¿Qué es un Espectrofotómetro?
El espectrofotómetro es un instrumento usado en la física óptica que sirve para medir, en función de la longitud de onda, la relación
entre valores de una misma magnitud fotométrica relativos a dos haces de radiaciones. También es utilizado en los laboratorios de química para la cuantificación de sustancias y microorganismos.
Hay varios tipos de espectrofotómetros, puede ser de absorción atómica o espectrofotómetro de masa.
Este instrumento tiene la capacidad de proyectar un haz de luz monocromática a través de una muestra y medir la cantidad de luz que es absorbida por dicha muestra. Esto le permite al operador realizar dos funciones:
- Dar información sobre la naturaleza de la sustancia en la muestra.
- Indicar indirectamente qué cantidad de la sustancia que nos interesa está presente en la muestra.
Componentes Esenciales de un Espectrofotómetro
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Cubetas de espectofotometría:
En un primer plano, dos de cuarzo aptas para el trabajo con luz ultravioleta; en segundo plano, de plástico, para colorimetría (es decir, empleando luz visible).
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Fuente de luz:
La fuente de luz que ilumina la muestra debe cumplir con las siguientes condiciones: estabilidad, direccionabilidad, distribución de energía espectral continua y larga vida. Las fuentes empleadas son: lámpara de wolframio (también llamado tungsteno), lámpara de arco de xenón y lámpara de deuterio que es utilizada en los laboratorios atómicos.
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Monocromador:
El monocromador aísla las radiaciones de longitud de onda deseada que inciden o se reflejan desde el conjunto, se usa para obtener luz monocromática.
Está constituido por las rendijas de entrada y salida, colimadores y el elemento de dispersión. El colimador se ubica entre la rendija de entrada y salida. Es un lente que lleva el haz de luz que entra con una determinada longitud de onda hacia un prisma el cual separa todas las longitudes de onda de ese haz y la longitud deseada se dirige hacia otra lente que direcciona ese haz hacia la rendija de salida.
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Compartimiento de Muestra:
Es donde tiene lugar la interacción, R.E.M con la materia (debe producirse donde no haya absorción ni dispersión de las longitudes de onda). Es importante destacar, que durante este proceso, se aplica la ley de Lambert-Beer en su máxima expresión, en base a sus leyes de absorción, en lo que concierne al paso de la molécula de fundamental-excitado.
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Detector:
El detector, es quien detecta una radiación y a su vez lo deja en evidencia, para posterior estudio. Hay de dos tipos:
a) los que responden a fotones;
b) los que responden al calor
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Registrador:
Convierte el fenómeno físico, en números proporcionales al analito en cuestión.
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Fotodetectores:
En los instrumentos modernos se encuentra una serie de 16 fotodetectores para percibir la señal en forma simultánea en 16 longitudes de onda, cubriendo el espectro visible. Esto reduce el tiempo de medida, y minimiza las partes móviles del equipo.
¿Cómo funcionan los espectrofotómetros?
Los espectrofotómetros funcionan analizando la interacción de la luz con una muestra y cuantificando la cantidad de luz transmitida o absorbida por la muestra a diferentes longitudes de onda.
El proceso comienza con la preparación de la muestra, que se coloca en el compartimento adecuado del espectrofotómetro. A continuación, el instrumento emite luz desde su fuente, que puede ser una lámpara halógena, deuterio, tungsteno o LED, según el tipo de espectrofotómetro y la región del espectro electromagnético que se está analizando.
La luz emitida pasa a través de un componente clave llamado monocromador, que actúa como un filtro y selecciona una longitud de onda específica para analizar. El monocromador puede ser un prisma o una red de difracción y separa la luz en diferentes componentes según su longitud de onda.
A continuación, la luz seleccionada por el monocromador atraviesa la muestra, donde ocurre la interacción entre la luz y las propiedades de la muestra, como su composición química, estructura molecular o concentración.
La luz que atraviesa la muestra llega al detector, que convierte la energía luminosa en una señal eléctrica. Los detectores más comunes en los espectrofotómetros son los fotodiodos o los tubos fotomultiplicadores (PMT). El detector mide la intensidad de la luz transmitida a cada longitud de onda específica. Posteriormente, la señal eléctrica generada por el detector se amplifica y procesa mediante circuitos electrónicos, convirtiéndose en datos cuantitativos.
Los resultados se visualizan en la pantalla del espectrofotómetro, donde se pueden observar la absorbancia o transmitancia de la muestra a diferentes longitudes de onda. Estos datos pueden utilizarse para realizar cálculos, análisis cuantitativos y comparaciones con estándares de referencia.
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La espectrofotometría es un método científico utilizado para medir cuánta luz absorbe una sustancia química.
