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¿Qué es un espectrofotómetro?
- Un espectrofotómetro es un instrumento que mide la cantidad de luz absorbida por una muestra.
- Las técnicas de los espectrofotómetros se utilizan sobre todo para medir la concentración de solutos en una solución, midiendo la cantidad de luz que absorbe la solución en una cubeta colocada en el espectrofotómetro.
- El científico Arnold J. Beckman y sus colegas del Laboratorio Nacional de Tecnologías (NTL) inventaron el espectrofotómetro Beckman DU en 1940.
Principio del espectrofotómetro
La técnica del espectrofotómetro consiste en medir la intensidad de la luz en función de la longitud de onda. Para ello, difracta el haz de luz en un espectro de longitudes de onda, detecta las intensidades con un dispositivo de carga acoplada y muestra los resultados en forma de gráfico en el detector y luego en el dispositivo de visualización.
- En el espectrofotómetro, se utiliza un prisma (o) una rejilla para dividir el haz de luz incidente en diferentes longitudes de onda.
- Mediante mecanismos adecuados, se pueden manipular ondas de longitudes de onda específicas para que incidan sobre la solución de prueba. El rango de las longitudes de onda de la luz incidente puede ser de 1 a 2 nm.
- El espectrofotómetro es útil para medir el espectro de absorción de un compuesto, es decir, la absorción de la luz por una solución en cada longitud de onda.
Instrumentación del espectrofotómetro
Los componentes esenciales de la instrumentación del espectrofotómetro son
- Una mesa y un radiador barato fuente de energía
- Los materiales que pueden ser excitados a estados de alta energía por una descarga eléctrica de alto voltaje (o) por calentamiento eléctrico sirven como excelentes fuentes de energía radiante.
- A monocromador, para descomponer la radiación policromática en bandas de longitudes de onda (o) componentes.
- Un monocromador resuelve la radiación policromática en sus longitudes de onda individuales y aísla estas longitudes de onda en bandas muy estrechas.
Prismas:
- Un prisma dispersa la luz policromática de la fuente en sus longitudes de onda constitutivas en virtud de su capacidad para reflejar diferentes longitudes de onda en diferente medida
- En los instrumentos comerciales se suelen emplear dos tipos de prismas. A saber, el prisma de cuarzo de 600 cornu y el prisma de Littrow de 300.
Rejilla:
- Las rejillas se utilizan a menudo en los monocromadores de los espectrofotómetros que operan en las regiones ultravioleta, visible e infrarroja.
- Recipientes de transporte (cubetas), para contener la muestra
- Las muestras que se van a estudiar en la región ultravioleta (o) visible suelen ser vidrios (o) soluciones y se colocan en cubetas conocidas como "CUVETES".
- Las cubetas destinadas a la región visible están hechas de vidrio ordinario (o) a veces de cuarzo.
- Una fotocélula detector y un asociado sistema de lectura
- La mayoría de los detectores dependen del efecto fotoeléctrico. La corriente es entonces proporcional a la intensidad de la luz y, por tanto, una medida de ésta.
- Los detectores de radiación generan señales electrónicas que son proporcionales a la luz emisora.
- Estas señales deben traducirse a una forma fácil de interpretar.
- Esto se consigue utilizando amplificadores, amperímetros, potenciómetros y registradores potenciométricos.
Aplicaciones
Algunas de las principales aplicaciones de los espectrofotómetros son las siguientes
- Detección de la concentración de sustancias
- Detección de impurezas
- Elucidación de la estructura de los compuestos orgánicos
- Control del contenido de oxígeno disuelto en los ecosistemas de agua dulce y marinos
- Caracterización de las proteínas
- Detección de grupos funcionales
- Análisis de gases respiratorios en hospitales
- Determinación del peso molecular de los compuestos
- El espectrofotómetro visible y UV puede utilizarse para identificar clases de compuestos tanto en estado puro como en preparaciones biológicas.
Referencias
- https://www.biochemden.com/spectrophotometer-instrumentation-principle/
- https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=10245
- https://web.stanford.edu/class/chem184/lectures08/Zare_Spectroscopy.pdf
- https://byjus.com/chemistry/spectrophotometer-principle/
- https://www.slideshare.net/rey216/spect
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