. f.)
TÉCNICAS DE CALIBRACIÓN DE MÉTODOS ANALÍTICOS
Es la verificación de la correlación que hay entre la concentración de las soluciones evaluadas y la respuesta del instrumento, sea la adecuada para generar un resultado confiable. El resultado obtenido corresponde a la curva de calibración.
Tipos de calibración de métodos analíticos
Calibración por estándar externo.
Consiste en la preparación de una solución madre donde debemos de obtener su concentración para posteriormente preparar soluciones estándares donde estas tengan una concentración diferente, a lo cual cada uno tendrá una señal diferente. (Studocu, s. f.-c)
Calibración por estándar interno.
Un estándar interno es una sustancia que se añade en cantidad constante a todas las muestras, blancos y patrones de calibración al efectuar un análisis. (Fernández, 2018)
La calibración por la técnica del estándar interno se utiliza cuando la respuesta del analito, por calibración de estándar externo, sufre variaciones haciendo que su coeficiente de correlación no sea el adecuado.
Calibración por adición de estándar.
Consiste en la adición de diferentes volúmenes de un estándar de referencia del analito de interés de concentración conocida a una serie de soluciones preparadas con la muestra que se pretende analizar.
Este tipo de calibración se realiza cuando la matriz que contiene el analito es de alta complejidad en su composición y no es posible preparar un blanco de reactivos. (Method Of Standard Addition, s. f.)
Se utiliza cuando todas las soluciones tienen el mismo volumen.
Se utiliza cuando las soluciones tienen el volúmenes diferentes.
Solución madre (stoke)
Son soluciones concentradas que contienen una cantidad conocida de una sustancia. (Solucion Madre del Stock A la Dilucion el Arte de la Preparacion, 2024)
Concentración dilución Concentración concentrada
Factor directo Inverso
Alicuota/solución Solución/alicuota
Validación
Ejemplos
1. La absortividad molar de una solución del complejo formado por Bi(III) y tiourea es de
9.32 x 103
L mol-1
cm-1 a 470 nm.
a) Cuál es la absorbancia de una solución 3.79 x 10-5 M de este complejo si se mide a 470 nm en una celda
de 1.00 cm?
b) ¿Cuál es el porcentaje de transmitancia de la solución que se describe en a)?
2. El ácido benzoico es un compuesto aromático que presenta un pico de absorción característico en el espectro UV-Vis. Se sabe que el ácido benzoico tiene un coeficiente de extinción molar (ε) de 12,000 M⁻¹cm⁻¹ a una longitud de onda de 273 nm.
Se disuelve 0.15 g de ácido benzoico (C₇H₆O₂, peso molecular = 122.12 g/mol) en suficiente agua para hacer 250 mL de solución. a) Calcular la concentración molar de la solución de ácido benzoico. b) Medir la absorbancia de esta solución a 273 nm. Si la celda usada tiene un ancho de 1 cm, ¿cuál será la absorbancia esperada?. c) Calcular la absorbancia si la solución se diluye a la mitad de su concentración original.
