Descargar la presentación
La descarga está en progreso. Por favor, espere
1
Introducción a la espectroscopía analítica
Química Analítica II Introducción a la espectroscopía analítica
2
La radiación electromagnética
3
Espectro electromagnético
Micro ondas Gama Rayos X UV Infrarrojo Radio ondas Luz visible Longitud de onda
4
Rayos gama: excitan transiciones nucleares
5
Rayos X: excitan los electrones internos de los átomos
6
UV-visible: excita los electrones externos de los átomos
7
Luz infrarroja: excita las vibraciones moleculares
8
Microondas: excitan las rotaciones moleculares
9
Ondas de radio: excitan las transiciones de espín
l = 21 cm
10
Transiciones electrónicas
11
Representación de la absorción electrónica en átomos
hn Regla de conservación del espín: sólo están permitidas las transiciones que conservan el espín. Regla orbital: sólo están permitidas las transiciones para las cuales Dl = 1.
12
Niveles de energía y transiciones permitidas en un átomo de sodio.
13
Espectro de absorción atómica del sodio
0.01 nm
14
Importancia para la química analítica
Desde el punto de vista analítico, los espectros con bandas de absorción muy finas (llamados espectros de línea) implican que el método espectroscópico de absorción atómica será muy selectivo para la determinación de un elemento en particular.
15
Representación de la absorción y emisión electrónica en átomos
Absorción Emisión
16
Lámpara de emisión de vapor de sodio
17
Representación de la absorción electrónica en moléculas
LUMO hn HOMO Lowest Unoccupied Molecular Orbital Heighest Occupied Molecular Orbital
18
LUMO HOMO nvib 0-0 n’ = 2 n’ = 1 n’ = 0 n = 2 n = 1 n = 0
Bandas vibrónicas
19
LUMO HOMO 0-0 Bandas vibrónicas
20
Bandas vibrónicas, de rotación y de acoplamiento con el solvente
LUMO HOMO 0-0 Bandas vibrónicas, de rotación y de acoplamiento con el solvente
21
Los espectros de absorción de moléculas son anchos (de banda)
50 nm Banda sin estructura (fase líquida con alta interacción con el solvente) Banda con estructura fina (fase vapor) Banda con estructura fina (fase líquida con baja interacción con el solvente)
22
Importancia para la química analítica
Desde el punto de vista analítico, los espectros con bandas anchas (llamados espectros de banda) implican que el método espectroscópico de absorción molecular será poco selectivo para la determinación de un compuesto en particular.
23
Intensidades de las bandas de absorción moleculares en el UV-visible
Regla de selección del espín. Regla de selección orbital.
24
Transición Ejemplo Intensidad
Regla de selección orbital para algunas transiciones Transición Ejemplo Intensidad s-s* Compuestos saturados Permitida s-p* Compuestos con enlaces p Prohibida p-p* n-p* Compuestos con átomos con electrones no enlazantes (N, O) n-s* d-d Complejos metálicos de transición d-L o L-d Complejos metálicos de transición con bandas de transferencia de carga
25
Algunos procesos posteriores a la absorción de radiación en moléculas
Fluorescencia Absorción Relajación vibracional
26
Instrumentación para espectrofotometría de absorción UV-visible
27
Esquema básico Fuente Selector de l Celda Detector P0 P
28
Fuentes para espectroscopía UV-visible
29
Lámpara de tungsteno (visible)
30
Lámpara de descarga de deuterio (UV)
Cátodo Ánodo D2 +
31
Rangos de longitud de onda de las lámparas en UV-visible
Rango (nm) Deuterio Tungsteno
32
Selectores de longitud de onda para espectroscopía UV-visible
33
Filtros de absorción (visible)
La longitud de onda transmitida depende del color del filtro. Ancho de banda = nm
34
Filtros de interferencia de caras paralelas (UV-visible)
La longitud de onda transmitida depende del espesor. Ancho de banda = nm
35
Filtros de interferencia en forma de cuña (UV-visible)
La longitud de onda transmitida depende del espesor. Ancho de banda = nm
36
Prisma (UV, cuarzo, visible, vidrio)
La longitud de onda transmitida depende del camino dentro del prisma. Ancho de banda = nm
37
Curva de dispersión de un material
Índice de refracción Dispersión anómala Dispersión normal Longitud de onda
38
Refracción en un prisma
39
Red de difracción (UV-visible)
40
f1 f2 d
41
Resumen de selectores de longitud de onda
Ancho de banda (nm) Barrido espectral Filtro de absorción 50-80 No Filtro de interferencia caras paralelas 5-20 Fitro de interferencia cuña Sí Prisma 0.1-5 Red de difracción Monocromadores
42
El ancho de la ranura del haz de salida del monocromador determina el rango de longitudes de onda que llegan a la celda. Este rango se llama ancho de banda instrumental. Este ancho se agrega al ancho de banda natural de cada compuesto, dando por resultado el ancho de banda efectivo de su espectro.
43
Ancho de banda efectivo de una banda espectral
Altura máxima Ancho a la mitad de la altura máxima
44
Efecto del aumento en el ancho de la ranura
Espectro sin ancho de banda agregado Espectro con ancho de banda 20 nm Espectro con ancho de banda 50 nm Al disminuir el ancho de ranura aumenta la sensibilidad
45
Efecto de la disminución en el ancho de la ranura del haz
Espectro sin ancho de banda agregado Espectro con ancho de banda 5 nm Espectro con ancho de banda 1 nm
46
Al seguir disminuyendo el ancho de ranura, aumenta el efecto del ruido, disminuyendo la sensibilidad. La sensibilidad, definida como la pendiente de la curva de calibrado, aumenta al disminuir el ancho de ranura. La sensibilidad analítica, definida como el cociente entre la pendiente de la curva de calibrado y el ruido, tiene un valor óptimo para cierto ancho de ranura. Al aumentarlo o disminuirlo, la sensibilidad analítica disminuye.
47
Efecto del ancho de ranura sobre la selectividad
Al aumentar el ancho de ranura, aumenta el ancho de banda y disminuye la selectividad
48
Celdas para espectroscopía UV-visible
49
Celda macro Celda micro
UV: cuarzo, visible: vidrio, acrílico
50
Detectores para espectroscopía UV-visible
51
Celda fotovoltaica (visible)
52
Fototubo (UV-visible)
Alta sensibilidad: cada fotón produce un electrón
53
Tubo fotomultiplicador (UV-visible)
Alta sensibilidad: cada fotón produce hasta 107 electrones
54
Tubo fotomultiplicador (UV-visible)
55
Arreglo de fotodiodos (UV-visible)
56
Fotocolorímetro Muestra Filtro de absorción Lámpara de W
Celda fotovoltaica
57
Fotocolorímetro
58
Espectrofotómetro Fuente Fototubo Selector de l Muestra
59
Espectrofotómetro
60
Espectrofotómetros de simple y doble haz
Fuente Selector de l Celda Detector Fuente Selector de l Celda Muestra Detector
61
Espectrofotómetro de arreglo de diodos
Fuente Muestra Diodos Dispersor de l
62
Espectrofotómetro de arreglo de diodos
Presentaciones similares
© 2024 SlidePlayer.es Inc.
All rights reserved.