espectroscopia uv-vis (1).pptx

8/17/2019 Espectroscopia UV-VIS (1).pptx

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ESPECTROSCOPIA UV-VIS


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PRINCIPIO DEL MÉTODO• La espectroscopia UV-VIS involucra la

absorción de radiación UV-VIS por unamolécula (e- valencia), causando la promociónde un electrón de un estado basal a uno

excitado, liberándose el exceso de energa en!orma de calor o mediante reacciones!oto"umicas (!luorescencia o !os!orescencia)

• #lgunos enlaces, como los dobles, generancoloración en las moléculas $a "ue absorbenenerga en el visible as como en el UV


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%odas las moléculas orgánicas son capaces de absorber laradiación electromagnética en esa &ona del espectro'

Las energas de excitación relacionadas con los electrones "ue!orman los enlaces más sencillos son mu$ elevadas de !orma"ue su absorción se restringe a la &ona del UV de vaco (*+nm), lo "ue genera problemas de trabao experimental

or encima de *+ nm la absorción se restringe a enlaces máscompleos o ciertos grupos !uncionales (cromó!oros) conelectrones de valencia con energas de excitación más baas


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MEDIDALa espectroscopia de absorción molecular sebasa en la medida de la transmitancia % o de laabsorbancia # de disoluciones "ue seencuentran en cubetas transparentes "ue

tienen un camino óptico de b cm


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Las pérdidas por re!lexión son importantes' or eemplo, se puede demostrar "ueaproximadamente el *,+. de un /a& de lu& amarilla se pierde por re!lexión cuandoincide perpendicularmente a través de una cubeta de vidrio llena de agua'

#demás de las pérdidas por re!lexión, puede darse dispersión de la potencia del /a& al

atravesar la disolución debido a moléculas grandes o irregularidades del disolvente'

ara compensar estos e!ectos se comparta la potencia del /a&a transmitido por ladisolución con la potencia del /a& transmitido en una cubeta solo con disolvente


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TERMINOS Y SIMBOLOS


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EJERCICIO


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LEY DE BEER PARAMEZCLAS


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0alcular los datos de absorbancia para lasdisoluciones no tamponadas cu$asconcentraciones totales de indicador estáncomprendidas entre 1x2-+ $ 3x2-+ 4


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C O S


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LIMITACIONES DE LA LEY DEBEER


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DESVIACIONES QUÍMICAS

DESVIACIÓN DE UNA


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DESVIACIÓN DE UNASOLUCIÓN NO TAMPONADA

DESVIACIÓN POR LUZ


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DESVIACIÓN POR LUZPOLICROMATICA

DESVIACIÓN POR


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DESVIACIÓN PORRADIACIÓN PARASITA


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INSTRUMENTO

Ó


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ESPECTROFOTÓMETRO• Los espectro!otómetros UV-VIS son a"uellos

instrumentos en los "ue se mide la absorción otrasmisión de la radiación en la región ultravioleta-visible

• Utili&an un compleo sistema óptico de selección delongitud de onda (monocromador)'

• ermiten seleccionar la longitud de onda en !ormacontinua $ en algunos casos con precisión dedécimas de nm' or lo tanto, es posible obtener en!orma continua el espectro de absorción de unamolécula'


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TIPOS DE INSTRUMENTOS

• /a& sencillo

• 5oble /a&

• 4ulticanal

• 5oble dispersión

•

Longitud de onda dual


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COMPONENTES

Ó


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ESPECTROFOTÓMETRO HAZSENCILLO

• %ipo de espectro!otómetro más simple, sebasa en la absorción de la lu& al pasar unsolo /a& por la muestra a una longitud de

onda especi!ica

• 6ste instrumento produce lu&

monocromática $ la detecta después deatravesar la muestra de estudio


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CARACTERISTICAS

• 6"uipo sencillo $ económico

• %rabaan en la región Vis $ otros en la regiónUV7Vis• roducen anc/os de banda de 1 - * nm'

DESVENTAJAS

• resencia de ruido de parpadeo de las !uentes $detectores

• 0ambios de intensidad de la !uente $sensibilidad del detector con la longitud de ondade trabao

ESPECTROFOTÓMETRO


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• 6n este tipo de instrumento la radiación se divideen dos (o similares) uno pasa por la muestra $ elotro al blanco'

• 6l doble /a& reali&a correcciones por8

– La intensidad de la !uente de lu&

– Sensibilidad (respuesta) del detector – %ransmisión del monocromador

ESPECTROFOTÓMETRODOBLE HAZ


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VENTAJAS


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VENTAJAS

• 9esultados más con!iables• :peran automáticamente, eliminan austes

manuales (a/orrando tiempo)

COMPONETES OPTICOS

• 6speos giratorios8 dividen el /a&, ambos se untan

por un espeo reticular "ue re!lea uno $ trasmite elotro'

• 5etector8 recibe pulsos alternativos del /a& dere!erencia $ de la muestra

• Sistema de se;ales8 compara la respuesta de losdos /aces $ e!ect


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• %ienen pocos componentes ópticos

• :btención rápida de barrido $ espectros (s)

• Se acoplan a di!erentes ordenadores personales

• 6levada relación S7=

• 5eterminación simultánea de multicomponentes

ESPECTROFOTÓMETROMULTICANAL


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• Lámparas intercambiables de deuterio $tungsteno

• 6l /a& de lu& después de atravesar lamuestra se en!oca en la rendia de entrada $pasa a una red de re!lexión /olográ!ica

• 6l detector es de serie de diodos de silicio"ue consta de >3 elementos

COMPONENTES


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FUENTE DE RADIACIÓN

? Su misión es la generación de un /a& deradiación con su!iciente potencia de salida $estabilidad para "ue se detecte $ se midacon !acilidad'

? ueden ser CONTINUAS , "ue emitenradiación "ue varia su intensidad en unamplio Δλ $ DISCONTINUAS O DE LÍNEAS,"ue emiten un n


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FUENTES USADAS EN ESPECTROSCOPÍA

FUENTE Δλ (nm) TIPO DE ESPECTROSCOPIA

CONTINUAS

Lámpara de Xenón 250-600 Fluorescenca molecular ! "aman

Lámpara de#dro$eno%&eu'ero

(60-)*0 A+sorcón molecular ,U.

Lámpara de /olramo )50-2200 A+sorcón molecular ,s+le%I" cercano.

Lámpara de/olramo%#aló$eno

210-2500A+sorcón molecular ,U%s+le%I"

cercano.

Lámpara de Ncrom 50-20000 A+sorcón molecular ,I".Lámpara de Nerns' 100-20000 A+sorcón molecular ,I".

Fuen'e 3lo+ar (200-10000 A+sorcón molecular ,I".

&4 LIN4AS

Lámpara de Cá'odo ueco U-s+le A+sorcón ! luorescenca a'ómca

Lámpara de descar$a sn

elec'rodos

U-s+le A+sorcón ! luorescenca a'ómca

Lámpara de apor me'álco U-s+leA+sorcón a'ómca7 Fluorescenca molecular

! "aman

Lámpara LAS4" U-s+le-I" A+sorcón molecular 7 Fluorescenca

molecular ! "aman


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C

O N T I N U A S

U s+le%I"

Lámparad

e&eu'ero

Arco de Xenón

Lámparad

e/ol0ram

o


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Ó


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SISTEMA ÓPTICO

SELECTORES LONGITUD DE


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SELECTORES LONGITUD DEONDA

? ara la ma$ora de los métodosespectroscópicos se necesita unaradiación constituida por un grupo limitado$ continuo de λ estrec/as denominadobanda'

? ara aislar una banda estrec/a se utili&andos tipos de selectores8 FILTROS Y

MONOCROMADORES


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FILTROS? Su obetivo consiste en absorber toda la

radiación procedente de la !uente continuaexcepto una banda' Se caracteri&an por su λ detransmisión máxima $ el anc/o e!ectivo debanda, "ue es la anc/ura de la banda para "ue

la absorbancia se redu&ca a la mitad'? P!"!# $!% "! "&$ '()&$*

D! A+$&%,(# 8 Limitan la radiaciónabsorbiendo ciertas regiones del espectro, $"ue producen anc/os e!ectivos de banda entre>2 $ 1+2 nm'


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D! I#'!%!%!#,(/* Se basan en lainter!erencia óptica para producir

bandas relativamente estrec/as' Seconstru$en con un dieléctricotransparente, 0a@1 4g@1, "ue ocupael espacio entre dos pelculas

metálicas semitransparentes mu$delgadas, generalmente de #g' %odoello colocado entre dos capas devidrio transparente'

6l grosor de la capa dieléctrica, t, secontrola cuidadosamente $determinará la A "ue se transmite'


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ara "ue exista re!or&amiento en 1 (ra$o re!leado enAB produ&ca una inter!erencia constructiva con el ra$o"ue incide en 1), la di!erencia de camino óptico entrelos ra$os debe ser un m


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O OC O O S


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MONOCROMADORES

5ispersan la radiación separando espacialmente lasdistintas λ de la lu& policromática proporcionando bandasde anc/ura pe"ue;a' Varan de !orma continua $ en unamplio Δλ $ al mismo tiempo aslan una pe"ue;a bandade la lu& policromática'

COMPONENTES*

' R!#"(0/ de entrada1' L!#'! colimadora o !$)!0& cóncavo "ue produce

un /a& paralelo de radiación>' 6lemento "ue dispersa la radiación en suslongitudes de onda individuales8 )%($1/ & %!"C' 6lemento de !#&2! "! $/3("/+' R!#"(0/ de salida

TIPOS DE


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TIPOS DEMONOCROMADORES

MONOCROMADOR DE


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MONOCROMADOR DEPRISMA

Un prisma dispersa la lu& solar en siete coloresdi!erentes' 6sto sucede por la re!racción de la lu&' Lasradiaciones se re!ractan a di!erentes medidas debido a ladi!erencia en el ndice de re!racción del vidrio para lasdi!erentes longitudes de onda' Longitudes de onda corta

se re!ractan más "ue las longitudes de onda ma$ores'

6n un monocromador de prisma se obtiene un !ino


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6n un monocromador de prisma se obtiene un !ino/a& de lu& de la !uente cuando se /ace pasar através de una rendia de entrada' 5espués es

colimado en el prisma con la a$uda de una lente'Los ra$os re!ractados se en!ocan en una rendia desalida' 6l prima se gira entonces en una !ormapredeterminada para proporcionar la longitud de

onda deseada'

REJILLAS


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REJILLASMONOCROMADORAS

Una reilla se /ace cortando o grabando unaserie de ranuras paralelas espaciadasestrec/amente sobre la super!icie lisa

re!lectante de un material sólido'

La super!icie se /ace re!lectante medianteuna capa delgada de aluminio en él $ el

ata"ue "umico se reali&a con la a$uda deuna /erramienta de diamante'


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La intensidad de la radiación re!leada poruna reilla vara con la longitud de onda, lalongitud de onda de máxima intensidad es

dependiente del ángulo del cual la radiaciónse re!lea de la super!icie de la lnea de lareilla'


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6n la reilla monocromadora ver !igura 11, un !ino/a& de la lu& de la !uente cae sobre un espeocóncavo a través de una rendia de entrada' 6sto

se re!lea entonces en la reilla la cual lo dispersa'La radiación dispersa se dirige entonces a unarendia de salida' La gama de longitudes de ondaaislada por el monocromador se determina por el

grado de dispersión de la reilla $ la anc/ura de larendia de salida'


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DETECTOR


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Un "!'!,'&% es un dispositivo "ue convierte unapropiedad !sica en una se;al de medida , si esa se;ales eléctrica $ puede ampli!icarse, manipularse $!inalmente convertirse en n


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Dsa se;al eléctrica producida debe ser directamenteproporcional a la potencia del /a& 8 donde es la

respuesta eléctrica del detector en unidades decorriente, resistencia o potencial , la potencia lasensibilidad del detector $ la "ue mide el detectorcuando no llega radiación $ "ue se puede $ debe

compensar electrónicamente para "ue su valor sea 2'


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TIPO DE DETECTORES

FOTÓNICOS * Se basan en la interacción de la radiación (!otones) con unasuper!icie reactiva "ue produce electrones (!otoemisión) o"ue eleva electrones a estados de E a los cuales puedenproducir electricidad (!otoconducción)'

Su uso esta restringido a las regiones UV-Visible, $a "ue los!otones de estas no tienen su!iciente E para producir!otoemision en la región del I9

DE CALOR O TERMICOS *

oseen una diminuta super!icie ennegrecida "ue al absorberla radiación I9 (E ), $ en consecuencia aumenta latemperatura, ese aumento se convierte en una se;aleléctrica "ue se ampli!ica $ se mide'

FOTOTUBOS


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FOTOTUBOS

6stá !ormado por un cátodo semicilndrico $ un ánodo de!ilamento en una ampolla de cuar&o o vidrio donde se /a /ec/oel vaco'

6ntre los electrodos se aplica un voltae $ el material!otosensible del cátodo (generalmente óxidos de metalesalcalinos) emite electrones al ser irradiado 8 6!ecto !otoeléctrico'

5ebido al voltae aplicado entre los electrodos, los electrones sedirigen al ánodo, por el circuito !lu$e una corriente cu$aintensidad es directamente proporcional a la intensidad de laradiación "ue la provoca'

Se emplea en UV-V (+2-222 nm)


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TUBOS FOTOMULTIPLICADORES.

6s un !ototubo con una super!icie !otoemisora (cátodo !otosensible), $

varias super!icies adicionales "ue emiten una cascada de electronescuando son alcan&adas por los electrones procedentes del área!otosensible (dinodos)

#l incidir cada !otoelectrón sobre la super!icie del dinodo cada electrónacelerado produce nuevos electrones, "ue se aceleran /acia eldinodo , $ as sucesivamente, ampli!icándose la se;al'

TU8O FOTO9ULTI:LICA&O"

RECIPIENTES PARA LAS


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RECIPIENTES PARA LASMUESTRAS

RECIPIENTES PARA LAS


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RECIPIENTES PARA LASMUESTRAS

9eciben el nombre de celda o cubeta $ se!abrican de 8 plástico o vidrio (para la región Visible) slice !undido (cuar&o) (para la región

Visible $ UV) vidrio de silicato para medidas entre >E+ $

1222 nm (V e I9)

La longitud mas com


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