Fundamentos de Espectrofotometría UV-Visible: Principios y Aplicaciones
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Fundamentos de la Espectrofotometría UV-Visible
La espectrofotometría UV-Visible es una técnica analítica que permite determinar la concentración de un compuesto en solución. Se basa en el principio de que las moléculas absorben radiaciones electromagnéticas y que la cantidad de luz absorbida depende de forma lineal de la concentración.
La espectrofotometría de absorción ultravioleta-visible fue uno de los primeros métodos físicos aplicados al análisis cuantitativo y a la determinación de estructuras moleculares.
Rangos del Espectro Electromagnético
- Ultravioleta: 200-400 nm
- Visible: 400-700 nm
Se llama espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le denomina luz visible o simplemente luz.
Se entiende por radiación ultravioleta aquella cuya longitud de onda es menor que la de la luz visible. Cabe destacar que Isaac Newton diseñó el primer espectroscopio.
Círculo Cromático y Longitudes de Onda
- Violeta: 400-450 nm
- Azul: 450-480 nm
- Verde: 480-560 nm
- Amarillo: 560-600 nm
- Naranja: 600-640 nm
- Rojo: 640-700 nm
La radiación correspondiente a estas regiones del espectro electromagnético provoca transiciones electrónicas a longitudes de onda características de la estructura molecular de un compuesto.
Estructura Molecular y Energía
La interacción depende de:
- Tipo de enlace
- Tipo de orbitales
- Configuración electrónica
- Radiación electromagnética
El ultravioleta lejano corresponde a la energía necesaria para excitar un electrón de unión sigma (σ) de su estado basal al orbital de anti-unión σ*. El ultravioleta cercano corresponde a la energía necesaria para excitar los electrones π y los electrones de no unión (n).
Manejo de Muestras
- Las muestras en estado líquido deben manejarse en forma de soluciones.
- El porcentaje de transmitancia del compuesto debe quedar dentro del 20 al 65%.
- Es necesario realizar diluciones adecuadas.
Ley de Beer-Lambert
Esta ley describe la relación entre la concentración molecular y la distancia que recorre un haz de luz.
Johann Heinrich Lambert estableció que: “La concentración del soluto está en relación directa al espesor del medio”.
- Luz que entra en la solución: I₀
- Luz que sale de una solución: I
August Beer postuló: “La absorbancia está en relación directa a la concentración del soluto”.
Espectroscopía y Datos Obtenidos
¿Qué es un espectro? Es una gráfica de la intensidad de energía detectada contra la longitud de onda, obtenida mediante estudios espectroscópicos.
Los datos espectroscópicos proporcionan información sobre: Fórmula molecular, grupos funcionales, conectividad, posición de los sustituyentes y estereoquímica.
La espectroscopía es el estudio de la interacción entre la radiación y la materia. Según la Ley de Beer, la absortividad de una sustancia es una constante respecto a los cambios de concentración.
La absorbancia (A) es un concepto relacionado con la muestra, ya que nos indica la cantidad de luz absorbida por la misma. La transmitancia es la razón de la luz transmitida respecto a la luz incidente, bajo condiciones geométricas específicas.