Principios de la Espectrofotometría: Absorbancia y Transmitancia

Ley de Beer-Lambert

Cuando un haz paralelo de radiación monocromática de potencia P₀ incide perpendicularmente a la superficie de un bloque de material absorbente, homogéneo y atraviesa una longitud b del material que contiene n partículas absorbentes diluidas, la potencia disminuye hasta P a causa de la absorción.

A = abc = log (P₀/P)

La absorbancia es directamente proporcional a la longitud y a la concentración. Constante de absortividad = a.

La Transmitancia (T) es la fracción de radiación incidente transmitida por la disolución: T = P/P₀.

La Absorbancia (A) es: A = log (P₀/P). A diferencia de la transmitancia, la absorbancia de una disolución aumenta cuanto mayor es la atenuación del haz.

Ley de Beer (A = abC)

La absorbancia debida a una concentración es directamente proporcional a:

• Una constante característica de la sustancia absorbente.
• La longitud del camino óptico.
• La concentración de la sustancia absorbente.

Limitaciones

La Ley de Beer es experimental y se basa en los siguientes supuestos:

1. Radiación monocromática.
2. Las especies disueltas actúan independientemente en el proceso de absorción (solo válido para disoluciones diluidas).
3. La absorción se da en un volumen de sección recta y uniforme.
4. La radiación debe incidir de manera recta a la muestra.
5. Medio homogéneo y dispersivo.

Propiedades

1. Rige el proceso de absorción en cualquier región del espectro.
2. La absorbancia es una propiedad aditiva: en disoluciones que contengan más de una especie absorbente, es la suma de las absorbancias individuales.

Desviaciones

1. Desviaciones fundamentales: No se cumple alguno de los supuestos enumerados previamente.
2. Desviaciones instrumentales: Como consecuencia de la forma de realizar las medidas.
3. Desviaciones químicas: Como resultado de los cambios químicos.

Limitaciones reales

Describe bien el proceso de absorción en disoluciones diluidas. A concentraciones elevadas presenta desviaciones:

• Aumenta el grado de interacción mutua entre las especies absorbentes, alterando su capacidad de absorción.
• Trabajando a concentraciones elevadas, las variaciones de concentración causan alteraciones en el índice de refracción.

Limitaciones instrumentales

Hay otras desviaciones instrumentales debidas a un mal funcionamiento del espectrómetro (fluctuaciones de la potencia, luz errática, respuesta no lineal del sistema electrónico). También podemos denominar errores instrumentales a los errores de lectura y los debidos a la radiación parásita (radiación extraña que llega al detector que no proviene de la muestra).

Existe una causa instrumental de error sistemático e inevitable: el empleo de radiación no monocromática.

Efecto de la radiación policromática

Si la medida se realiza en una zona con grandes variaciones de la absorbancia con la longitud de onda, a varía a lo largo de la banda y se encuentran desviaciones. Esta es otra razón importante por la cual la medida de la absorbancia en espectrofotometría debe realizarse en el máximo de la línea de absorción del analito.