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yessenia-crespo
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Espectrometría
Espectro electromagnético
Radiación electromagnética: energía que se transmite a través del espacio en forma de ondas.Amplitud: distancia entre ondas, Periodo: tiempo entre máximos y mínimos, pFrecuencia: número de oscilaciones por unidad de tiempo, v
Regiones del Espectro Electromagnético
Tipo de espectroscopia
Tipo de cambio cuántico
Longitud de onda
RMN Cambio de espín 10m – 100 cmREE Cambio de espín 100 cm – 1 cmMO Cambio de orientación 1 cm – 10 0 μmIF Cambio de
configuración10 0 μm – 1000nm
UV/Vis Cambio de distribución de electrones
1000nm – 10 nm
RX Cambio de distribución de electrones
10 nm – 100 pm
Tipo de cambio cuántico
Skoog 8ª edicíón
Espectrometría UV/Vis
Espectrometría Infrarojo (IR)
Espectrometría de Absorción Atómica (AA)
Espectrometría
Espectrometría UV/Visible
Espectrometría de fotones en las regiones ultravioleta(160 – 375 nm) y visible (375 – 700 nm)
Neutrón
Protón ( + )
Electrón ( - )
La energía del electrón es mayor cuanto mayor sea el radio
r1r2
De r2 → r1 se pierde energía en forma de luz, se emite un fotón
De r1 → r2 se absorbe un fotón de energía,
Pierde energía en forma de fotón
Absorbe energía en forma de fotón
Espectrometría de absorción
E=hvE= energía del fotónH= constante de Planck (6.63x10-34Js
0
3
1E2
E1
E1 = hv1
E2 = hv2
Radiación incidente P0
Radiación emitida P
A
1
2
Método de absorción
Espectrometría UV/Vis
Fundamento
Los picos de absorción UV/Vis están estrechamente relacionados con el tipo de enlace.
Esta restringida a un número limitado de grupos funcionales llamados cromóforos
Herramienta útil para identificar grupos funcionales en una molécula.
Determinación cuantitativa de compuestos que contienen grupos absorbentes.
Ley de Beer: Relaciona la concentración de una solución y la capacidad de transmitir una radiación monocromática
A = abc A = εbc
a = absortividad (L·g-1·cm-1)
b = longitud interna de la celda (cm)
c = concentración (mol, g·L-1)
ε= absortividad molar, coeficiente de extinción molar( (L·mol-
1·cm-1)
Espectrometría UV/Vis
Espectrometría UV/Vis
Po = 100 fotones 50 fotones = P
Haz monocromático T = 0.5 = 50%
Po = Potencia radiante
P = Potencia emergente
T= Transmitancia
A = Absorbancia
T = P/Po y %T = 100T = 100(P/Po)
A = log Po/P = -logT
Espectrometría UV/Vis
1.0
0.75
0.5
0.25
0.0
1.0 2.0 3.0 cm
Transm
itanci
a (
P/P
0)
P1= ½P0
P2= ¼P0
P3=1/8P0
Efecto de la longitud de la celda sobre la transmitancia y absorbancia
Abso
rbanci
a0.
0
0.
45
0.9
P0
P0
1.0 2.0 3.0 cm
A0= 0.0
A1= 0.301
A2= 0.602
A3= 0.903
Limitaciones de la ley de Beer
Espectrometría UV/Vis
Instrumentales: Fuente luminosa,Radiación policromáticaSistema detectorConcentración de analito.
Concentración
Abso
rban
cia
Desviación química: Disociación/asociación del analito con el disolvente
Espectrometría UV/Vis
Concentración
Abso
rban
cia
430 nm
Concentración
Abso
rban
cia
570 nm
Ejemplo:Encontrar T y A de una solución cuya concentración es 2.4 x 10-3 M cuya absortividad molar es de 313 L M-1 cm-1,en un a celda de 2.0 cm de paso de luz
Espectrometría UV/Vis
T = P/Po y %T = 100T = 100(P/Po)
A = log Po/P = -log T
A = εbc
Instrumentación básica
Espectrometría UV/Vis
Fuente luminosa
Espectrometría UV/Vis
Lámpara de deuterio: Para la región UV (160 – 375 nm)
Lámpara de Tugsteno: Para la región Visible/IR cercano (350 – 2500 nm)
Lámpara arco de xenón: (200 – 1000nm)
Cubeta para muestra
Cuarzo o sílice fundidaUV (<350 nm)
Vidrios silicatos, plástico
Vis (350 – 2000 nm)
1 cm
Espectrometría UV/Vis
Detectores
Espectrometría UV/Vis
Foto-tubo
Cuerpo: vidrio o silice
Fotocátodo: Cs, Cs/Sb
Rango: 180 – 600 nm
Fotomultiplicador
Similar al foto- tubo
Dinodo: Cs/Sb
Rango: UV/Vis
Espectro de absorción: es un gráfico que muestra cómo varía A (є) al variar la longitud de onda
Espectrometría UV/Vis
Especies absorbentes
Espectrometría UV/Vis
La absorción de las moléculas orgánicas dependerá de forma directa de los enlaces involucrados en dicha
molécula
AlquenoAzo
Especies absorbentes
Espectrometría UV/Vis
Absorción de compuestos orgánicos que contienen hetero-átomos no saturados
Compuesto max
H2O 167
CH3OH 184
CH3Cl 173
CH3NH2 215
(CH3)3N 227
Cromóforos: parte de una molécula capaz de absorber energía y emitir colores
Espectrometría UV/Vis
Crómoforo Compuesto max (nm) є
Alqueno C6H13=CH2 177 13000
Alqueno conjugado CH2=CHCH=CH2
217 21000
Alquino C5H11≡C-CH3 178 10000
Azo CH3N=NCH3 339 5
Nitro CH3NO2 280 22
Nitrato C2H5ONO2 270 12
Características de absorción de algunos cromóforos orgánicos
Espectrometría UV/Vis
Características de absorción de algunos aromáticos
Compuesto Banda 1 max (nm)
Banda 2
max
(nm)
Benceno C6H6 204 256
Tolueno C6CH5 207 261
Fenol C6H5OH 211 270
Naftaleno C10H8 286 312
Estireno C6H5CH=CH
2
244 282