Espectroscopia de Absorción Molecular: Ley de Beer-Lambert y sus Limitaciones

TP1: Espectroscopia de Absorción Molecular

En la espectroscopia de absorción molecular, la muestra se somete a radiación electromagnética y se determina la fracción absorbida. La medición de la absorbancia (A) a una dada longitud de onda permite determinar la concentración del analito.

Instrumentación

Los instrumentos utilizados en la espectroscopia de absorción molecular se componen de:

1. Una fuente estable de energía.
2. Un selector de longitud de onda para aislar una región restringida del espectro para la medición.
3. Un recipiente transparente contenedor de la muestra.
4. Un sistema de detección de radiación.
5. Un sistema de procesamiento y lectura de la señal.

Análisis Cualitativo y Espectro de Absorción

El análisis cualitativo por espectroscopia de absorción mide la absorbancia de una sustancia a longitudes de onda crecientes. Cuando se grafica la absorbancia en función de las longitudes de onda se obtiene una curva que recibe el nombre de espectro de absorción.

Ley de Beer-Lambert

La ley de Lambert y Beer es una expresión matemática que describe cómo la materia absorbe la luz. Esta ley afirma que la cantidad de luz que atraviesa una muestra es disminuida por tres fenómenos físicos:

1. La cantidad de material de absorción en su trayectoria.
2. La distancia que la luz debe atravesar a través de la muestra.
3. La probabilidad de que el fotón de esa longitud de onda sea absorbido por el material.

A medida que un haz de luz atraviesa un medio absorbente, la cantidad de luz absorbida en cualquier volumen es proporcional a la intensidad de luz incidente multiplicada por la absortividad (ε o a). Consecuentemente, la intensidad de un haz incidente decae exponencialmente a medida que pasa a través del medio absorbente. Esta relación, cuando se expresa como ley de Beer y Lambert, es:

T = 10^–εb[c]

Donde:

• T: Transmitancia
• ε: Absortividad molar
• b: Longitud del paso óptico
• c: Concentración

En un enfoque simplificado, la transmitancia se expresa como el cociente entre la intensidad de la radiación incidente sobre la solución de la muestra (Io) y la intensidad de la luz emergente de esta solución (I):

T = I/Io

Limitaciones de la Ley de Beer-Lambert

No se conocen excepciones a la generalización de que la absorbancia está relacionada linealmente con la longitud del camino óptico (b) (Ley de Lambert). En cambio, son más frecuentes las desviaciones de la proporcionalidad directa entre la absorbancia medida y la concentración, aunque b sea constante (Ley de Beer).

Algunas de estas desviaciones son tan fundamentales que representan limitaciones reales de la ley; otras ocurren como una consecuencia de la manera en que se hacen las mediciones de absorbancia o como resultado de cambios químicos asociados con variaciones en la concentración.

Factores que Limitan la Aplicabilidad de la Ley de Beer

1. Concentración: La ley es aplicable a disoluciones diluidas; en disoluciones concentradas la distancia entre las partículas absorbentes es tan pequeña que se produce una modificación en la distribución de cargas de las mismas, lo que se traduce en una alteración en la capacidad de absorción a una longitud de onda determinada.
2. Desviaciones instrumentales: Dependiendo de la complejidad del equipo, se obtienen bandas de radiaciones con un estrecho intervalo de longitudes de onda y en consecuencia la radiación utilizada es no monocromática.
3. Falta de uniformidad de la muestra o especie absorbente, o presencia de impurezas.
4. Desviaciones químicas: Debidas a reacciones del absorbente con el disolvente.

TP2: Determinación de Aspirina

Varios métodos han sido desarrollados para determinar la cantidad de aspirina en una formulación farmacéutica. Algunos de ellos utilizan la longitud de onda del espectro de absorción de la aspirina en la zona UV (espectroscopia UV- Cromatografía Líquida).

TP3: Métodos Potenciométricos

Los métodos potenciométricos de análisis se basan en medidas del potencial de las celdas electroquímicas. Estas técnicas se han usado para la detección de puntos finales en métodos volumétricos.

Equipo Necesario

consiste d 1 electrodo d referencia, 1 electrodo indicador y 1 dispositivo pra medir el potencial. El pH se mide con la diferencia d potencial a través d 1 memb d vidrio q separa la disolución dl analito d 1 solución d referencia d acidez fija. Este electrodo indicador consiste entonces en 1 memb d vidrio sensible al pH ubicada en el extremo inferior d 1 tubo d vidrio. El tubo contiene 1 pequeño volumen d HCl diluido saturado con AgCl. En esta disolución un hilo d Ag forma 1 electrodo d referencia de Ag / AgCl. pH igual pKa: en el punto V/2 hay 1 inflexión dond estos se igualan; no se termina d disociar (está en 1 punto 1/2)