Introducción La espectroscopía UV-Vis es una técnica analítica que mide la absorción de luz entre 200 y 800 nm por moléculas con cromóforos , provocando transiciones electrónicas . Se utiliza para cuantificar compuestos, monitorear reacciones , determinar constantes de equilibrio y caracterizar estructuras . Es una herramienta versátil por su sensibilidad , selectividad y facilidad de uso , ampliamente aplicada en laboratorios de investigación , industria , farmacia y medioambiente .
Objetivos Analizar la interacción entre la radiación electromagnética y la materia en el rango ultravioleta-visible. Identificar los grupos funcionales en moléculas y la determinación de la concentración de sustancias en una solución. Identificar la estructura molecular de compuestos orgánicos e inorgánicos . Estudiar propiedades ópticas de materiales y sustancias.
Fundamentos de la espectroscopía UV-Visible La espectroscopía UV-Vis se basa en la absorción de fotones que excitan electrones de valencia desde el estado fundamental al estado excitado , dependiendo de la estructura electrónica del compuesto .
Principio de funcionamiento La luz policromática emitida por la fuente del espectrofotómetro se dirige hacia un monocromador que selecciona una longitud de onda específica . Esta luz monocromática atraviesa la muestra contenida en una celda o cubeta y, posteriormente , es detectada por un fotodetector que registra la intensidad de luz transmitida . A partir de la diferencia entre la luz incidente y la transmitida , se calcula la absorbancia .
Ley de Beer-Lambert La Ley de Beer-Lambert establece una relación lineal entre la absorbancia (A) de una sustancia y su concentración (c), según la ecuación : Donde: A es la absorbancia , sin unidades . E es el coeficiente de absorción molar (L/ mol·cm ). b es la longitud del camino óptico (cm). c es la concentración del analito (mol/L).
Instrumentación de un espectrofotómetro UV-Vis Fuente de radiación: Lámpara de deuterio para el UV y lámpara de tungsteno-halógeno para el visible. Monocromador : Prisma o rejilla que aísla una longitud de onda específica . Cubeta: De cuarzo (UV) o vidrio (visible), con espesor estándar de 1 cm. Detector: Sensor como fotodiodo o fotomultiplicador que convierte luz en señal eléctrica . Sistema de adquisición de datos : Procesa y registra las señales obtenidas .
Tipos de transiciones electrónicas En espectroscopía UV-Vis, las principales transiciones electrónicas observadas son: π → π*: en enlaces dobles y sistemas conjugados . n → π*: en compuestos con pares de electrones no compartidos ( oxígenos , nitrógenos ). σ → σ*: en enlaces simples, requiere energías más altas ( menor relevancia en UV-Vis).
Factores que afectan la absorbancia pH : Puede cambiar el estado de protonación de la molécula y alterar el espectro . Solvente : Afecta el entorno electrónico del cromóforo . Temperatura : Puede influir sobre la estabilidad del analito . Interacciones intermoleculares : A altas concentraciones pueden producirse desviaciones . Precisión del instrumento : Calibración y limpieza de las cubetas influyen en la exactitud .