Química 1 : Métodos espectofométricos

Métodos
Espectrofotométricos

Métodos Calorimétricos

Los métodos calorimétricos identifican de una manera más o menos cuantitativa la presencia de un gas. Es posible usar Parches o Tubos calorimétricos:

1. Parches.

· Los parches son piezas de cartón de un solo uso recubiertas con un plástico cubierto con un compuesto químico que cambia de color cuando se expone a un gas que se va a medir. Los Parches dan un valor medio e integrado pero no muy preciso. Asimismo, pueden colgarse en cualquier sitio, llevarse en la ropa de los trabajadores o combinarse con pequeños ventiladores para diferentes aplicaciones. Los parches de sulfuro son muy usados en la industria ganadera.

2. Tubos calorimétricos.

· Los tubos calorimétricos son tubos de vidrio con ambos extremos cerrados. Para realizar una lectura con un tubo calorimétrico, se rompen las puntas de ambos extremos y el tubo se acopla en una bomba de mano. La bomba hace pasar a través del tubo un volumen de gas oloroso. El medio reacciona en el tubo y cambia de color según el tipo de gas que haya en la muestra. Para medir la cantidad de medio que reacciona con el gas se usa una escala, la cual indica la concentración del gas detectado. Los tubos calorimétricos incorporan escalas limitadas y la precisión es alrededor de un 10% de la escala completa de lectura del tubo.

El espectrofotómetro

El espectrofotómetro es un instrumento que permite comparar la radiación absorbida o transmitida por una solución que contiene una cantidad desconocida de soluto, y una que contiene una cantidad conocida
de la misma sustancia.

Las aplicaciones principales son
• Determinar la cantidad de concentración en una solución de algún compuesto.
• Determinación de estructuras moleculares.
• La identificación de unidades estructurales especificas ya que estas tienen distintos tipos de absorbancia (grupos funcionales o isomerías).
• Determinar constantes de disociación de indicadores ácido-base.

Tipos de espectrofotómetros:

ESPECTROFOTÓMETRO DE HAZ SIMPLE:
Es igual que la descripción dada para el espectrofotómetro en general. Consta de los mismos elementos.

ESPECTROFOTÓMETRO DE DOBLE HAZ EN EL ESPACIO:
Todos los componentes están duplicados, menos la lámpara y el medidor. Dos haces de luz pasan al mismo tiempo por los distintos componentes separados en el espacio. Esto compensa las variaciones de intensidad de luz y de absorbancia.

COMPONENTES DEL ESPECTROFOTÓMETRO

1. Fuente de luz: proporciona energía radiante en forma de luz visible o no visible.

2. Rendija de entrada: tiene como función reducir al máximo la luz difusa y evitar que la luz dispersa entre en el sistema de selección de longitud de onda.

3. Monocromadores. Pueden ser:

* Prismas: son fragmentos con forma de cuña de un material que permite el paso de la luz. Ejemplo. De vidrio para trabajar en el espectro visible o cuarzo para trabajar en el ultravioleta lejano.

* Redes de difracción: son un gran número de líneas paralelas situadas a distancias iguales entre sí y son hendiduras sobre un vidrio o una superficie metálica. Cada una de estas hendiduras se comporta como un pequeño prisma.

4. Rendija de salida: tiene como función impedir que la luz difusa atraviese la cubeta de la muestra, que provocaría desviaciones a la Ley de Beer.

5. Cubeta: es el recipiente donde se coloca la muestra para la medición. Pueden ser de distintos tipos y tamaños (cuadradas, rectangulares, redondas). Se obtienen mejores resultados usando cubetas de bordes paralelos. Suelen estar fabricadas en vidrio o en plástico.

6. Detector. Puede ser de dos tipos: Fotocélulas o células fotovoltaicas: contienen un cátodo que emite electrones de forma proporcional a la Energía que incide sobre él.

7. Medidor: son sistemas de lectura de la Energía eléctrica que recoge el detector y que puede ser lectura directa.

Ley de Beer

La Ley de Beer declara que la cantidad de luz absorbida por un cuerpo depende de la concentración en la solución.

Por ejemplo, en un vaso de vidrio tenemos agua con azúcar disuelta y en otro vaso tenemos la misma cantidad de agua pero con mayor cantidad de azúcar en solución. El detector es una celda fotoeléctrica, y la solución de azúcar es la que se mide en su concentración.
Según la ley de Beer, si hiciéramos que un rayo de luz atravesara el primer vaso, la cantidad de luz que saldría del otro lado seria mayor que si repitiéramos esto en el segundo; ya que en el segundo, las ondas electromagnéticas chocan contra un mayor número de átomos o moléculas y son absorbidos por estos.

El color de las sustancias se debe a que estas absorben ciertas longitudes de onda de la luz blanca que incide sobre ellas, y sólo vemos aquellas longitudes de onda que no fueron absorbidas.

Para líquidos: