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El tema de la espectrofotometría visible y la aplicación de la Ley de Beer en un laboratorio de análisis instrumental. El alumno Ana Paola Sáman Rodríguez realizará objetivos relacionados con la absorción de radiación luminosa, la interacción de la luz con la materia y el análisis cuantitativo. Se incluye una teoría general de la absorción de radiación electromagnética, el funcionamiento de un espectrofotómetro y desviaciones de la Ley de Beer.
Qué aprenderás
Tipo: Exámenes
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La absorbancia de una especie en solución homogénea es directamente proporcional a su actividad óptica, longitud del paso óptico y su concentración. Es una relación empírica que relaciona la absorción de luz con las propiedades del material atravesado
Llamaremos luz a la radiación electromagnética en la región UV/visible y a veces en la región IR, aunque, estrictamente hablando, el término solo se refiere a la radiación visible. La radiación electromagnética se puede describir como una onda con propiedades de longitud de onda, frecuencia, velocidad y amplitud. Para estos procesos, la radiación electromagnética puede ser tratada como paquetes discretos de energía o como partículas llamadas fotones o cuantos. La muestra en estado basal puede ser excitada mediante la aplicación de haces de partículas, calor, energía eléctrica, luz y/o reacciones químicas, y pasar a un estado excitado. Se adquiere información relacionada con el analito al medir: a) la cantidad de radiación absorbida como resultado de la excitación, o b) la radiación electromagnética emitida cuando regresa a su estado basal. Cuando la radiación atraviesa un material, ciertas frecuencias pueden eliminarse selectivamente por absorción, proceso en el que la energía electromagnética se transfiere a los átomos, iones o moléculas de una muestra. Para los fines analíticos, lo más fácil de hacer con la luz es
absorberla. Este proceso es el que ocurre cuando la luz pasa a través un cuerpo. No toda la luz que entra a un cuerpo por un lado, sale por el otro, debido a que parte es absorbida. Esto está acompañado también de la perdida de una cierta cantidad que se utiliza en producir algunos cambios de la vibración o en la rotación de las moléculas por las que pasa la luz y, en algunos casos, causa también la transición de uno o varios electrones de las moléculas de un nivel de energía a otro mayor.
El método de adición estándar consiste en añadir diversas cantidades conocidas de solución patrón a alícuotas conocidas de la muestra problema. A partir del aumento de señal se deduce cuánto analito había en la muestra problema. El método de adición estándar es especialmente apropiado cuando la composición de la muestra es desconocida o tiene muchas impurezas, es decir, cuando es imposible suprimir interferencias físicas o químicas presentes en la matriz de la muestra. La matriz es todo lo que hay en el problema, que no sea el analito. El efecto de matriz es el cambio que experimenta una señal analítica por todo lo que hay en la muestra excepto el analito. El análisis de dilución isotópica es un método para determinar la cantidad de sustancias químicas. En su concepción más simple, el método de dilución isotópica comprende la adición de cantidades conocidas de sustancias isotópicamente enriquecidas a la muestra analizada. La mezcla del estándar isotópico con la muestra efectivamente "diluye" el enriquecimiento isotópico del estándar y esto es la base del método de dilución isotópica. La dilución isotópica es clasificada como un método de estandarización interna, porque el estándar (forma del analito enriquecida isotópicamente) es añadido directamente a la muestra. Además, a diferencia de los métodos analíticos tradicionales que se basan en la intensidad de la señal, la dilución isotópica emplea relaciones entre señales.
Absorción por transferencia de carga. Un complejo de transferencia de carga consiste en un grupo donador de electrones enlazado a uno que acepta electrones. Cuando este producto absorbe radiación, un electrón que proviene del donador es transferido a un orbital que está muy relacionado con el receptor. Por consiguiente, el estado excitado es producto de una clase de proceso de óxido reducción interno. Este comportamiento difiere del de un cromóforo orgánico en el que el electrón excitado está en un orbital molecular y lo comparten dos o más átomos.
En la mayoría de los complejos de transferencia de carga que contiene un ion metálico, el metal funciona como el receptor de electrones. Algunas excepciones son los complejos de 1,10-fenantrolina hierro(III) y con cobre(I), donde el ligando es el receptor y el ion metálico, el donador. Se conocen pocos ejemplos adicionales de este tipo de complejos.
Ordinariamente el vidrio de silicatos es satisfactorio para la región visible y tiene como ventaja considerable su bajo costo. En la región UV, a longitudes de onda menores que aproximadamente 380 nm, el vidrio comienza a absorber y debe ser sustituido por sílice fundida o cuarzo. En la región IR, el vidrio, el cuarzo y la sílice fundida absorben a longitudes de onda mayores que aproximadamente 2.5 mm. Por lo tanto, los elementos ópticos para espectrometría ir generalmente están hechos de sales de halógeno o en algunos casos de materiales poliméricos
Harris Daniel C. “Análisis Químico Cuantitativo”, 2ª edición. Editorial Reverte, España