ESPECTROSCOPIA DE ABSORCION MOLECULAR UVVIS Ley de Beer

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)

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

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. Po P P-d. P dx La transmitancia frecuentemente se expresada como porcentaje: %T = (I/Io) x 100

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

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 A= e (L mol-1 cm-1 ) ebc 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 1. 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).

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 3 m. L de disolución • Hay que preparar cuidadosamente disoluciones muy diluidas (p. ej. 1 mg en 100 m. L de disolución) • Solventes más comunes: Et. OH 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. 01 M la distancia promedio entre las moleculas absorbentes hace que cada molecula interactue con las moleculas vecinas, alterando la capacidad de absorber radiación a una determinada – Algunos iones o moleculas organicas de gran tamaño NO cumplen estrictamente con la ley de Beer aún en soluciones diluidas.

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.