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ESPECTROFOTOMETROS UV/VIS
Lic. Rodolfo M. Orozco
Análisis Instrumental
Espectrofotómetros
* Los espectrofotómetros son aquellos instrumentos
en los que se mide fundamentalmente la distribución
espectral de energía radiante en las regiones
espectrales: UV, VIS e IR (cercano hasta el medio)
* Estos instrumentos utilizan un complejo sistema
óptico de selección de longitud de onda
(monocromador).
• Estos instrumentos pueden seleccionar longitud de
onda en forma continua y en algunos casos con
precisión de décimas de nm. Por lo tanto, es posible
obtener en forma continua el espectro de absorción
de una molécula.
Clasificación
• Un solo haz
• Doble haz
• Multicanal
• Doble dispersión
• Longitud de onda dual
Componentes Básicos
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•
•
•
Fuente de luz
Monocromador
Portamuestra
Detector y Sistema de Lectura
Espectrofotometro de un solo haz
• Tipo de espectrofotometro más simple, se
basa en la absorción de la luz al pasar un
solo haz por la muestra a una longitud de
onda especifica
• Este instrumento produce luz
monocromática y la detecta después de
atravesar la muestra de estudio
Componentes Opticos
• Utilizan lámparas intercambiables de
wolframio, H2 ó D2
• Tubos fotomultiplicadore y redes de
dispersión
• Unos utilizan dipositivos de salida digitales,
otros diferentes medidores
• Los diseños ópticos de los instrumentos
difieren por el fabricante
Conventional Spectrophotometer
Schematic of a conventional single-beam spectrophotometer
Fundamentals of modern UV-visible spectroscopy
Figure : 23
CARACTERISTICAS
• Equipo sencillo y económico ($10,000)
• Trabajan en la región Vis y otros en la región
UV/Vis (190/210 – 800/1000)
• Producen anchos de banda de 2 - 8 nm.
DESVENTAJAS
• Presencia de ruido de parpadeo de las fuentes y
detectores
• Cambios de intensidad de la fuente y sensibilidad
del detector con la longitud de onda de trabajo
Espectrofotómetros de doble haz
• En este tipo de instrumento la radiación se divide
en dos (Po similares) uno pasa por la muestra y el
otro al blanco.
• Costo del equipo ($ 15000)
• El doble haz realiza corecciones por:
– La intensidad de la fuente de luz
– Sensitividad (respuesta) del detector
– Transmisión del monocromador
(estos factores cambian con la long. de onda)
Espectrofotómetro de doble haz
VENTAJAS
• Resultados más confiables (Abs. diferencial de la muestra
y blanco)
• Operan automaticamente, eliminan ajustes manuales
(ahorrando tiempo)
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•
•
•
COMPONETES OPTICOS
Espejos giratorios: dividen el haz, ambos se juntan por un
espejo reticular que refleja uno y tansmite el otro.
Detector: recibe pulsosalternativos del haz de referenica y
de la muestra
Sistema de señales: compara la respuesta de los dos haces
y efectua la corrección.
Dispositivos que igualan la intensidad de los dos haces.
INSTRUMENTOS MULTICANAL
• Tienen pocos componentes ópticos (mayor
rendimiento de la radiación)
• Obtención rápida de barrido y espectros (1s)
• Se acoplan a diferentes ordenadores personales
• Elevada relación S/N
• Determinación simultánea de multicomponentes
• Obención de espectros con barrido electrónico y
reproducibilidad de long. de onda (200 – 800 nm,
UV/VIS/IR)
Espectrofotometro Multicanal
Componentes y Funcionamiento
• Lámparas intercambiables de deuterio y
tungsteno
• El haz de luz depués de atravesar el la
muestra se enfoca en la rendija de entrada y
pasa a una red de reflexión holográfica
• El detector es de serie de diodos de silicio
que consta de 316 elementos
• Costo = $15,000
Instrumentos de doble dispersión
• Estos instrumentos mejoran la resolución espectral
y reducen la radiación parásita
• Tienen dos monocromadores en serie (red o
prisma)
• Trabajan en el rango de 185 a 3125 nm.
• Producen resluciones de 0.07 nm
• Luz parásita = 0.0008 % de Po.
• A long. > 800 nm, utilizan detector de
fotoconductividad de sulfuro de plomo con
lámpara de wolframio.
Componentes y Funcionamiento
• La radiación atraviesa la rendija de entrada 1, se
dispersa en la red 1. Luego se dirige a la rendija
de entrada 2 y se dispersa en la red 2.
• Al salir de la rendinja de salida 2, el haz se divide
en dos (espejo obturador) uno atraviesa la muestra
y otro la solución de referencia
• Se dirige hacia el detector para registrarse en la
región de trabajo.
Instrumentos de longitud de onda dual
• Los espectros se obtienen de la derivada (1o, 2o,
3er orden de la Abs ó %T vrs. long. Onda
• Muestran detalles espectrales que se pierden en un
espectro ordinario
• Mejoran la determinación de concentración de
analito en presencia de interferentes
• No usan haz de referencia, peron pueden operar
con el.
• Dos haces de longitudes diferentes llegan
alternativamente a la muestra y al detector.
• La diferencia entre señales alternas da una buena
aproximación a la derivada de las absorbancias
• Equipo muy costoso
Espectro derivado
EJEMPLO
Espectros de absorción de la
ampicilina sódica (a)
la dicloxacilina sódica (b)
y la mezcla (c).
Observe la sobreposición de los
espectros de (a) y (b) a 200 nm.
(b) tiene una mayor absorción en
todo la zona espectral utilizada,
por lo que no podríamos realizar
estudios cuantitativos ni una
caracterización confiable.
Si obtenemos la primera derivada de
los espectros (fig. 2) se aprecian
diferencias, puesto que ya se
empiezan a resolver mejor.
En la segunda derivada de los
espectros se aprecia la estructura
fina que nos permite diferenciar los
puntos de cruce en cero para la
ampicilina sódica en 248.8 nm y
para la dicloxacilina sódica en 215.2
nm y 221.6 nm que nos sirven para
realizar estudios cuantitativos.
Los mínimos definidos nos ayudan
a su caracterización.