Espectroscopia Molecular: Principios de UV-Vis e Infrarrojo (FTIR)

Espectroscopia Molecular Ultravioleta-Visible (UV-Vis)

La espectroscopia de absorción molecular se basa en la medida de la transmitancia o la absorbancia de disoluciones que se encuentran en una cubeta transparente que tiene un camino óptico, y cumplen la Ley de Lambert-Beer.

La absorción de radiación ultravioleta-visible proviene de la excitación de electrones de la capa de valencia.

Espectroscopia Infrarroja (IR)

Los espectros en la región infrarroja están asociados a las transiciones entre niveles de energía vibracional; estos niveles corresponden a vibraciones (tensión-contracción) y flexiones de los enlaces, así como a otros movimientos complejos de las moléculas.

Condiciones para la Absorción Infrarroja

Para que una molécula absorba radiación infrarroja deben cumplirse dos condiciones:

• La frecuencia de la radiación debe coincidir con la frecuencia natural del movimiento vibracional.
• Solamente aquellos enlaces cuya vibración provoque un cambio en el momento dipolar de la molécula absorben en el infrarrojo.

Preparación de la Muestra para IR

Las muestras líquidas puras deben ser diluidas con un disolvente que no sea agua ni contenga grupos alcoholes, ya que estos absorben fuertemente y pueden atacar a los haluros. Las muestras gaseosas no requieren ningún tratamiento previo. Las muestras sólidas pueden ser molidas para formar una película, partículas en suspensión o una pastilla (mediante KBr). Alternativamente, pueden analizarse como un sólido con un alto índice de refracción mediante ATR (Reflectancia Total Atenuada).

Espectrofotómetros IR

Existen dos tipos principales de espectrofotómetros de infrarrojo: los Dispersivos y los Multiplex o de Transformada de Fourier (FTIR). Los primeros son espectrofotómetros de doble haz que utilizan redes de reflexión para la dispersión, cuyo diseño y construcción son parecidos a los espectrofotómetros ultravioleta/visible.

Espectrofotómetros de Transformada de Fourier (FTIR)

Los sistemas FTIR (50-1000 µm) funcionan de la siguiente manera: la radiación incide primero en un divisor de haz o separador, que escinde el haz de luz en dos partes iguales (un espejo semirreflejante). Estos dos haces de luz interfieren en el divisor al regresar, después de ser reflejados por otros dos espejos. Uno de estos espejos es móvil (espejo 1) y el otro es fijo (espejo 2), dispuestos perpendicularmente a la trayectoria del haz original. La muestra se coloca en la trayectoria de uno de los haces, y a continuación se encuentra el detector IR (ver figura). La intensidad resultante de la superposición de los dos haces se mide en función del desfase (s) del espejo móvil respecto a su posición intermedia.

Ventajas de FTIR

• Mayor resolución.
• Mayor sensibilidad y velocidad.
• Diseño más sencillo.
• Mayor eficacia de la radiación.
• Uso de patrón láser.

Nota Importante: El método FTIR mide en la región lejana del infrarrojo (50-1000 µm).