Física RESUMEN Luz

Vista previa del material en texto

1 
 
Luz 
 
Primera parte. 
La luz es una onda electromagnética. A su vez, presenta aspecto de partícula, ya que la energía transportada 
por las ondas luminosas se encuentra contenida en paquetes discretos llamados fotones o cuantos. La 
radiación electromagnética viaja en el vacío con la misma rapidez tal que 3,00 × 108 m/s. 
Un frente de onda es un lugar geométrico de todos los puntos adyacentes en los cuales la fase de vibración 
de una cantidad física asociada con la onda es la misma. En cualquier instante, todos los puntos del frente 
de onda están en la misma parte de su ciclo de variación. Por otro lado, los rayos son las trayectorias de 
las partículas -desde el punto de vista corpuscular- o bien, son una línea imaginaria a lo largo de la dirección 
de propagación de la onda -desde el punto de vista ondulatorio. 
 
FENÓMENOS DE REFLEXIÓN & REFRACCIÓN. 
La reflexión es un cambio de dirección de una onda al entrar en contacto con la superficie entre dos medios 
cambiantes. Dicha onda, al chocar, vuelve al medio donde se originó. Puede ser de tipo especular -la 
superficie con la que choca es lisa- o de tipo difusa -la superficie es áspera, con pozos. En los esquemas, la 
normal es perpendicular a la superficie de choque. A partir de ésta, se determina el ángulo que se genera 
entre los rayos incidentes, reflector y refractor. La refracción es un cambio de dirección y velocidad que 
experimenta una onda al pasar de un medio a otro con distinto índice de refracción. El índice de refracción 
se conoce como 𝒏 =
𝒄
𝒗
, tal que c es la rapidez de la luz en el vacío y v la rapidez de la luz en el material. Otra 
relación que podemos plantear en base a índices de refracción es la siguiente ecuación: 
𝒏𝟏
𝒏𝟐
= 
𝒗𝟐
𝒗𝟏
. 
 
 
• El ángulo de reflexión θr, es igual al ángulo de incidencia θα para todas las longitudes de onda y para 
cualquier par material. Esto constituye la ley de reflexión: θr = θα. 
• Para la luz monocromática y para un par dado de materiales, a y b, en lados opuestos de la interfaz, 
la razón de los senos de los ángulos θa y θb, donde los dos ángulos están medidos a partir de la 
normal a la superficie, es igual al inverso de la razón de los dos índices de refracción tal que: 
𝐬𝐢𝐧𝜽𝒂
𝐬𝐢𝐧𝜽𝒃
=
 
𝒏𝒃
𝒏𝒂
, por lo tanto: 𝐬𝐢𝐧 𝜽𝒂 × 𝒏𝒂 = 𝐬𝐢𝐧 𝜽𝒃 × 𝒏𝒃. Esto se lo conoce como la ley de refracción o ley de 
Snell. 
 
Podemos plantear ciertas condiciones para estos casos: 
• Los rayos incidente, reflejado y refractado, así como 
la normal a la superficie, yacen todos en el mismo 
plano. El plano de los tres rayos es perpendicular al 
plano de la superficie de frontera o limítrofe entre los 
dos materiales. Siempre se dibujan los diagramas de 
los rayos de manera que los rayos incidente, 
reflejado y refractado estén en el plano del diagrama. 
2 
 
• La intensidad de los rayos reflejado y refractado dependen del ángulo de incidencia, de los dos 
índices de refracción y de la polarización (es decir, de la dirección del vector del campo eléctrico). 
La fracción reflejada es mínima cuando la incidencia es normal (θa = 0°), donde es alrededor del 4% 
para una interfaz aire-vidrio. Esta fracción se incrementa al aumentar el ángulo de incidencia hasta 
llegar al 100%, que se da con una incidencia límite, cuando θa = 90°. 
Ahora, analicemos un poco el aspecto ondulatorio que tiene la luz por sobre una superficie. En primer lugar, 
la frecuencia no cambiará ya que depende de la luz incidente, y la superficie del material no puede crear 
ni destruir ondas. Por otro lado, la longitud de onda (λ) será diferente en cada material. De acuerdo a la 
fórmula: v = λ x f, como f es constante y la velocidad siempre es menor en el material que en el vacío, 
obtendremos una longitud de onda menor. Analizando todo en términos de índice de refracción 
obtenemos: 𝝀 = 
𝝀𝟎
𝒏
. Teniendo, por ejemplo, una onda que pasa de un medio de menor índice de refracción 
a uno de mayor índice de refracción, la velocidad disminuye, por consiguiente, la longitud de onda deberá 
ser menor y eso se verifica que al aumentar n en la ecuación, lambda disminuye. Si se ingresa de un medio 
con mayor índice de refracción a uno de menor, ocurre lo inverso. 
La reflexión interna total hace referencia al hecho en el que el ángulo de incidencia con respecto a la 
normal es tal que garantice la existencia de un ángulo de refracción de 90°. De esta forma, se da una 
reflexión total y una nula refracción. Este ángulo se lo conoce como θ crítico. Para estimar dicho ángulo se 
utiliza la siguiente ecuación: 𝐬𝐢𝐧𝜽𝒄𝒓í𝒕𝒊𝒄𝒐 = 
𝒏𝒃
𝒏𝒂
 tal que na > nb. 
 
En el caso de que na < nb, el ángulo límite lo pondrá el ángulo de refracción, mientras que el ángulo de 
incidencia tomará el valor de 90°. 
FENÓMENO DE POLARIZACIÓN. 
Una onda electromagnética transversal posee los campos eléctrico y magnético fluctuantes 
perpendiculares entre sí y con respecto a la dirección de propagación. Siempre se define la dirección de 
polarización de una onda electromagnética como la dirección del vector campo eléctrico �⃗� . 
La polarización en sí es una característica que poseen todas las ondas electromagnéticas transversales. 
Ahora bien, si hablamos de una onda que posee sólo desplazamientos en y, decimos que dicha onda está 
linealmente polarizada en la dirección y, si sólo posee en z lo estará en dicha componente. Para las ondas 
mecánicas, es posible construir un polarizador tal que permita que sólo pasen ondas con cierta dirección 
de polarización. 
 
Hablando en términos de luz real, ésta contiene un número enorme de moléculas con orientaciones al azar, 
por lo que la luz emitida es una mezcla aleatoria de ondas linealmente polarizadas en todas las direcciones 
transversales posibles. Esa luz se llama luz no polarizada o luz natural. 
Para obtener luz polarizada a partir de una luz natural, hay que tener en cuenta los filtros polarizadores. 
Un ejemplo de microondas es la disposición de ciertos alambres. Éste posee electrones que tienen libertad 
de movimiento a lo largo de la longitud de los alambres conductores que lo componen y lo harán en 
respuesta a una onda cuyo campo �⃗� sea paralelo a los alambres. Las ondas con �⃗� orientado en forma 
perpendicular a los alambres pasan prácticamente intactas, ya que los electrones no se pueden desplazar 
a través del aire que separa los alambres. Por consiguiente, una onda que pase a través de un filtro de este 
tipo quedará polarizada sobre todo en la dirección perpendicular a los alambres. He aquí un ejemplo, pero 
de Polaroid que funciona como polarizador de luz natural: 
3 
 
 
Yendo un poco más allá con los filtros polarizadores, uno de éstos “ideal” dejaría pasar el 100% de la luz 
incidente que esté polarizada en la dirección del eje de polarización del filtro, pero bloquea completamente 
toda la luz polarizada en forma perpendicular a este eje. Suponiendo esto, la intensidad de la luz 
transmitida es exactamente la mitad que la de la luz incidente no polarizada. Y, como la luz incidente es 
una mezcla aleatoria de todos los estados de polarización y estas dos son iguales en promedio, se transmite 
la mitad de la intensidad incidente. 
Ahora bien, si pasamos la luz linealmente polarizada por un polarizador y la hacemos pasar por un segundo 
polarizador –o bien, analizador-, el eje de polarización de este último formará un ángulo ϕ con el eje de 
polarización del primer polarizador. Resolviendo la luz linealmente polarizada transmitida con dos 
componentes -una paralela y otra perpendicular- podemos sacar dos conclusiones importantes: 
• Sólo la componente paralela, con amplitud E cos ϕ, es transmitida por el analizador 
• La intensidad transmitida es máxima cuando ϕ = 0°. 
• La intensidad transmitida es nula cuando ϕ = 90°. 
• Para valores intermedios a estos se utiliza la Ley de Malus que se corresponde con la siguiente 
ecuación: 𝑰 = 𝑰𝒎á𝒙 × 𝐜𝐨𝐬
𝟐 𝝓 tal que I máxima se corresponde a la intensidadde la luz transmitida 
en ϕ = 0. Sólo se aplica si la luz incidente que pasa a través del analizador ya está linealmente 
polarizada. 
He aquí un esquema completo con lo explayado: 
 
La polarización por reflexión permite obtener luz linealmente polarizada a partir de luz natural que 
incide sobre una superficie y se refleja. La luz natural no polarizada incide sobre una superficie 
reflectante entre dos materiales ópticos transparentes; el plano que contiene los rayos incidente y 
reflejado y la normal a la superficie se llama plano de incidencia. Las ondas para las que el vector de 
campo eléctrico �⃗� es perpendicular al plano de la incidencia (es decir, es paralelo a la superficie reflectante) 
se reflejan con más intensidad que aquellas cuyo �⃗� yace en ese plano. Hay cierto ángulo de incidencia 
(llamado ángulo de polarización θp), en el que si el campo eléctrico yace en el plano de incidencia se 
Podemos ver esto 
en los anteojos con 
filtros para cine en 
3D. 
4 
 
refracta por completo. Ahora si el campo eléctrico es perpendicular al plano de incidencia, en ese ángulo 
se refleja de forma totalmente polarizada y la otra parte se refracta de forma parcialmente polarizada con 
mezcla de componentes. Cuando el ángulo de incidencia es igual al ángulo de polarización θp, el rayo 
reflejado y el rayo refractado son perpendiculares entre sí. Esto se deduce de la ley de Brewster tal que su 
deducción es: 
𝒏𝒂 × 𝐬𝐢𝐧 𝜽𝒑 = 𝒏𝒃 × 𝐬𝐢𝐧(𝟗𝟎° − 𝜽𝒑) = 𝒏𝒃 × 𝐜𝐨𝐬 𝜽𝒑 𝒅𝒆 𝒅𝒐𝒏𝒅𝒆 𝒔𝒆 𝒅𝒆𝒅𝒖𝒄𝒆 𝒒𝒖𝒆: 𝐭𝐚𝐧𝜽𝒑 =
𝐬𝐢𝐧𝜽
𝐜𝐨𝐬𝜽
= 
𝒏𝒃
𝒏𝒂
 
Un ejemplo cotidiano de esto son los anteojos de sol, cuyo plano de incidencia al ser vertical sólo deja pasar 
la componente vertical -escasa-, mientras que la componente horizontal la absorbe completamente. 
 
La polarización circular se genera por superposición de dos ondas linealmente polarizadas -por ejemplo, 
el y y en z- tal que se encuentran desfasadas en ¼ de ciclo, pero poseen igual amplitud. Se dice que la onda 
está circularmente polarizada por la derecha cuando el sentido del movimiento de una partícula en la 
cuerda, para un observador que mira hacia atrás a lo largo de la dirección de propagación, es el sentido 
horario; se dice que la onda está circularmente polarizada por la izquierda si el sentido del movimiento es 
el antihorario. Todo esto, lo define la dirección del vector campo eléctrico �⃗� : si éste gira en sentido horario, 
la onda está circularmente polarizada por derecha, mientras que, si gira en sentido antihorario, lo está por 
izquierda. 
Si la diferencia de fase entre las dos ondas componentes es distinta de un cuarto de ciclo, o si las dos ondas 
componentes tienen amplitudes diferentes, entonces cada punto de la cuerda traza no un círculo, sino una 
elipse. En este caso, se dice que la onda está elípticamente polarizada. 
Muchas veces se puede lograr una polarización circular o elíptica en ondas mecánicas, pero en el caso de 
la luz se utiliza el fenómeno de birrefringencia de un material dado, es decir, que dicho material tenga 
diferentes índices de refracción ante distintas direcciones de polarización. Cuando dos ondas de igual 
amplitud y direcciones de polarización perpendiculares entran en un material de este tipo, viajan con 
diferente rapidez. Si están en fase cuando ingresan al material, en general, ya no estarán en fase cuando 
salgan. 
EXTRAS. 
• Dispersión es el fenómeno de separación de las ondas de distinta frecuencia al atravesar un 
material. 
• Interferencia es el fenómeno en el que dos o más ondas se superponen para formar una onda 
resultante de mayor, menor o igual amplitud. 
• Difracción es fenómeno característico de las ondas que se basa en la desviación de estas al 
encontrar un obstáculo o al atravesar una rendija. 
 
 
Segunda parte 
De la idea de que la energía de un fotón está dada por la fórmula 𝑬 = 𝒉 × 𝒇 𝑡𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒 ℎ = 6,62 × 10−34𝐽. 𝑠, 
crearon el espectro electromagnético. Éste es una representación ordenada del conjunto de energías 
posibles que los fotones pueden tener en las distintas radiaciones. 
En base a los estados cuánticos formulados por Bohr y desarrollados por Schrödinger, la energía radiante 
absorbida por un sistema material, puede provocar transiciones entre éstos. Dichos estados cuánticos 
pueden referir al: estado electrónico (basal o excitado), vibracional (tijereteo, aleteo, etcétera), 
rotacional o a la orientación del momento magnético. He aquí un gráfico en el que se presenta en negro 
la forma de interacción de los fotones en las diferentes partes del espectro electromagnético -en rojo- con 
eje izquierdo de la energía de los fotones. 
5 
 
 
Se le llama absorción al proceso por el cual una radiación electromagnética de cierta frecuencia 
interacciona con la materia promoviendo el pasaje de electrones pasándolo de un estado basal a uno 
excitado de mayor energía. Este fenómeno ocurre cuando coincide la energía del fotón incidente con la 
diferencia energética entre dos niveles cuánticos. En cambio, llamamos emisión al proceso de 
desexcitación de un electrón, que pasa de un estado de mayor energía a uno de menor energía, emitiendo 
esta diferencia de energía en forma de fotón. 
ESPECTROSCOPÍAS. 
Las espectroscopías son técnicas que permiten el estudio de la interacción entre la radiación 
electromagnética y la materia, con absorción o emisión de energía radiante. La materia transita de un 
estado relajado a un estado excitado y luego retorna al estado basal relajado. En esos procesos se absorbe 
o emite energía. 
El espectroscopio consta de tres partes centrales: prisma, colimador y ocular. La fuente de luz se coloca 
frente al colimador. Este dispositivo posee una ranura de entrada de luz, que permite que el haz luminoso 
se dirija hacia el prisma en forma de haz discreto. Una vez en el prisma, la luz se refracta y se separan las 
radiaciones de distinta longitud de onda. Esto se aprecia al observar por el ocular. Al observar, estaremos 
apreciando el espectro de emisión del átomo o molécula. No obstante, si en cambio interponemos entre 
la fuente de luz y el colimador un gas de un átomo específico o un tubo transparente que contiene solución 
coloreada, estaremos evaluando el espectro de absorción del átomo o molécula (colorante) 
respectivamente. 
 
 
La espectroscopía de absorción atómica es una técnica que permite cuantificar con mucha sensibilidad 
(partes por millón) la concentración de un determinado átomo en una muestra. Esta técnica se basa en 
irradiar la muestra con luz emitida por el mismo átomo que se desea cuantificar. La excitación de la entidad 
atómica de interés (en función de la lámpara utilizada) depende de la energía entregada por la radiación 
emitida por la lampara de cátodo hueco del mismo elemento que desea cuantificarse. Este proceso implica 
la absorción de la radiación proveniente de la lámpara de cátodo hueco. La cuantificación se basa en la 
siguiente proporcionalidad: Intensidad de Luz Absorbida ∝ Concentración del átomo de interés. 
La espectroscopía de emisión atómica, en particular la fotometría de la llama, sirve para cuantificar 
diversos cationes metálicos mediante su excitación por exposición al calor de la llama y posterior 
aislamiento y detección de las radiaciones electromagnéticas emitidas en la desexcitación. Se lo excita 
como en la de absorción atómica, pero con el calor de llama y luego se busca la desexcitación con emisión 
de fotones. La luz emitida por el elemento, de una o varias longitudes de onda que le son características, 
son aisladas por un filtro óptico. La cuantificación puede decirse que sigue la misma proporcionalidad que 
6 
 
en la espectroscopía de absorción atómica, pero esta intensidad será la de la luz emitida. No obstante, esta 
proporcionalidad se contempla sólo a concentraciones bajas de dicho átomo. A concentraciones altas la 
llama se satura y se pierde la proporcionalidad intensidad/concentración. 
La espectroscopíade absorción molecular, en mayor énfasis hablando de la espectrofotometría UV-
visible, utilizan técnicas en las que se aprovecha la absorción de radiación electromagnética en la zona del 
ultravioleta y visible del espectro para moléculas. En esta técnica se mide la cantidad y tipo de luz absorbida 
por una molécula determinada. Ahora bien, hay que tener en cuenta que hay ciertas moléculas que no 
absorben en el UV. La absorción de las radiaciones ultravioletas o visibles dependerá de la estructura 
química de cada molécula. Esta radiación, o energía absorbida, promueve la transición de los electrones de 
las moléculas a analizar a un estado excitado. Los electrones que hayan alcanzado un estado excitado 
volverán al estado basal, pero en este caso, sin emitir radiación electromagnética, sino emitiendo calor. Así, 
en la espectrofotometría, lo que se aprovecha es el resultado de la absorción de luz a partir de analizar, en 
lugar de los fotones absorbidos, los fotones transmitidos. Es decir, se analiza la radiación que NO se 
absorbe. A esta radiación se la denomina luz transmitida. 
 
La espectroscopía de emisión molecular se fundamenta en la emisión de fotones. No obstante, la emisión 
molecular se encuentra acoplada a la absorción previa de energía (de fotones de energías específicas) por 
parte de la molécula. El fenómeno de fluorescencia inicia cuando un electrón de la sustancia fluorescente 
en cuestión absorbe un fotón (de determinada energía), promoviéndose así a un nivel energético superior. 
Luego, ocurre un proceso denominado relajación vibracional, en el que el electrón pasa de un mayor 
subnivel energético a otro menor. Esta pérdida de energía (que es una porción de la absorbida) se da en 
forma de calor y no de luz, es decir, es un proceso no radiactivo. Finalmente, el electrón se desexcita y 
retorna al nivel energético original emitiendo un fotón. Otro fenómeno íntimamente relacionado con la 
fluorescencia, es la fosforescencia la cual se diferencia de ésta en que, una vez en el nivel energético 
superior, el electrón atraviesa un proceso denominado cruzamiento entre sistemas, por el cual pasa de 
estado singulete a triplete antes de desexcitarse. 
Debido a que el fotón absorbido y el fotón emitido difieren en su energía asociada, también es distinta la 
longitud de onda en cada caso. La diferencia entre estas longitudes de onda se conoce como Corrimiento 
de Stokes. 
 
• Absorción: se indica con 
flechas verdes rectas 
ascendentes. 
• Emisión: se indica como 
flechas rojas rectas 
descendentes. 
• Pérdida de energía no 
radiactiva: se indican en 
líneas onduladas. 
S y T (singulete o triplete): 
estados electrónicos 
posibles según spin. 
Subíndice 0: basal, subíndice 
energético 1,2, etcétera: 
enérgico. 
7 
 
Entonces, según pasos secuenciales y para ubicarnos en si se trata de fluorescencia o fosforescencia 
tenemos: 
1. Absorción de energía en forma de radiación electromagnética (fotones de energía específica) 
2. Relajación vibracional: implica la pérdida de energía desde niveles vibracionales más altos a más 
bajos en el mismo nivel electrónico (relajación vibracional) incluso inferiores (conversión interna). 
3. A) Emisión de radiación electromagnética (Fluorescencia) 
B) Emisión de energía en forma no radiactiva (alternativa) 
C) i) Entrecruzamiento de sistemas (proceso por el que el electrón pasa de un nivel electrónico 
singulete a triplete), relajación vibracional y emisión de radiación electromagnética 
(Fosforescencia) 
C) ii) Entrecruzamiento de sistemas (proceso por el que el electrón pasa de un nivel electrónico 
singulete a triplete), relajación vibracional y emisión de energía en forma no radiactiva 
(alternativa). 
 
Tercera parte 
POLARIMETRÍA. 
Tomando a la luz como onda electromagnética, podemos decir que, en un haz de luz no polarizada, al igual 
que en cualquier otro tipo de paquete de ondas transversales sin polarizar, el campo eléctrico resultante 
oscila en todas las direcciones normales a la dirección de propagación de la onda. Un ejemplo de este tipo 
de luz, es la luz natural – no polarizada. En contraposición, la polarización electromagnética es un 
fenómeno que puede producirse en un haz de luz y que determina que el vector campo eléctrico �⃗� 
resultante oscile en un plano determinado, denominado plano de polarización. En un plano perpendicular 
al plano de polarización vibra en fase el vector campo magnético �⃗� . El plano de polarización se define por 
dos vectores, uno de ellos paralelo a la dirección de propagación de la onda y otro perpendicular a dicha 
dirección y que indica la dirección del campo eléctrico. Para la luz linealmente polarizada, es decir, que su 
componente sigue una dirección determinada: 
 
 
 
Según las leyes de Biot, se puede obtener el ángulo de rotación según cada sustancia. Las ecuaciones son 
las siguientes: 
• 𝜶 = [𝜶]𝝀,𝑻 × 𝒍 – para un sólido. 
• 𝜶 = [𝜶]𝝀,𝑻 × 𝒍 × 𝜹 – para un solvente. 
• 𝜶 = [𝜶]𝝀,𝑻 × 𝒍 × 𝒄 – para una solución. 
• 𝜶 = ∑𝜶 – para mezcla de sólido, solvente y/o solución con actividad óptica. 
El poder rotario [𝜶]𝝀,𝑻 es una propiedad física característica de las sustancias ópticamente activas y está 
definido para una longitud de onda y una temperatura determinada. Dependiendo si se trata de una 
sustancia dextrógira o levógira, el poder rotatorio especifico se considerará positivo o negativo 
respectivamente. Otros parámetros de los cuales depende el poder rotatorio específico son el solvente 
empleado para disolver solutos ópticamente activos (por la posibilidad de que ocurran interacciones), el 
pH, la aplicación de campos eléctricos o magnéticos a la muestra y la aplicación de esfuerzos mecánicos. 
La polarimetría es la técnica que permite la determinación del ángulo de rotación del plano de polarización 
cuando la luz linealmente polarizada interactúa con una sustancia ópticamente activa. Es una técnica no 
destructiva que presenta variantes a macro, semimicro y microescala. Enfocándonos en el polarímetro de 
Laurent, pasamos a presentarlo en términos generales: 
La actividad óptica de una molécula en particular, 
la puedo analizar utilizando una luz linealmente 
polarizada. Si esta molécula, posee capacidad de 
rotar el plano de polarización de la luz transmitida, 
podemos decir que dicha molécula presenta 
actividad óptica. Ahora bien, si la desvía en sentido 
horario se dice que es dextrógira mientras que si 
la desvía en sentido antihorario es levógira. 
La polarimetría permite medir el ángulo de 
rotación del plano de polarización de luz 
linealmente polarizada cuando atraviesa sustancias 
ópticamente activas. 
Comentado [M1]: Me doy cuenta de que desvía la luz 
una molécula ópticamente activa, porque me desequilibra 
el valor 0 de las dos semivistas que tengo de la luz en 
semipenumbra. 
La componente que va entrando, pasa sin modificarse por 
el vidrio ópticamente inactivo y el rayo de luz que pasa 
por la semilámina cambia de ángulo – el ángulo ideal es de 
60° para tener dos estados de semipenumbra. Si fuese 
90°, habría oscuridad – luz en cada lado del ocular. 
8 
 
 
 
Explicando un poco la función de cada uno, en orden de afuera hacia dentro y hacia afuera nuevamente, 
tenemos que: 
• Fuente de luz: debe ser monocromática (luz de una única longitud de onda) debido a que el poder 
rotatorio específico está definido para una longitud de onda determinada, generalmente la 
correspondiente a la banda D de emisión de sodio (589nm). En caso de no contar con una fuente de 
luz monocromática puede salvarse el inconveniente colocando, antes del polarizador, un 
monocromador; es decir, un dispositivo óptico que, por distintos mecanismos, permita seleccionar 
y transmitir una estrecha banda de longitudes de onda que incluya, idealmente, la de 589nm. 
• Polarizador: es un dispositivo destinado a producir luz linealmente polarizada a partir de luz 
natural. En este caso, utilizamos el material dicroico denominadoPolaroid. Recordando, los 
materiales dicroicos tienen la particularidad de absorber de modo diferencial la luz conforme a su 
plano de polarización. Las componentes perpendiculares al eje de transmisión son especialmente 
absorbidas (el sistema se comporta como opaco), mientras que las componentes paralelas a dicho 
eje son transmitidas (el sistema se comporta como transparente) – página 3, Polaroid. 
• Semilámina retardadora de ½ λ: cubre sólo la mitad del polarizador. Es un dispositivo óptico de 
material transparente que altera el estado de polarización de la luz polarizada que lo atraviesa. 
Típicamente se trata de un cristal birrefringente con un espesor cuidadosamente elegido; el cristal 
es tallado de modo tal que dos de sus caras resultan paralelas al eje óptico del material (no 
confundir con eje de transmisión). Este material descompone dicha luz en haces donde el campo 
eléctrico es paralelo al eje de óptico y en haces donde el campo eléctrico es perpendicular al 
mencionado eje. Se pueden definir entonces dos rayos luminosos dentro del cristal (birrefringencia, 
doble refracción) que compartirán la misma dirección, dado el tallado de la lámina, pero que poseen 
diferente velocidad. Para cada uno de estos rayos, denominados ordinario y extraordinario, se 
define un índice de refracción diferente, es decir, una velocidad de propagación diferente; por lo 
que cada uno tendrá una λ distinta dentro del cristal ya que la frecuencia es constante y depende de 
la fuente emisora – HDR 1/5 resolución. 
• Analizador: se encarga de repolarizar linealmente la luz proveniente de la semilámina. De la luz 
que llega al analizador, sólo las componentes paralelas al eje de transmisión del mismo serán 
transmitidas hacia el ocular. Recordar, que según la Ley de Malus, puedo aumentar la intensidad de 
la luz transmitida cambiando el ángulo, por lo que al girar el analizador garantizo dicha 
luminosidad. No obstante, dado el retraso producido por la semilámina, que determina la existencia 
de dos semicampos con planos de polarización simétricos, la intensidad en cada semicampo 
dependerá del ángulo que forme el plano de polarización correspondiente y el eje de trasmisión del 
analizador. Se verá que al rotar el analizador para un semicampo aumenta la intensidad de luz 
transmitida y para el otro disminuye. Se busca que el ocular vea una luz semioscura – semioscura, 
ya que el ojo humano tiene mayor sensibilidad a intensidades de luces bajas. 
Como la polarimetría tiene fines cuantitativos, para hallar la concentración de una determinada molécula 
con actividad óptica se recurre a las leyes de Biot como primera instancia. Si estudiamos la relación 
existente entre el ángulo rotado y la concentración del soluto en la solución: 
• La ordenada al origen nos brindará información acerca de la actividad óptica del solvente, de modo 
que siempre que trabajemos con agua u otro solvente inactivo, ésta debería valer cero; mientras 
que, si el solvente presenta actividad óptica, esto se verá reflejado en el valor de la ordenada al 
origen (concentración = 0), positivo o negativo de acuerdo a si se trata de un solvente ópticamente 
activo dextrógiro o levógiro respectivamente. 
• La pendiente será la que nos brinde información acerca de la pureza de la muestra, dado que este 
término comprende, en realidad, a la sumatoria de todos los poderes rotatorios específicos de las 
Comentado [M2]: Esta lámina, permite una mayor 
sensibilidad y precisión por sobre el ángulo que 
estamos determinando. Aumentando el ángulo de 
semipenumbra puede aumentarse la sensibilidad de la 
lectura. El aumento de sensibilidad se debe a que el ojo 
humano es más sensible a detectar cambios de intensidad 
a bajas intensidades de luz. 
 
∆𝑵 = 
𝒅
𝝀
 × (𝜼𝒆𝒙𝒕𝒓𝒂𝒐𝒓𝒅𝒊𝒏𝒂𝒓𝒊𝒐 − 𝜼𝒐𝒓𝒅𝒊𝒏𝒂𝒓𝒊𝒐) tal que ∆N es el 
desfasaje de onda. Se busca un desfasaje con N,5 en su 
decimal ya que indica el desfasaje de ½ de longitud de 
onda. Si es N,6, N,7, etcétera, dará una luz elípticamente 
polarizada y no sirve para el polarizador. 
Comentado [M3]: Al cambiar el ángulo del plano de 
polarización del analizador, voy a cambiar la intensidad 
de la luz. Cuanto más paralelo a este sea, más intensa será 
la luz. 
Si la sustancia es ópticamente activa dextrógira, el rayo de 
luz se desviará a derecha, mientras que si es levógira lo 
desviará a la izquierda. De esta manera, yo giro el 
analizador en los sentidos en que hay semipenumbra. 
Analizando dicho giro, digo si es dextrógira o levógira. 
No puedo suponer levógira – dextrógira. Debo diluir. Para 
ello, si me da 95° y desvía a 45° será dextrógira. 
9 
 
sustancias con actividad óptica presentes mezcladas en la solución multiplicadas por el valor del 
paso óptico. 
Ahora, si planteamos todo en términos de una solución cuya sustancia es mi analito a determinarle su 
concentración, tenemos que: 𝑪𝑴 + 𝑪𝑰 = 𝑪𝑻 tal que 
𝑪𝑴
𝑪𝑻
+
𝑪𝑰
𝑪𝑻
= 𝟏. El primer término, corresponde a Fp -
factor de pureza-, al cual al multiplicarlo por el 100% obtengo la pureza. Si dicha solución, contiene un 
solvente SIN actividad óptica tenemos que: 
 
Analizando los gráficos con una sustancia, como en estos casos la sacarosa, que presenta actividad óptica 
podemos deducir a partir de un blanco lo siguiente. 
 
 
Aquellas impurezas que no poseen actividad 
óptica, tendrán un [𝛼]𝐼=0, por lo que la fórmula 
se reduce al primer término de la ecuación 3 a 
la izquierda de este cuadro. Sabiendo lo que es 
FP, podemos despejarlo, multiplicarlo por 
100% y obtenemos la pureza de la sustancia 
como analito. 
Las impurezas con actividad óptica ya se sabe 
que afectan al ángulo de rotación y se la incluye 
en la ecuación 1. 
• La ordenada al origen, como se 
mencionó anteriormente, nos 
dará indicio de si el solvente será 
ópticamente activo o no. En este 
caso, se observa que no lo es por 
tener ordenada al origen 0. 
 
• La pendiente, nos da indicios de 
cómo desvía el ángulo según 
concentraciones de la sustancia 
con un determinado poder 
rotatorio como lo es la sacarosa. 
Comentado [M4]: Cabe destacar que NO podemos sacar 
conclusiones a partir de un único punto, porque lo que 
puede dar +10, en realidad sea -170 y nos estaríamos 
confundiendo. Necesitamos más evidencias. Necesitamos 
evaluarlo: 
• en dos concentraciones distintas y ver si sigue una 
relación lineal (es decir, diluimos con agua) 
• utilizar un nuevo tubo con un paso óptico que sea la 
mitad del utilizado originalmente y así tendríamos 
valores de ángulos distintos que nos dirían si es 
dextrógiro o levógiro. 
10 
 
 
 
 
 
… luz linealmente polarizada en el sentido contrario a la sacarosa y que esta última no logra compensar esa 
desviación por lo que la luz termina siendo desviada o bien, que en realidad la sacarosa sea una impureza 
de la muestra levógira y tengamos que reconsiderar las pautas iniciales. 
Por último, analizando el GRÁFICO 5, la pendiente al ser nula puede tratarse de: 
GRÁFICO 2. 
• La ordenada al origen 
continúa siendo 0 por lo que el 
solvente no es ópticamente 
activo. 
• En este caso las impurezas son 
ópticamente inactivas. La 
pendiente de la recta es menor 
que la del blanco, ya que, si bien 
no hay otras sustancias en 
solución que desvíen el plano de 
polarización de la luz 
linealmente polarizada, sí habrá 
una menor concentración 
efectiva de moléculas con 
actividad óptica y, por ende, 
para una CT dada, la CM será 
menor en forma proporcional al 
porcentaje de pureza. Es decir, a 
medida que disminuya el 
porcentaje de pureza de la 
muestra, la pendiente irá 
achicándose y, por ende, 
alejándose de la del blanco. 
DEXTRÓGIRO: tendrá un poder 
rotatorio > 0 pero aún, así la pendiente 
resultante será algo menor a la 
esperada, pero algo mayor que cuando 
la impureza era ópticamente inactiva. 
LEVÓGIRO: tendrá un poder rotatorio 
< 0, desviarán el plano de polarización 
de la luz linealmente polarizada para el 
lado contrarioa la sacarosa y por ende 
harán que la pendiente resultante sea 
menor a la esperada. 
GRÁFICO 3. 
• La pendiente al ser mayor que 
la teórica, se resuelve en que la 
muestra estaría impurificada 
con sustancias ópticamente 
activas dextrógiras de mayor 
poder rotatorio específico que la 
sacarosa propia. 
GRÁFICO 4. 
• La pendiente al ser menor que 
la teórica puede deberse a: 
- Que haya una impureza de 
poder rotatorio específico 
con módulo muy grande de 
modo tal que desvía tanto el 
plano de polarización de la 
11 
 
• Una mezcla racémica, la cual hace referencia a una mezcla casi equivalente de enantiómeros los 
cuales unos desviarán la luz de forma levógira y otro de forma dextrógira, generando una 
cancelación por tener igual magnitud de poder rotatorio, pero de distinto signo. 
• Ninguna sustancia posee actividad óptica, por lo tanto, toda la ecuación es nula y por lo tanto la 
pendiente como la ordenada al origen lo serán. 
 
REFRACTOMETRÍA. 
La refractometría es una técnica que me permite determinar los índices de refracción de determinados 
compuestos. Se hará un especial análisis en cuanto al Refractómetro de Abbe. He aquí una imagen que al 
final de este apartado se detallará completamente. 
 
 
Este refractómetro aprovecha la formación del ángulo límite luego de que la luz incidente atraviesa la 
sustancia X e incide en el prisma rectangular. Analizando el siguiente esquema: 
 
… un punto situado a la izquierda de I´. Esto es válido para cualquier otro rayo que incida en la cara BC con 
un ángulo menor de 90°. Por lo tanto, el rayo S define la situación extrema de refracción en el prisma. En el 
refractómetro lo que se mide es el ángulo α. Ahora bien, utilizando el siguiente esquema y la ley de Snell 
podemos hallar el índice de refracción de la sustancia X. 
 
El rayo S incide en el punto I, paralelo a la 
cara BC del prisma y rasante a la superficie 
de separación entre ambos medios 
(sustancia X – prisma). En consecuencia, se 
refractará en el medio más refringente 
(prisma) con un ángulo de refracción igual 
al ángulo límite (L). Luego continuará su 
trayectoria dentro del prisma y al llegar a la 
cara AB se refractará nuevamente, y el rayo, 
llamado S’, abandonará el prisma formando 
un ángulo α con la normal a dicha cara. 
Cuando incide un rayo P en el punto I, con 
un ángulo de incidencia menor de 90°, 
forma dentro del prisma un ángulo de 
refracción L´ menor que el límite (L). De 
este modo el rayo alcanza la cara AB en I´´, 
Suponiendo que el rayo S abandona el prisma 
saliendo a la derecha de la normal a la cara AB, 
queda formado un triángulo ITI’, donde el ángulo 
L es externo a dicho triángulo. Por lo tanto, 
podemos realizar una serie de ecuaciones: 
• θ + β + ω = 180° 
• L + θ = 180° 
• Se obtiene que: L = ω + β. 
Comentado [M5]: A mayor concentración, mayor índice 
de refracción. 
12 
 
Al pasar el rayo S rasante a la hipotenusa del prisma, tenemos que: 
• 𝜼𝒙 × 𝐬𝐢𝐧 𝟗𝟎° = 𝑵 × 𝐬𝐢𝐧 𝑳 𝒕𝒂𝒍 𝒒𝒖𝒆, 𝒅𝒆 𝒂𝒒𝒖í 𝒐𝒃𝒕𝒆𝒏𝒆𝒎𝒐𝒔: 𝜼𝒙 = 𝑵 × 𝐬𝐢𝐧 𝑳 , de donde ηx es el 
índice de refracción de la sustancia X y N el índice de refracción del prisma. Esto es para la primera 
refracción. 
• Para la segunda refracción tenemos: 𝑵 × 𝐬𝐢𝐧𝜷 = 𝜼𝒂𝒊𝒓𝒆 × 𝐬𝐢𝐧𝜶 𝒚 𝒅𝒆 𝒂𝒒𝒖í 𝒅𝒆𝒔𝒑𝒆𝒋𝒂𝒎𝒐𝒔 𝐬𝐢𝐧𝜷. 
Todo esto se tiene en cuenta ya que, al medir con un refractómetro no se leen valores de ángulo α; la escala 
del mismo está graduada en valores de índice de refracción o de concentración, esto último sólo para 
determinadas sustancias. 
Si se ilumina el refractómetro con luz blanca, al atravesar el prisma se produce el fenómeno de difracción 
de la luz, que se visualiza en el retículo como una serie de bandas de distintos colores en la zona de 
separación luz-sombra. Esta situación no permitiría determinar correctamente la verdadera línea de 
separación de estas regiones. Para solucionar este inconveniente, el refractómetro posee en el interior del 
anteojo un sistema de prismas, denominado prismas de Amici, que recomponen la luz antes de llegar al 
ocular. Se obtiene así una correcta visualización de la línea divisoria luz – sombra. 
Recordando la imagen inicial de la página 11, daremos el recorrido final. La luz que proviene de la fuente 
luminosa, se refleja en el espejo plano (si lo hubiera, depende del modelo) y entra por uno de los catetos 
al prisma P2 que posee una ventana. Sigue su recorrido por dicho prisma y cuando sale, atraviesa la 
sustancia (a determinar su índice de refracción) interpuesta entre P1 y P2. Continúa hacia el prisma P1, 
originando las zonas de luz-sombra separadas por el rayo emergente en la cara AB del prisma P1. Luego se 
dirige al sistema óptico, entra por el objetivo, pasa por el retículo, por los prismas de Amici (si los 
hubiere) y llega luego del ocular al ojo del observador. En el ocular se visualiza (al rotar el telescopio o los 
prismas con la sustancia interpuesta) el desplazamiento hacia arriba o hacia abajo de una línea horizontal 
que divide las zonas de luz y de sombra. El observador rotará el telescopio o los prismas con el tornillo 
correspondiente de forma tal que dicha línea se ubique en el centro del retículo. 
 
En esa situación se estará en condiciones de realizar la lectura correspondiente del ηx. 
Cuarta parte 
CONCEPTOS MATEMÁTICOS. 
En la espectrofotometría, se analiza cómo un haz de luz interacciona con la muestra de determinada 
concentración que puede ser conocida o desconocida con fines analíticos. El haz de luz monocromático -de 
una única longitud de onda- atraviesa la cubeta, permitiendo así que parte de dicha luz se refleje, se absorba 
y se transmita. Como bien se 
mencionó anteriormente, lo que se 
analiza es la luz transmitida. He 
aquí un esquema: 
 
 
Suponiendo la conservación de energía se pueden plantear la 
siguiente serie de ecuaciones: 
• 𝑰𝟎 = 𝑰𝒓 + 𝑰𝒂 + 𝑰𝑻. 
• Ahora, si la intensidad incidente es normal a la pared de la 
cubeta, tenemos que: 𝑰𝟎 = 𝑰𝒂 + 𝑰𝑻 ya que la reflexión será 
despreciable. 
• Si dividimos dicha expresión por I0 obtenemos: 
𝟏 = 
𝑰𝒂
𝑰𝟎
+ 
𝑰𝑻
𝑰𝟎
 𝒕𝒂𝒍 𝒒𝒖𝒆 
𝑰𝒂
𝑰𝟎
= 𝑺 (absorción)𝒚 
𝑰𝑻
𝑰𝟎
= 𝑻(transmitancia) 
Esta ecuación final, corresponde a la Ley de Grotthus – Draper. 
Comentado [M6]: https://www.youtube.com/watch?v=7e
ZUiIGe6wM 
https://www.youtube.com/watch?v=7eZUiIGe6wM
https://www.youtube.com/watch?v=7eZUiIGe6wM
13 
 
 
 
La transmitancia se refiere a la cantidad de luz que pasa completamente a través de la muestra e incide 
sobre el detector. La absorbancia es una medición de la luz que es absorbida por la muestra. 
Según la situación hipotética de que aumenta o disminuye la intensidad de la luz incidente, ¿qué ocurre con 
la intensidad transmitida? En términos generales y resumidos, la ecuación que brinda una relación notable 
es la siguiente: 
• 𝑰𝑻 = 𝑰𝟎 × 𝒆
−𝒌×𝒍. Esta ecuación corresponde a la Ley de Lambert que plantea que la intensidad 
transmitida, claramente depende de forma proporcional con la intensidad de luz incidente, pero 
decrece con el aumento del espesor del medio absorbente. 
Ahora, ¿qué ocurre si ahora dejo constante la luz incidente y el espesor, pero varío la concentración? Se 
plantea la misma ecuación sólo que en función de la c. 
• 𝑰𝑻 = 𝑰𝟎 × 𝒆
−𝒌×𝒄. Si repito la experiencia, pero ahora varío la concentración y el espesor se obtiene 
la siguiente expresión: 𝑰𝑻 = 𝑰𝟎 × 𝟏𝟎
−𝒂×𝒄×𝒍. Esta expresión última corresponde a la Ley de 
Lambert – Beer tal que a es la absortividad. De esta ecuación podemos decir que 𝑻 =
𝑰𝑻
𝑰𝟎
=
 𝟏𝟎−𝒂×𝒄×𝒍, donde se puede ver con claridad que la transmitancia decae a mayores concentraciones. 
Despejando la absortividad nos queda: 𝒂 = 
− 𝐥𝐨𝐠
𝑰𝑻
𝑰𝟎
𝒍 ×𝒄
=
𝑨𝒃𝒔 
𝒍 ×𝒄
=
− 𝐥𝐨𝐠𝑻
𝒍 ×𝒄
 siendo Abs la absorbancia. Por lo 
tanto, tenemos para decir que se puede definir a la absortividad como la absorbancia (Abs) quepresenta una solución de concentración unitaria de una sustancia, observada bajo un espesor 
unitario. La absorbancia es un valor adimensional. Como 𝑨𝒃𝒔 = 𝒂 × 𝒍 × 𝒄 podemos decir que a 
bajas concentraciones y trabajando con una luz monocromática, obtenemos que Abs = f(c) tendrá 
una relación lineal teórica. Si se llegase a obtener dicha representación lineal en términos empíricos, 
estamos en presencia de una sustancia que sigue la Ley de Lambert – Beer. 
Simplificando lo que se vio hasta ahora tenemos que: 
 
La ley de Lambert-Beer se cumple particularmente cuando la solución es diluida. No obstante, son comunes 
las desviaciones debidas a factores de orden físico, químico o instrumental. En cuando a la índole química, 
hay que revisar el pH ya que algunas sustancias presentan mayor absorción máxima que otras, como el 
dicromato y el cromato. En términos físicos, la absortividad se ve afectada con el índice de refracción de la 
solución, por ello se prefiere trabajar a menores concentraciones. Y, en términos instrumentales, podemos 
decir que la luz con la que se trabaja puede no ser del todo monocromática, generando ciertas desviaciones. 
Por lo tanto: a menor concentración, luz monocromática -cuanto más estrecha sea la banda instrumental 
mejor- y a pH controlado podemos aplicar la Ley de Lambert – Beer sin tantas desviaciones. 
De la ecuación: 
∆𝒄
𝒄
= 
𝟎,𝟒𝟑𝟒
𝑻 ×𝐥𝐨𝐠𝑻
 obtenemos el error relativo en la determinación de la concentración 
procedente de un error dado en la medida de la transmitancia. Graficando dicha ecuación en función de A 
y T obtenemos que: 
 
 
En 0,400 aproximadamente tenemos el valor mínimo de 
error. Por lo tanto, podemos deducir que para reducir el 
error al mínimo se deben buscar las condiciones de 
absorción para que la medida de A se encuentre en la 
región entre 0,1 y 1,0 o bien, para que la T se encuentre 
respectivamente entre 0,8 y 0,1 (T% entre 80 y 10%). 
Esto frecuentemente se consigue por dilución adecuada o 
apropiada elección del tamaño de la muestra. 
Comentado [M7]: No depende de la concentración. 
Depende de la longitud de onda y la temperatura. 
14 
 
ESPECTROFOTÓMETRO. 
El espectrofotómetro es el instrumento que nos permite medir valores de absorbancia o transmitancia 
de determinadas muestras a una longitud de onda seleccionada. 
 
Analizando de afuera hacia adentro, tenemos una fuente de luz proporciona un haz policromático que es 
colimado al atravesar la ranura de entrada. Este haz llega a un sistema de monocromación, con cuyo 
selector de longitud de onda, se aísla un haz monocromático de la longitud de onda deseada. Luego, el rayo 
de luz monocromático incide perpendicularmente sobre la pared de la cubeta que contiene la muestra. Al 
salir de la muestra, el haz de luz transmitido impacta sobre el detector, donde la intensidad luminosa se 
convierte en intensidad eléctrica mediante un proceso electrónico. 
CONTROLES DEL ESPECTROFOTÓMETRO. 
 
• Control de la luz espuria – errática: es toda luz que llega al detector sin haber atravesado la 
muestra cuya absorbancia se quiere medir, pudiendo ser de la misma o de diferente longitud de 
onda que la seleccionada. 
Causas 
Reflexiones internas en la cubeta. 
La luz pasa por arriba del menisco de la cubeta por haber menor volumen del que debería. 
La luz pasa por los costados de la cubeta. Esto ocurre porque la cubeta es más pequeña de lo que 
cabe en el portacubeta. 
Cierre inapropiado del aparato. 
Goteras (orificios en la carcasa del aparato) 
Este error se mide en términos de transmitancia. El porcentaje máximo aceptado es del 1%. 
La forma de evidenciarla consta de utilizar filtros o soluciones “opacas” (cubeta de obstrucción del 
paso de luz o solución hiperconcentrada) de forma tal que toda luz que pasa, será la espuria. 
La luz espuria parásita es la radiación electromagnética de longitud de onda distinta a la 
seleccionada con el selector de λ que llega al detector, pasando o no por la muestra. Es decir, es luz 
de “distinta λ” (luz de distinto color) que la nominal. 
Causas 
Fallas en el sistema de monocromación. 
La forma de evidenciarla es con una solución hiperconcentrada en una zona de máxima sensibilidad 
(normalmente extremos del espectro con paranitrofenol) y el detector debe recibir luz, o sea que la 
solución contenida en el tubo debe permitir el pasaje de luz. Si recibo una transmitancia mayor, es 
por presencia de dicha luz (y una absorbancia menor). 
Debe hacerse cada 3 meses. 
 
• Control de cubetas: se realiza para comprobar las cualidades ópticas y de construcción de las 
cubetas de medida. Se mide la T % de las cubetas llenas de agua o solución diluida de colorante, 
tomando una de las cubetas cargadas como referencia y verificando las desviaciones de las demás. 
Para poder usarlas entre la cubeta de referencia y cada una de testeadas no debería existir una 
variación superior al 1% de T, que se deberá corregir como error sistemático, siempre que la 
diferencia sea pequeña. 
Para trabajar la idea es conseguir al menos dos o tres cubetas que cumplan con el control. En el 
caso de no conseguir cubetas que reúnan esta condición se deberá trabajar siempre con la misma 
cubeta y manteniéndola en la misma posición de lectura. 
Debe realizarse cada vez que se usan las cubetas. 
 
• Control de volumen mínimo: Se considera como volumen mínimo, al mínimo volumen contenido 
en una cubeta a partir del cual la lectura se estabiliza y no varía con el agregado de más líquido. 
Dicho control nos asegura que toda la luz pase por la solución y no pase “por arriba” o por el 
menisco, lo que produciría resultados erróneos. Ahora bien, en la práctica no se coloca en la cubeta 
un volumen igual al volumen mínimo, sino que se utiliza un volumen superior a éste en un 20% (el 
120% del volumen mínimo) que se denomina volumen de trabajo. Esto se realiza ya que al 
Comentado [M8]: https://www.youtube.com/watch?v=w
S0va4G2UMA 
https://www.youtube.com/watch?v=wS0va4G2UMA
https://www.youtube.com/watch?v=wS0va4G2UMA
15 
 
trasvasar puedo perder volumen y, si utilizo el volumen mínimo, obtengo menor volumen que el 
que debería tener la cubeta arrastrando un error importante. 
 
• Control de centro de bandas: tiene como finalidad verificar la concordancia entre la longitud de 
onda fijada con el selector del instrumento (la leída en el display) y la real que es la que llega 
efectivamente a la muestra, en aparatos de rango continuo. 
Para realizar este control debe hacerse un barrido espectral con una sustancia conocida tomada 
como referencia y de espectro conocido. Estas sustancias deben presentar en su espectro uno o más 
picos de absorción que deben ser estrechos y estar bien definidos. Esto implica que deben conocerse 
las longitudes de onda máxima, que son las longitudes de onda correspondientes al valor de máxima 
absorción de cada uno de los picos, con un alto grado de confianza. En caso de no tener una sustancia 
con tales características, utilizo una que conozco fehacientemente el rango limitado en el que incide. 
Supongamos que se realiza el barrido espectral con una sustancia de referencia que presenta un 
solo pico en el visible y del cual se conoce su correspondiente longitud de onda máxima. Si luego de 
haber realizado la medición el valor de la longitud de onda correspondiente al valor de máxima 
absorbancia leído, coincide con el valor de longitud de onda de referencia de dicho pico, podremos 
asegurar que en esa zona el aparato trabaja a las longitudes de onda indicadas por el selector 
pudiendo trabajar con confianza en ese intervalo. Esto no asegura de que en otras zonas del 
espectro se cumpla dicha condición. 
Otro método para detectar el centro de bandas es utilizar el punto isosbéstico1, de forma tal que 
así obtengo éste. 
Luego de realizado el control, el resultado puede indicar que la λ real y la leída coincidan o bien 
puede haber una diferencia entre ambas. Esa diferencia se la conoce como desplazamientoo 
corrimiento de la longitud de onda y se mide en nm. Si esta es pequeña y entra dentro del rango 
de aceptabilidad estipulado se la pude considerar como error sistemático y corregir. En caso 
contrario de debe realizar un ajuste de la escala de longitudes de onda por parte del servicio técnico. 
Este control debe realizarse al instalar o reinstalar el aparato, al cambiarlo de ubicación, al 
cambiar la lámpara y por lo menos semestralmente. 
 
• Control de linealidad fotométrica: Indica la linealidad de respuesta del sistema de detección, y 
por ende el rango de utilidad de medida del instrumento. 
Para este control se debe trabajar por ejemplo con algún colorante en solución en concentraciones 
crecientes, que se sabe que cumple con la Ley de Lambert-Beer, es decir que presenta un 
comportamiento lineal entre absorbancia y concentración en el rango de trabajo utilizado. Si el 
equipo cumple con el control, el gráfico de absorbancia experimental en función de absorbancia de 
referencia será lineal hasta el último valor de absorbancia experimental y éste último valor será “el 
máximo valor de absorbancia aceptable” para cualquier otra medida. En el caso de que el 
equipo testeado no presente linealidad en todo el rango, se deberá informar hasta que valor de 
absorbancia experimental hay linealidad. 
Causas 
Luz espuria mayor al 1%. 
Problemas electrónicos. 
Este control se debe realizar trimestralmente. 
En síntesis, la función de este control es verificar que se cumple así si yo tengo una relación lineal entre 
concentración – absorbancia, puedo decir con certeza que la sustancia sigue la Ley de Lambert – Beer, 
caso contrario no la sigue. 
 
• Control de veracidad fotométrica: A través de este control, se verifica la concordancia entre la 
absorbancia de referencia, obtenida con una solución estándar de referencia certificada medida 
en un equipo calibrado, y la absorbancia de la misma solución medida en el equipo que se está 
controlando. Por lo tanto, el control permite analizar la veracidad de los resultados obtenidos con 
el equipo controlado. 
𝑬𝑭% = ± 
(𝑨𝒃𝒔̅̅ ̅̅ ̅̅ − 𝑨𝒃𝒔𝒓𝒆𝒇)
𝑨𝒃𝒔𝒓𝒆𝒇
× 𝟏𝟎𝟎% 
Causas 
Envejecimiento de la lámpara. 
Agotamiento del fototubo. 
 
1 Se define como la longitud de onda a la cual las formas ácida y básica de una misma sustancia, en concentraciones equivalentes, 
tienen igual absorbancia. 
16 
 
Defecto en la calibración de la longitud de onda. 
Compartimento de muestra mal centrado con respecto al sistema óptico del instrumento. 
Elevada absorción por parte de las cubetas. 
 
• Control de precisión fotométrica: Este control tiene como finalidad evaluar la repetibilidad de 
una serie de medidas de absorbancia obtenidas al realizar varias medidas de una misma solución. 
A mayor repetibilidad en la serie de datos, habrá mayor precisión o bien menor dispersión. 
Para realizar el control se puede utilizar una solución coloreada cuyo requisito básico es que su 
valor de absorbancia sea estable a través del tiempo. 
𝑪𝑽% = 
𝑺 × 𝟏𝟎𝟎%
𝑨𝒃𝒔𝒆𝒙𝒑
 
BARRIDO ESPECTRAL. 
La gráfica del conjunto de valores de absorbancia de una sustancia vs diferentes longitudes de onda 
constituye una curva característica conocida como barrido espectral. Un barrido espectral se obtiene 
trabajando con una misma solución coloreada (de concentración constante) y midiendo los valores de 
absorbancias correspondientes a distintas longitudes de onda seleccionadas dentro de un determinado 
rango de trabajo. La zona de pico significa que absorbe bastante a esa longitud de onda, y valles donde no 
absorbe prácticamente nada. Es la variación de la absortividad de acuerdo a la longitud de onda la que 
determina el perfil del barrido espectral ya que el espesor de la cubeta y la concentración de la solución 
permanecen constantes. 
DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE ONDA DE TRABAJO. 
• Se prefiere un máximo de absorbancia, dado que así se obtiene mayor sensibilidad en las lecturas, 
un límite de detección más bajo y un menor error en las mediciones. 
• El problema reside en que si el espectrofotómetro no cumple con el control de centro de banda -es 
decir, que la absorbancia sea menor a la estipulada-, si yo elijo un pico muy estrecho, la caída de la 
absortividad será muy abrupta, y, por lo tanto, habrá un error muy significativo en la lectura de la 
absorbancia. Cabe destacar que se habla de longitud de onda óptima de trabajo y no de longitud 
de onda de máxima absorción, ya que la longitud de onda óptima de trabajo no necesariamente se 
corresponde con la longitud de onda en la cual la sustancia muestra el máximo de absorbancia por 
esto mismo. Por lo tanto, a veces se prefiere sacrificar la sensibilidad a cambio de un menor error 
de lectura. 
Hay que evitar en lo posible, trabajar en regiones del espectro donde hay cambios bruscos de 
absorbancia, ya que un pequeño desplazamiento en la longitud de onda puede causar un error 
grande en la correspondiente lectura. 
CUANTIFICACIÓN DE ANALITOS EN UNA MUESTRA. 
A través de la medición de la absorbancia de producto coloreado, podremos cuantificar al analito. Para ello, 
debemos efectuar un protocolo y distintas preparaciones para tener en cuenta la verdadera absorbancia. 
• Tubo muestra: contiene la muestra y el reactivo colorimétrico, en el solvente adecuado e 
impurezas posibles. Por lo tanto, la absorbancia total no será la de mi analito en sí, sino la de la 
mezcla de todos estos componentes. 
• Tubo de referencia – blanco de solvente: contiene agua o el solvente que se utilizó. Usando este, 
ponemos en 0 al espectrofotómetro, y a partir de él empezamos la medición. 
• Tubo de blanco de reactivo: contiene todos los reactivos necesarios para llevar la reacción 
colorimétrica adelante. Si estos reactivos absorben luz incidente, debemos restársela a la 
absorbancia total del tubo muestra y del tubo testigo. 
• Tubo de blanco de muestra: contiene a la muestra sin reactivos. Mido su absorbancia que 
constituye a la absorbancia en la longitud de onda de trabajo de las impurezas presentes en la 
muestra que no son mi analito. Se resta esta absorbancia de la del tubo muestra y testigo. 
• Tubo testigo: es solución que contiene el mismo analito a dosar en la muestra y cuya concentración 
es conocida. Los tubos testigos se prepararán de la misma forma que la muestra: mediante adición 
del reactivo colorimétrico se generará un producto coloreado cuya absorbancia se podrá medir 
espectrofotométricamente. Dichos valores de absorbancias incluyen las absorbancias de todos los 
componentes de la mezcla se reacción. En consecuencia, deberán corregirse por los blancos 
correspondientes. Este tubo me permite realizar el gráfico Abs en función de concentración el cual 
me debe dar una relación lineal por ser una sustancia colorimétrica que cumple con la Ley de 
Comentado [M9]: A mayor pico del gráfico absorbancia 
vs longitud de onda, mayor será la pendiente de 
absorbancia vs concentración. 
17 
 
Lambert – Beer. En caso de que no sea continuamente lineal, se la considera lineal hasta el punto 
del out-lier. 
Para calibrar al espectrofotómetro, requiero de armar una curva de calibración mediante calibradores, 
que son testigos certificados. No obstante, para mi equipo armo una curva nuevamente mediante controles 
de calidad que son como los calibradores, pero con mayor incertidumbre asociada. Por lo tanto, si la curva 
inicial me daba un rango específico y la curva que he formado en mi equipo con el control de calidad da en 
dicho rango, se puede decir que el equipo está correctamente calibrado. Caso contrario, se debe volver a 
calibrar. 
 
Comentado [M10]: Con los calibradores hago una curva 
de calibración fiel. Con los controles de calidad debo ver si 
la concentración da en el rango. Si no lo hace, ya no está 
calibrado. 
El hecho de calibrar consiste en realizar la curva de 
calibración, obtener la ecuación y en base a esto hallar la 
concentraciónde una sustancia desconocida.