Turbidimetría, nefelometría y espectroscopia atómica: fundamentos
Resumen
El documento explica los métodos de dispersión (turbidimetría y nefelometría) y los fundamentos de la espectroscopía atómica. Describe la turbidez, cómo se mide la luz transmitida o dispersada, y cómo las muestras se transforman en átomos en estado de vapor para su análisis. Al final, el estudiante conocerá los componentes básicos de un espectrómetro atómico.
Puntos clave
- La turbidimetría mide la disminución de la luz transmitida a través de una suspensión de partículas, mientras que la nefelometría mide la luz dispersada en una dirección distinta a la incidente.
- La turbidimetría es adecuada para concentraciones altas y la nefelometría para concentraciones muy diluidas.
- La espectroscopía atómica consiste en atomizar la muestra y medir la radiación absorbida o emitida por los átomos.
- En técnicas de absorción la sensibilidad depende del número de átomos en estado fundamental; en técnicas de emisión, de los átomos en estado excitado.
- Durante la atomización los compuestos pasan por evaporación del solvente, formación de sales, volatilización de aniones y formación del metal elemental.
- Un espectrómetro atómico cuenta con fuente de radiación, nebulizador y atomizador (quemador u horno).
Turbidimetría y Nefelometría
Conceptos Fundamentales
- Refracción: Cambio de dirección de una onda al pasar de un medio a otro.
- Difracción: Curvatura o esparcimiento de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesar una abertura.
- Dispersión: Variación del índice de refracción en función de la longitud de onda o de la frecuencia.
Principales Clases de Métodos Espectroquímicos
| Clase | Potencia Radiante Medida | Relación con la Concentración | Tipo de Método |
Emisión | Emitida, Pe | Pe = kc | Emisión atómica |
Luminiscencia | Luminiscente, Pl | Pl = kc | Fluorescencia, fosforescencia y quimioluminiscencia, atómicas y moleculares |
Difusión | Difundida, Pse | Pse = kc | Difusión, turbidimetría, nefelometría y espectroscopia Raman |
Absorción | Incidente, P0, y transmitida, P | -log(P/P0) = kc | Absorción atómica y molecular |
Nota: La radiación que emite un analito después de la excitación es directamente proporcional a la concentración del analito.
Turbidimetría y Nefelometría: Métodos de Dispersión
Son métodos analíticos basados en la dispersión de partículas suspendidas en líquidos.
Características: Técnicas complementarias para el análisis cuantitativo de disoluciones coloidales, emulsiones, humos o nieblas.
Turbidez
Propiedad óptica de una muestra que provoca que la radiación sea dispersada y absorbida, en lugar de transmitida en línea recta a través de ella.
Turbidimetría
Mide la disminución de la luz transmitida a través de una suspensión de partículas.
Instrumentos para la Medición de Turbidimetría
- Espectrofotómetro UV/UV-Vis
- Turbidímetro
- Colorímetro
Nefelometría
Mide la luz dispersada en una dirección diferente a la de la luz incidente (generalmente con ángulos que oscilan entre 15° y 90°).
Instrumentos para la Medición de Nefelometría
- Nefelómetro portátil
- Nefelómetro fijo
Comparación entre Turbidimetría y Nefelometría
| Turbidimetría | Nefelometría |
Intensidad de un haz disminuido | Medición de la radiación dispersa |
Concentraciones altas | Concentraciones muy diluidas |
Espectroscopía Atómica
Espectroscopía
Estudio de la interacción de diversos tipos de radiación con la materia.
Métodos Espectrométricos (Radiación Electromagnética - REM)
- Luz visible
- Radiación infrarroja (Calor radiante)
- Rayos gamma
- Rayos X
- Radiación ultravioleta (UV)
- Microondas
- Radiofrecuencia
Interacción REM-Materia
- Absorción
- Emisión
- Dispersión
La espectroscopía atómica permite identificar y/o cuantificar los átomos que forman las muestras objeto del análisis.
Fundamento de la Espectroscopía Atómica
Consiste en transformar la muestra en átomos en estado de vapor (atomización) y medir la radiación electromagnética absorbida o emitida por estos átomos.
Dependencia de la Sensibilidad
- Técnicas de Absorción: Depende del número de átomos en estado fundamental.
- Técnicas de Emisión: Depende del número de átomos en estado excitado.
El Espectro de un Elemento
El espectro de un elemento es siempre el mismo, lo que significa que cada elemento posee su propia firma espectral. Si se hace pasar luz blanca a través de una sustancia antes de que atraviese un prisma, solo aquellas longitudes de onda que no hayan sido absorbidas por dicha sustancia pasarán, obteniéndose así el espectro de absorción de la misma.
Secuencia de Formación de Átomos a partir de Compuestos
Durante el proceso de atomización, los compuestos de la muestra experimentan una serie de transformaciones:
- Evaporación del solvente.
- Formación de sales sólidas (a partir de cationes y aniones).
- Volatilización de los aniones como óxidos (ej. NO₂, CO₂, SO₂, Cl₂, etc.).
- Formación del metal en estado elemental.
Componentes Principales de un Espectrómetro Atómico
- Fuente de Radiación: Emite una línea específica para el elemento a analizar.
- Nebulizador: Forma pequeñas gotas de la muestra para facilitar la atomización.
- Atomizador (Quemador o Horno): Genera átomos a partir de la muestra mediante combustión o calentamiento.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre turbidimetría y nefelometría?
La turbidimetría mide la intensidad del haz que disminuye al atravesar la muestra, mientras que la nefelometría mide la radiación dispersa en un ángulo distinto al de la luz incidente. La primera se usa en concentraciones altas y la segunda en concentraciones muy diluidas.
¿Qué es la espectroscopía atómica?
Es un método que permite identificar y/o cuantificar los átomos de una muestra, transformándola en átomos en estado de vapor y midiendo la radiación electromagnética absorbida o emitida por ellos.
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