Espectroscopía de absorción UV-visible (de absorción y de fluorescencia)

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Absorción

Los espectros de absorción UV-visible no están formados de picos como en espectroscopía atómica o en fluorescencia de rayos X, sino de bandas más o menos anchas. La anchura de estas señales, su posición en el espectro, su intensidad e incluso su número dependen de diversos factores, como el estado físico (más estrechas en gases), la naturaleza del disolvente, la temperatura, el pH… El hecho de que aparezcan pocas bandas y que sean tan dependientes de variables externas hace que esta técnica sea poco adecuada para la identificación, si bien sí suele ser posible adscribir la especie a la familia química correspondiente o averiguar la presencia en la molécula de grupos químicos absorbentes o cromóforos.

Sin embargo, la espectroscopía de absorción UV-visible sí es muy apropiada para realizar análisis cuantitativos una vez conocida la naturaleza de la muestra, ya que la ley de Beer se cumple muy bien. Incluso puede aplicarse normalmente la ley de aditividad de absorbancias, según la cual la absorbancia de una mezcla es la suma de la absorbancias de los componentes individuales.

La técnica es idónea para compuestos orgánicos líquidos, gaseosos o en disolución que poseen instauraciones (enlaces múltiples); para iones de elementos de transición, libres o compuestos (Cr3+, MnO4-…) y para compuestos organometálicos de lantánidos y actínicos. También es aplicable a compuestos no absorbentes de radiación UV-visible si son capaces de unirse a un reactivo de modo que se forme un compuesto absorbente. La técnica permite, por otro lado, detectar fotométricamente el punto de equivalencia en muchas valoraciones.

Luminiscencia (fluorescencia y fosforescencia)

Tras la absorción de radiación UV-visible las moléculas pueden relajarse de modo no radiante (calor) o radiante; en este caso pueden hacerlo de dos modos: por fluorescencia y por fosforescencia, formas ambas de fotoluminiscencia.  La primera técnica se emplea mucho más. Aunque no es muy apropiada para identificar sustancias, sí lo es para cuantificarlas (incluso es mejor que la absorción UV-visible) porque la señal es lineal con la concentración en un intervalo bastante ancho y los límites de detección son muy bajos. El inconveniente es que solo una pequeña parte de los compuestos orgánicos son luminiscentes. Además, los efectos de matriz son considerables. En general, hay que prestar atención a  todas las causas que puedan producir quenching (desactivación de la fotoluminiscencia).

En estas técnicas se trabaja con dos tipos de espectros, el llamado de excitación (esencialmente igual al de absorción) y el de emisión. Los mejores fluorímetros son los que pueden registrar ambos. Hoy día estas técnicas se han implementado en pequeños dispositivos llamados sensores que miden automáticamente la concentración de uno o varios analitos (por ejemplo, el sensor de fluorescencia de oxígeno).

En medio ambiente las técnicas fotoluminiscentes permiten estudiar especies de interés ambiental tanto líquidas como sólidas y gaseosas. Se han adaptado sondas de fluorescencia a penetrómetros para estudiar subsuelos

 

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