Genéricamente los instrumentos empleados para medir la radiación absorbida o

transmitida se conocen como

Los fotómetros tienen que pueden ser , en

su función, en las diferentes regiones en que se emplean.

Con frecuencia se les denomina

Como se observa en el esquema, están constituidos por los siguientes

elementos:

La disposición de los elementos, puede variar dependiendo del diseño del

instrumento; en general para los fotómetros de absorción se pueden

encontrar alguno de estos arreglos:

Las lámparas utilizadas en las deben tener

como característica el presentar un

En éste intervalo de longitud de onda, se emplean las lámparas de

La intensidad generadas por las lámparas de deuterio es mayor

que aquella de las de H2.

Este tipo de lámparas emite radiación en el intervalo de

En éste intervalo de longitud de onda, se emplean las

o las de

Estas últimas tienen las ventajas de proporcionar radiación de

y tener una

Este tipo de lámparas emite radiación en el intervalo de

En las regiones ultravioleta-visible se pueden emplear monocromadores,

dispositivos que están formados por:

Las en los selectores de longitud de onda,

tienen como función, permitir el paso de la radiación electromagnética

(REM) hacia el monocromador.

Las ranuras son varillas metálicas pulimentadas, y alineadas de tal

forma que no se favorezca la dispersión dela REM

El elemento pude ser un o , su función

es “alinear” la radiación proveniente de la lámpara y formar un haz

concentrado que llegue al diapersor.

Los lentes pueden ser de cuarzo, independientemente de la región en

que se emplee el fotómetro.

Los elementos tienen como función, descomponer la

REM de una región en sus diferentes longitudes de onda.

Esto permite una de la longitud de onda

analítica.

Existen varios tipos d dispersores, entre los más utilizados están los

Los prismas pueden tener dos arreglos

Arreglo de un prisma tipo

Cornu

Arreglo de un prisma tipo

Litrow

A este tipo de prisma también se le

conoce como de reflexión, por el

fenómeno que se lleva a cabo para

la dispersión de la luz

A este tipo de prisma también se le

conoce como de dispersión, por el

fenómeno que se lleva a cabo para

la descomposición de la luz

Redes de difracción

•Otro tipo de elemento dispersor son las redes de difracción.

•Son placas de superficie plana, dura y finamente ranuradas.

•Las ranuras son surcos paralelos muy próximos entre sí.

•Una red para la región UV-vis tiene alrededor de 300-2000 surcos/mm.

•La más común es de 1200-1400 surcos/mm.

Red de escalera. i=ángulo de incidencia; r= ángulo de

reflexión; d=espacio entre surcos. En la práctica,

i≈r=b=63°26’

Generalmente se emplean celdas de forma

hechas con

Es importante mantener las celdas libres de impurezas o rayones para

evitar la dispersión de la radiación.

Las Celdas se pueden construir con alguno de los siguientes materiales:

Material Región de

uso (nm)

Paso de Luz

(mm)

Volumen

(mL)

Vidrio óptico 334 - 2500 5 - 40 1.7 - 14

Vidrio óptico especial 320 - 2500 5 - 40 1.7 - 14

Spectrosil®, Cuarzo o

equivalente

170 - 2700 5 - 40 1.7 - 14

Infrasil®, Cuarzo o

equivalente,

220 - 3800 5 - 40 1.7 - 14

La figura muestra las diferentes celdas (en forma y tamaño) que pueden

emplearse, están fabricadas con vidrio, cuarzo o con sílice fundido,

dependiendo de la región de uso.

•Los principales métodos de detección empleados en espectroscopia son

los fotográficos, térmicos, fotoconductivos y fotoemisivos.

•Se dice que el detector es el responsable de la sensibilidad del

instrumento, pues dependiendo del tipo de detector, así como del materia

del que está construido, será la respuesta que se obtenga.

•La selección del detector se hace considerando, entre otros factores, el

tipo de radiación que se requiere.

Espectrofotómetros UV-vis

En los instrumentos que se usan en las regiones UV-vis del espectro

electromagnético, se emplean detectores fotoemisivos; el funcionamiento de éstos

se basa en el efecto fotoeléctrico.

Existen al menos tres tipos de detectores fotoemisivos:

1) la celda fotovoltaica y los fotodiodos,

2) los fototubos y

3) los tubos fotomultiplicadores.

Modificada de Fuente: Bender, G.T. 1992. Métodos instrumentales de análisis en química

clínica. Ed.Acribia, Zaragoza, España.

Selenio

Hierro

Cubierta de

plástico

Capa fina

de plata

Vidrio

+ -

hn

Fotodiodo

• Semiconductor compuesto de silicio cristalino, con resistividad intrínseca muy alta.

• Detectan radiación visible y en el infrarrojo cercano.

• Son más sensibles que un fototubo al vacío, pero menos que un fotomultiplicador.

• Cuatro electrones de valencia, los cuales a temperatura ambiente hay suficiente

agitación térmica para liberar algún electrón de su estado enlazado, dejándolo en

libertad para moverse a través del cristal, dejando así una región cargada

positivamente (hueco-electrón).

• Conductividad del silicio se refuerza con la adición de impurezas.

• Semiconductor que contiene electrones no enlazados (carga -) es de tipo n

• Semiconductor que contiene exceso de huecos (carga +) es de tipo p.

• Unión en modo conducción, en la que el terminal positivo de una fuente cc está

conectado a la región p y el terminal negativo a la región n (polarización directa).

• Cuando se aplica voltaje al diodo pn, semiconductor tipo p es negativo con respecto

al semiconductor tipo n (polarización inversa)., los portadores mayoritarios son

arrastrados lejos de la unión dejando una capa de transición. No existe flujo de

corriente.

Intensidad de la energía radiante

hn

A) Esquema de un fototubo, B) vista superior, que ilustra la posición de los electrodos, C) esquema

del circuito y D) respuesta del fototubo respecto a la intensidad de la radiación. Modificado de :

Bender, G.T. 1992. Métodos instrumentales de análisis en química clínica. Ed. Acribia, Zaragoza, España.

Componentes

electrónicos

y de lecturaGenerador de

la corriente

continua

A C

hnB

D

FotocátodoÁnodo

Esquema de un tubo fotomultiplicador A) Estructura de un fotomultiplicador

circular, B) estructura de un fotomultiplicador lineal. Fuente: Willard, H.H.; Merrit, Jr. L;

Dean, J. & Settle,Jr. F.A. 1992. Métodos instrumentales de análisis. Ed. Grupo editorial Iberoamérica, México, D.F.

B

A