¿En qué se diferencia la espectroscopia de RMN de la espectroscopia UV-visible?

El principal objetivo de ambas técnicas espectroscópicas es la identificación y cuantificación de los componentes de las muestras. Sin embargo, existen diferencias intrínsecas entre los dos que deben entenderse claramente antes de elegir entre los dos para sus requisitos analíticos.

Espectroscopia UV-Visible

La espectroscopia UV-visible se basa en la interacción de la muestra con la radiación electromagnética en forma de luz en el rango de longitud de onda de 190 a 900 nm. Tal interacción conduce a la excitación de los electrones del estado fundamental a estados inestables con mayor energía. El grado de absorción es directamente proporcional a la concentración de las sustancias absorbentes presentes en el camino de la radiación.

espectroscopia de RMN

La resonancia magnética nuclear, por otro lado, no implica transiciones de los niveles electrónicos. Las propiedades magnéticas de las partículas nucleares se utilizan para encontrar información sobre la estructura de las moléculas. Las transiciones entre los estados de espín de las partículas nucleares se logran colocando la muestra en un campo magnético uniforme.

Base de absorción

La espectroscopia UV-visible depende de la presencia de grupos cromóforos en las moléculas, el grado de conjugación en la estructura molecular o la reacción de complejación entre iones metálicos y ligandos que tiende a producir compuestos coloreados.

Por otro lado, la resonancia magnética nuclear implica transiciones entre los niveles de espín de las partículas nucleares bajo la influencia de un campo magnético externo. El momento angular de espín del núcleo es una suma vectorial del momento angular de espín de los neutrones y protones presentes en el núcleo. Los núcleos con una suma impar de protones y neutrones tienen semiintegral o múltiplos del mismo de momento angular y dan lugar a la absorción de RMN

Manipulación de muestras

Las muestras para el análisis UV-visible se toman en cubetas o celdas hechas de cuarzo con una longitud de paso total de 1 cm. Por otro lado, las muestras de RMN están contenidas en tubos de vidrio con un diámetro exterior de 5 mm y una longitud de 15 a 20 cm.

Cualquier disolvente en el que la muestra sea soluble se utiliza para el análisis UV-visible y se toma una solución en blanco como referencia en la ruta de radiación. En el caso de RMN, el solvente debe ser aprótico y el tetracloruro de carbono es una opción adecuada. Sin embargo, debido a la solubilidad limitada de los analitos, se utilizan comúnmente otros disolventes deuterados como el cloroformo deuterado, el benceno deuterado, la acetona deuterada y el sulfóxido de dimetilo deuterado.

No se requiere un tubo de referencia estándar. Se puede utilizar un patrón interno como el tetrametilsilano (TMS).

Velocidad de reacción

La espectroscopia UV-Vis es una técnica rápida en comparación con la RMN. Las excitaciones son del orden de femtosegundos en la espectroscopia UV-visible, mientras que en el análisis de RMN los tiempos de respuesta son mucho más largos, incluso hasta un minuto o más.

Ejemplo de emoción

La muestra y la referencia se colocan en el compartimiento del espectrómetro a lo largo de la ruta de radiación en el caso del análisis UV-visible. En NMR, sin embargo, el tubo de muestra se expone a un campo magnético en una cavidad entre los polos de un imán. En los espectrómetros de RMN se utilizan imanes permanentes, electroimanes e imanes superconductores. Los espectrómetros modernos de alta resolución utilizan imanes superconductores.

El tubo de muestra en la cavidad del imán gira usando una turbina de aire para que la muestra experimente un campo magnético uniforme. Además, una bobina alrededor del tubo genera radiofrecuencia para la excitación y detección de señales de RMN.

Respuesta espectral

Los espectros UV-visible se registran como bandas de absorción en una escala con absorbancia a lo largo del eje Y y longitud de onda a lo largo del eje X. Por otro lado, los espectros de RMN se registran con el eje X que representa el desplazamiento químico en unidades ppm y el eje Y como la intensidad de absorción. El compuesto de referencia TMS tiene un valor cero y los cambios químicos aumentan de derecha a izquierda.

Los anchos de línea disminuyen bruscamente de UV-Vis a NMR. La vida útil relativamente larga de los estados de espín nuclear excitado ayuda a la RMN a proporcionar una gran cantidad de información sobre la estructura de las moléculas. La RMN encuentra varias aplicaciones en el análisis de mezclas multicomponentes de compuestos orgánicos y la elucidación de estructuras mediante la identificación de grupos funcionales comunes.