Clase Metodos Espectroscopicos

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MÉTODOS 
ESPECTROSCÓPICOS
Dra. María del Carmen Sarno
�Basados en: 
Interacción entre radiación electromagnética y materia
�Causa: → Reorientación de la radiación
→Transiciones entre niveles de Energía atómicos 
ó moleculares . Las transiciones que normalmente 
ocurren en espectroscopía UV- Vis son: 
Tipos de Interacción
� Absorción de Radiación: transición de nivel inferior 
a nivel superior
�Emisión de Radiación: transición de nivel superior a 
nivel inferior
�Dispersión de Radiación: cambio de dirección de la 
luz. Puede como no ocurrir transferencia de energía 
Absorción, Emisión, Fluorescencia y Fosforescencia 
La radiación electromagnética tiene características de partícula y de onda
Par1cula: paquetes discretos de energía → Fotones
Fotón: Componente campo eléctrico oscilante E
Componente campo magnético oscilante M 
Velocidad de propagación de la radiación en un medio: v= λ . ν
Longitud de onda: � [Å; nm; µm] varía según el medio
Frecuencia: ν [s-1] = constante para una fuente dada
Energía del Fotón: E = h ν = h c/λ
h: constante de Planck = 6.62618x10 -34 J s 
c : Velocidad de la luz en el vacío = 2.99792x10 8 m / s
c = λ ν
Índice de refracción: η = c / v 
medio η* 
aire 1.0003 
agua 1.333 
50% de sacarosa en el agua 1.420 
S2C 1.628 
cuarzo 1.544 
Diamante 2.417 
* medido con luz de 589,3 nm
EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Tipo de Radiación 
Rango de frecuencias 
(Hz) 
Range de longitud de 
onda
Tipo de Transición 
rayos gamma 10 24 -10 20 <1 pm nuclear 
Rayos X 1020 -10 17 1 pm-1 nm Electrones internos 
ultravioleta 10 17 -10 15 1nm- 400 nm 
Electrones de la capa 
de valencia 
visible 7.5- 4 x10 14 400nm- 750 nm-
Electrones de la capa 
de valencia 
infrarrojo cercano 4x10 14 -1x10 14 750 nm 2,5 µm 
Vibraciones electrones 
de enlace 
infrarrojo 10 14 -10 13 2.5 µm 25 μm 
vibraciones 
moleculares 
microondas 3x10 13 -3x10 11 25 µm 1 mm 
Rotaciones 
moleculares
* cambio de spin de 
electrones 
ondas de radio <3x10 11 >1 mm > 1 mm 
Cambios de orientación 
del spin nuclear * 
* para los niveles de energía originados por un campo magnético 
Métodos analíticos cuantitativos basados en la absorción de 
la radiación
Io: Intensidad radiación incidente I: Intensidad radiación no absorbida
Transmitancia : T = I / Io
T% = (I / Io) . 100
Absorbancia: A = - log T = - log (I / Io) 
LEY DE LAMBERT Y BEER
Supuestos: 1- Radiación monocromática
2- Incidencia perpendicular a la superficie
3- Solución diluida y homogénea
A = ai
����. b . c. b . c. b . c. b . c
ai
�: coeficiente de absortividad ; b: camino óptico c: concentración del analito.
Para c expresada en M:
A = ����iiii
����. b . C. b . C. b . C. b . C
����iiii
���� : : : : absortividad molar
Si están presentes varias especies que absorben:
Subíndices: 1; 2…..n: diferentes especies absorbentes presentes
Para las especies 1 y 2 que no se 
interfieren en su absorción:
A λ1 : A1=k11C1 + k12C2 
A λ2 : A2=k21C1 + k22C2
Medición Absorciométrica
Medimos : T = I / Io
I transmitida por la muestra / I transmitida por el blanco
DEDUCCIÓN DE LA LEY DE LAMBERT – BEER
Las moléculas son discos absorbentes de sección transversal �
Io: intensidad en Z = 0; Iz: intensidad a la entrada del dz; 
dI: intensidad absorbida en dz; I: intensidad de radiación que emerge de la muestra
dI = - Iz . N . � . dz
La fracción de fotones absorbidos será:
dI/ Iz = - � . N . dz
Integrando entre z = 0 y z = b :
ln I – ln Io = - � . N . b ó ln (I/Io) = - � . N . b 
N (moléculas / cm 3) . (1 mol / 6.023x10 23 moléculas) . 1000 cm 3 / L = c (mol / L) 
N = C [mol/L]. 6,023 .1020 y 2,303 * log (x) = ln (x), entonces
-ln (I/Io) = � . (6,023 . 1020/ 2,303). c . b
Las constantes de esta ecuación pueden agruparse en un único término ε para dar:
-ln (I/Io) = A = � . B . c
LIMITACIONES A LA LEY DE LAMBERT - BEER
Instrumentales: Luz no monocromática
Químicas: Asociación ó disociación de especies absorbentes
Adición insuficiente de reactivo cromógeno
Físicas: Variación de η con C
Reflexiones múltiples
Fluorescencia y turbidez
ESQUEMA DE UN INSTRUMENTO USADO EN ABSORCIOMETRÍA
Espectro de emisión de una lámpara de Tungsteno
Monocromador a prisma y a red de difracción
Detector fototubo multiplicador