ESPECTROSCOPIA DE ABSORCION MOLECULAR UV/VIS Ley de Beer

Espectroscopia de Absorción Mide la atenuación de un rayo de luz, luego de pasar a través de una muestra o de reflejarse sobre su superficie. Radiación UV-VIS promueven a los electrones externos de su estado basal a niveles de > E. Analisis de moléculas orgánicas o complejos inorgánicos en solución.

Medicion de absorbancia y transmitancia Recipiente produce perdidas por: Reflexion (aire/pared, pared/solucion) Dispersion (moleculas grandes) Absorcion (paredes recipiente) Comparar potencias de recipiente de muestra con recipiente conteniendo disolvente (blanco)

h in out h Sample reflection scattering La concentración de un analito en solución se puede determinar midiendo la absorbancia a su longitud de onda de máxima absorción. M h in out h M M M * M M M M M M Sample reflection scattering

Po P P-dP dx TRANSMITANCIA Fracción de luz incidente que es transmitida (dejada pasar) a través de una muestra en solución. Así, T = I/Io, donde Io es igual a la intensidad de luz que llega a la muestra, I es la intensidad de luz que logra atravesar la muestra. La transmitancia frecuentemente se expresada como porcentaje: %T = (I/Io) x 100 Po P P-dP dx

ABSORBANCIA: Cantidad de radiación absorbida por una solución ABSORBANCIA: Cantidad de radiación absorbida por una solución. La absorción depende de la estructura de las moléculas y tambien de la longitud de onda

log Io/I = A = ε b c absorbida por una muestra con: Ley de Beer-Lambert: Relaciona la cantidad de luz absorbida por una muestra con: a) El espesor de la muestra y b) La concentración de la sustancia. La ley se expresa por la relación: log Io/I = A = ε b c En donde: Io = Intensidad de la luz incidente (medida a través del disolvente puro) I = Intensidad de luz transmitida A = Absorbancia ε = Coeficiente de absortividad molar (litros / mol cm) b = Longitud recorrida por la luz a través de la muestra (cm) c = Concentración molar (mol / litro).

Absorbancia y absortividad Molar La magnitud de a depende de las unidades para b y c. Si b esta en cm y C en g/L, a = L g-1 cm-1 Si b está en cm y c en mol/l, la absortividad se llama absortividad molar e (L mol-1 cm-1 ) A = e b c La absorbancia es directamente proporcional a la longitud b de la trayectoria a traves de la solucion y a la concentración c de la especie absorbente.

CUANTIFICACION Para determinaciones cuantitativas se debe determinar la longitud de onda de máxima absorción (minimiza el error de medición y se maximiza la sensibilidad). Denominamos espectro de una sustancia a la representación de absorbancia (A) en función de longitud de onda (λ).

debe realizar la curva de calibración (determinar  ) CURVA DE CALIBRACION 2.- Para verificar el cumplimiento de la ley de Beer, se debe realizar la curva de calibración (determinar  ) 3.- Medir el “blanco” de referencia para corregir las perdidas por dispersion y reflección. 4. - Leer la absorbancia de la muestra desconocida

Muestras y solventes En fase gaseosa o en disolución. En disolución: Se emplean cubetas de cuarzo de distintos tamaños. Las mas corrientes son de 1 cm de espesor con capacidad para  3mL de disolución Hay que preparar cuidadosamente disoluciones muy diluidas (p. ej. 1mg en 100mL de disolución) Solventes más comunes: EtOH 95% (barato y transparente) y ciclohexano (menos polarmenos interacciones).

Aplicacion de la ley de Beer a mezclas La ley de Beer se aplica a soluciones que contiene más de una clase de sustancia absorbente. Siempre que no haya interacción entre las especies Donde 1, 2, …, y n son los componentes absorbentes.

CURVAS DE MEZCLAS

Limitaciones de la ley de Beer Las desviaciones se producen cuando: 1. La concentración de la solución a medir es muy alta 2. La luz incidente no es monocromática 3. La cantidad de luz absorbida por el solvente es elevada 4. Hay luz transmitida que no es generada a partir de la sustancia a cuantificar 5. Los lados de la celda donde se deposita la muestra no son paralelos 6. Mezcla de varias especies químicas que absorben luz de la misma longitud de onda: las especies “compiten” entre sí por la luz, cada una con diferente absortividad.

Desviaciones de la ley de Beer La ley de Beer solo describe absorción en soluciones diluidas A concentraciones > 0.01M la distancia promedio entre las moleculas absorbentes hace que cada molecula interactue con las moleculas vecinas, alterando la capacidad de absorber radiación a una l determinada Algunos iones o moleculas organicas de gran tamaño NO cumplen estrictamente con la ley de Beer aún en soluciones diluidas.

Desviaciones químicas Los cambios de concentración no deben provocar alteraciones significativas en el h de la solución Desviaciones químicas Ocurren cuando un analito se disocia, asocia o reacciona con el disolvente, resultando en un producto con espectro de absorcion diferente. Indicadores acido-base

Azul de Bromotimol amarilla azul

Desviaciones instrumentales con radiaciones policromaticas “El cumplimiento estricto de la ley de Beer solo se da con radiaciones monocromaticas” Los dispositivos seleccionadores originan una banda simetrica de longitudes de onda en torno al valor deseado A medida que aumenta la diferencia entre las absortividades molares para las distintas longitudes de onda, las desviaciones son mayores.

Desviaciones instrumentales en presencia de luz parasita Cuando la radiación proveniente del dispositivo seleccionador esta contaminada con radiación dispersada o parasita (por dispersion y reflexion en las superficies interiores del aparato) Se obtienen absorbancias menores a las teoricas. Se produce mayor desviación a mayores concentraciones

Titulaciones fotométricas Las mediciones fotométricas o espectrofotométricas se pueden emplear para localizar el punto final o de equivalencia de una titulación. Requisito: el analíto, el reactivo o el producto de la titulación deben absorber radiación. Alternativamente un indicador absorbente puede proveer el cambio necesario de absorbancia para la ubicación del punto final.

Curvas de Titulación Una curva de titulación fotométrica es un gráfico de absorbancia, corregida por cambios de volumen, como una función del volumen del titulante. Si se eligen las condiciones adecuadamente, la curva consistirá de dos regiones de líneas rectas con pendientes diferentes, una que ocurre al comienzo de la titulación y la otra ubicada más allá de la región del punto de equivalencia. Se toma el punto final como la intersección de las porciones lineales extrapoladas.