[0:06]Hola, mi nombre es Eva García y en esta presentación os voy a hablar de la aplicación de la Ley de Lambert-Beer en la espectroscopia ultravioleta visible. Como objetivos de esta presentación voy a explicar los principios básicos de la espectroscopia de absorción en el ultravioleta visible. La ley de Lambert-Beer y cómo relaciona la concentración de un analito y la absorción de radiación. Y las limitaciones de la aplicación de esta ley de absorción. Por último, intentaremos extraer algunas conclusiones sobre este estudio.
[0:43]La espectroscopia de absorción en el ultravioleta visible es una de las técnicas instrumentales más útiles y utilizadas en química analítica. Se basa en estudiar la interacción de la radiación electromagnética con la materia. En concreto, lo que vamos a medir es la cantidad de luz absorbida en función de la longitud de onda utilizada. De esta manera nos va a permitir identificar las sustancias químicas y también determinar su concentración. En esta figura podemos observar una representación del espectro electromagnético. Como vemos, la radiación ultravioleta visible se encuentra entre los rayos X y la luz infrarroja. En concreto, la radiación ultravioleta ocupa un rango entre 190 y 350 nanómetros, mientras que la radiación visible ocupa un rango entre 350 y 800 nanómetros. Además, comentar que en esta región del espectro la longitud de onda lleva asociada distintos colores.
[1:50]La absorción de radiación en el ultravioleta visible se basa en las transiciones electrónicas entre niveles energéticos de los átomos de la muestra. Lo que ocurre es que los electrones más externos, es decir, los electrones de valencia, pueden saltar a otro orbital vacío de mayor nivel energético si se les comunica la energía adecuada. Esto ocurre por la absorción de un fotón cuya energía debe coincidir exactamente con la diferencia energética entre el estado fundamental y el estado excitado. El tiempo de vida de un átomo excitado por absorción de radiación es breve. La energía radiante absorbida se disipa cuando el electrón vuelve a su órbita fundamental mediante lo que se denominan procesos de relajación. Estos procesos de relajación pueden ser no radiantes cuando la energía se disipa, por ejemplo, en forma de energía cinética o en forma de calor o procesos de relajación radiantes cuando esta energía se libera en forma de radiación.
[2:58]Si hacemos un barrido espectral y representamos gráficamente la intensidad de absorción de radiación, en función de la longitud de onda de la radiación, obtenemos lo que se denomina la huella dactilar de un compuesto. Y se denomina así porque cada espectro de absorción de cada elemento es único. Se presentan máximos de energía, picos a longitudes de onda características y con distinta intensidad. Esto nos va a ser muy útil para el análisis cualitativo, puesto que estudiando la localización de los máximos de energía en un espectro, se puede identificar y diferenciar unos elementos de otros. Y en el análisis cuantitativo, puesto que la intensidad de absorción de cada elemento, a su longitud de onda característica, va a ser mayor cuanto mayor sea su concentración.
[3:53]En esta figura se observa un haz de radiación antes y después de atravesar una disolución absorbente de concentración C y espesor B cm. Debido a las interacciones entre los fotones de la radiación y las partículas absorbentes del medio, se produce una disminución entre la potencia del haz incidente, P0, que sale como P, de menor intensidad. De esta manera, podemos definir lo que es la transmitancia como la fracción de esta luz incidente que es transmitida por la disolución. A través de la definición de transmitancia, aparece el concepto de absorbancia que se define por la ecuación de -log T. En este sentido, la Ley de Absorción o Ley de Lambert-Beer, lo que nos está diciendo es que la absorción de radiación a una longitud de onda determinada va a ser directamente proporcional a la concentración del analito, es decir, de la sustancia absorbente y al espesor de muestra. A través de una constante de proporcionalidad que se llama absortividad. Esta absortividad va a tener unas unidades que van a depender de las unidades en las que pongamos la concentración. La Ley de Lambert-Beer o ley de absorción nos permite hallar la concentración de una especie química a partir de la medida de la intensidad de la luz absorbida.
[5:26]Cabe comentar una serie de limitaciones en la aplicación de esta ley de absorción. En primer lugar, solo describe bien el comportamiento de disoluciones diluidas, a una concentración inferior a 10 milimolar. Debido a que a mayores concentraciones, las distancias entre las moléculas disminuyen y empiezan a afectarse electrostáticamente, con lo que eso va a afectar su capacidad de absorción. Además, la ley de Lambert-Beer no se cumple cuando el analito se asocia, se disocia o reacciona con el disolvente para dar lugar a un producto que presenta un espectro de absorción diferente. Por último, hay que tener también en cuenta una serie de limitaciones instrumentales que nos lo va a poner el aparato de medida. Es decir, en este caso solo se cumple con radiaciones monocromáticas. Como conclusión a este estudio, podemos decir que en química analítica resulta muy interesante la medida de la cantidad de luz absorbida por una sustancia a una determinada longitud de onda. Puesto que a través de la aplicación de la Ley de Lambert-Beer podemos relacionar dicha absorción de radiación con su concentración. Aunque eso sí, tenemos que tener en cuenta una serie de limitaciones como hemos estado describiendo en este trabajo. Muchas gracias. Aquí además os anexo algo de bibliografía por si os apetece complementar este tema. Gracias.
