Absorción Molecular y Espectrofotometría UV-Vis: Fundamentos y Aplicaciones

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Absorción Molecular

La espectrofotometría de absorción en las regiones ultravioleta y visible (UV-Vis) del espectro electromagnético es, posiblemente, la más utilizada en la práctica del análisis cuantitativo de todas las técnicas espectroscópicas. Asimismo, puede resultar de utilidad como técnica auxiliar para la determinación de estructuras de especies químicas. Se basa en la absorción de radiación ultravioleta y visible por el analito, como consecuencia de lo cual se origina un estado excitado que posteriormente elimina su exceso de energía en forma de calor.

La cantidad de calor disipado es muy pequeña, por lo que el método tiene la ventaja de originar una perturbación mínima en el sistema que se estudia. El término generalmente empleado para el instrumento que mide la radiación absorbida es el absorciómetro, si bien, normalmente se utiliza la denominación de colorimetría cuando se trabaja en la región visible del espectro electromagnético y se emplean aparatos que utilizan filtros para seleccionar la radiación.

¿Qué le sucede a la molécula cuando absorbe radiación electromagnética?

Se producen cambios en los enlaces intermoleculares y en el movimiento de los electrones alrededor del átomo cuando aumenta el nivel energético interno de la molécula. Estos cambios se llaman transiciones:

  • Transiciones electrónicas: átomos
  • Transiciones vibracionales: moléculas o iones
  • Transiciones rotacionales: moléculas o iones

Métodos Ópticos Moleculares de Absorción de Radiación

En este contexto, se abordan dos técnicas principales: la espectrofotometría UV-Vis y la espectrofotometría de absorción en el infrarrojo. Ambas se basan en fenómenos de absorción de radiación electromagnética. La medida de la cantidad de radiación absorbida, con la ayuda de estos métodos, nos servirá en algunos casos, aplicando la ley de Lambert-Beer, para establecer una relación entre la radiación absorbida y la concentración de la sustancia en el medio.

Espectroscopia de Absorción Molecular (UV-Vis)

Fundamento

La espectroscopia de absorción de la región UV/Vis de especies moleculares se fundamenta en los cambios energéticos producidos en las transiciones de las moléculas de unos estados electrónicos a otros.

Tipos de Transiciones Electrónicas

Los cuatro principales tipos de transiciones son:

Transiciones σσ*
Transiciones n → σ*
Transiciones n → π* (Banda R)
Transiciones ππ* (Banda K)

Los principales tipos de moléculas que experimentan este fenómeno son:

  • Compuestos orgánicos con grupos no saturados (dobles y triples enlaces), donde hay electrones de enlace que pueden saltar a otros orbitales de enlace. Estos grupos funcionales que absorben en el VIS o UV se llaman cromóforos.
  • Compuestos de coordinación (complejos) de metales de transición. Ej: Fe(SCN)2 (rojo intenso).
  • Iones de metales de transición, de lantánidos y actínidos. Ej: color azul de la disolución de Cu2+.

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