Espectroscopia de fluorescencia y fosforescencia Análisis Instrumental Presentan Jhonatan Mojica Hugo Rojano Héctor Hernández Julio Ayala

Espectroscopia de fluorescencia Análisis Instrumental

¿QUÉ ES ESPECTROPIA DE FLUORESCENCIA? La espectroscopia de fluorescencia atómica (AFS) es una técnica de emisión que ofrece una gran sensibilidad en la región ultravioleta. Para que pueda producirse el proceso de emisión fluorescente, previamente debe haber tenido lugar un proceso de absorción que implicará dos o más transiciones electrónicas. El proceso emisivo fluorescente puede producirse de diversas formas lo que implica que existan distintos tipos de fluorescencia: fluorescencia resonante, fluorescencia sensibilizada, fluorescencia Stokes o anti-Stokes, fluorescencia retardada.

¿QUÉ ES LA FLUORESCENCIA? La fluorescencia es un proceso de emisión en el cual las moléculas son excitadas por la absorción de radiación electromagnética. Las especies excitadas se relajan al estado fundamental, liberando su exceso de energía en forma de fotones. Una de las características más atractivas de los métodos de fluorescencia es su sensibilidad inherente, la cual es, con frecuencia, de uno a tres órdenes de magnitud mejor que las de la espectroscopia de absorción. No obstante, los métodos de fluorescencia se aplican mucho menos que los métodos de absorción debido al número relativamente limitado de sistemas químicos que se pueden hacer fluorescer.

VENTAJAS Las dos principales ventajas de los métodos de fluorescencia sobre los de absorción son: Una sensibilidad entre 1 y 3 órdenes de magnitud mayor. 2) Mayor intervalo de respuesta lineal. No obstante, los métodos de fluorescencia se aplican menos que los de absorción ya que no todos los sistemas químicos son capaces de fluorescer y además el equipamiento necesario es mucho más costoso que el de la espectroscopia de absorción.

ESTRUCTURA La mayoría de los hidrocarburos aromáticos no sustituidos fluorescen con una emisión fluorescente creciente con el número de anillos y con su grado de condensación. Los anillos heterocíclicos más sencillos (piridina, furano, pirrol,...) no fluorescen (Figura 1) pero las estructuras de anillos fusionados con más de dos anillos (quinolina, isoquinolina, indol) lo hacen con frecuencia (Figura 2). FIGURA NO. 2 Moléculas aromáticas que fluorescen FIGURA NO. 1 Moléculas aromáticas que no fluorescen

EQUIPOS DE MEDIDA Un fluorímetro (Figura 3) consta de una fuente de luz y de un sistema de selección de longitud de onda de excitación. Cuando la muestra es excitada con radiación de energía apropiada emite radiación en todas las direcciones del espacio. No obstante la luz emitida se detecta mejor en ángulo recto con respecto al haz de excitación ya que se evitan problemas de dispersión de la luz y también el haz de luz excitante que es de mucha mayor intensidad que el haz de luz emitida. La luz emitida es recogida seleccionando una longitud de onda apropiada y conducida a un detector donde queda registrada por sistemas similares a los de un espectrofotómetro de absorción. FIGURA NO. 3 Diseño experimental de un equipo de medida de Fluorescencia.

PASOS

¿QUÉ ES ESPECTROPIA DE FOSFORESCENCIA? La fosforescencia es el fenómeno en el cual ciertas sustancias tienen la propiedad de absorber energía y almacenarla, para emitirla posteriormente en forma de radiación. A aquellos elementos que ofrecen fosforescencia se les conoce como foto-reactivos, es decir que requieren luz para obtener la propiedad, es un elemento de la foto-sensibilidad que por medio de la radiación adquieren la energía necesaria para almacenarla y exponerla posteriormente.

APLICACIONES Este fenómeno es aprovechado en aplicaciones tales como la pintura de las manecillas de los relojes, o en determinados juguetes que se iluminan en la oscuridad. • La fosforimetría se ha utilizado para determinar una gran variedad de especies orgánicas y bioquímicas que incluyen sustancias como ácidos nucleicos, aminoácidos, pirina y pirimidina, enzimas, hidrocarburos del petróleo y pesticidas

Variables que afectan a la fosforescencia Tanto la estructura molecular como el entorno químico van a influir en que una sustancia sea o no luminiscente; estos factores también determinan la intensidad de emisión cuando tiene lugar la fotoluminiscencia.

INSTRUMENTACIÓN Los instrumentos que se utilizan para estudios de fosforescencia tienen diseños similares a los fluorómetros y a los espectrofluorímetros antes considerados, sólo difieren en que requieren dos componentes adicionales. El primero es un dispositivo que irradia alternativamente la muestra y, después de un retraso en el tiempo adecuado, mide la intensidad de fosforescencia. Se utilizan dispositivos mecánicos y electrónicos y muchos instrumentos de fluorescencia comerciales tienen accesorios para medidas de fosforescencia.

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