Espectrofotómetros: Definición, partes y funciones

¿Qué es un espectrofotómetro?

Dentro del contexto de la biología, un espectrofotómetro es un instrumento que mide la cantidad de luz absorbida por una muestra. Más detalladamente, las técnicas de espectrofotómetro se utilizan principalmente 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.

Las características básicas de un espectrofotómetro incluyen:

• Determina cuánta luz refleja una sustancia química.
• Mide la intensidad de la luz cuando un haz de luz viaja a través de una solución de muestra.
• Cálculo objetivo de las emisiones o reflexiones de luz visible, luz ultravioleta o luz infrarroja.

Ejemplos de espectrofotómetro

A continuación se muestran ejemplos de algunos de los diferentes tipos de espectrofotómetros.

1. Espectrofotómetro de haz único
2. Espectrofotómetro de doble haz
3. Basado en la longitud de onda de la luz

• Espectrofotómetro ultravioleta
• espectrofotómetro visible
• espectrofotómetro de infrarrojos

Partes de un espectrofotómetro

El instrumento espectrofotómetro básico consta de lo siguiente:

• Una fuente de luz: en un espectrofotómetro se utilizan dos fuentes de luz. Son una lámpara de tungsteno que genera luz visible y una lámpara de deuterio o hidrógeno que genera luz ultravioleta.
• Una pantalla digital: un circuito interno dentro de un espectrofotómetro proporciona una salida final en un medidor digital. Se pueden anotar las lecturas en un medidor digital y, en consecuencia, se puede trazar un gráfico estándar entre absorción y transmitancia.
• Un monocromador: los monocromadores producen radiaciones de una única longitud de onda.
• Un sector de longitud de onda: para transmitir una longitud de onda seleccionada.
• Un colimador – para transmisión de haz en línea recta – Es un dispositivo óptico que contiene un tubo con una lente convexa en un lado y una abertura en el otro extremo.
• Detector fotoeléctrico: una fotocélula es un dispositivo fotoeléctrico que convierte la energía luminosa en energía eléctrica. Luego esto se amplifica, detecta y registra.
• Una cubeta para colocar una muestra: las cubetas son celdas ópticamente transparentes hechas de vidrio, sílice, plástico o cuarzo.

Funciones de los espectrofotómetros

La espectrofotometría es una técnica científica que se utiliza para medir la intensidad de la luz transmitida o reflejada por muestras gaseosas, líquidas o sólidas. El espectrofotómetro es el instrumento utilizado para esta técnica. Las funciones y beneficios de un espectrofotómetro incluyen:

Transmisión

El espectrofotómetro mide cuánto absorbe una sustancia un haz de luz que la atraviesa. La transmisión está directamente relacionada con la absorbancia según la ley de Beer. La Ley de Beer es una ecuación que relaciona la atenuación de la luz con las propiedades de un material. La ley establece que la concentración de una sustancia química es directamente proporcional a la absorbancia de una solución.

Medición

Al medir la intensidad en cada longitud de onda, se crea un espectro y la información creada nos informa sobre la muestra a través de la cual pasó la luz.

Reflectancia

El espectrofotómetro mide la cantidad de luz que se refleja en una muestra opaca.

Propiedades de los espectrofotómetros

Los espectrofotómetros miden la intensidad en función de la longitud de onda de la fuente de luz; determinar cuánta luz refleja un material químico midiendo la intensidad de la luz cuando un haz de luz viaja a través de la solución de muestra. En un espectrofotómetro, se utiliza un prisma o rejilla para que el haz incidente se divida en diferentes longitudes de onda.

Algunas propiedades y características comunes compartidas por los espectrofotómetros incluyen:

1. Se mide el porcentaje de muestra-transmisión.
2. Se mide el rango logarítmico de la muestra – absorción.
3. A menudo se calcula el porcentaje de medición de reflectancia.
4. Aunque puede variar en intensidad, la espectrofotometría ultravioleta-visible (UV-Vis) es la forma más común de absorción. Las regiones ultravioleta y visible del espectro electromagnético son contiguas: las longitudes de onda ultravioleta varían de 10 a 4000 angstroms; Las longitudes de onda visibles oscilan entre 4000 y 7000 angstroms.

Espectrofotómetro vs espectrómetro

Un espectrofotómetro es un dispositivo de medición del color que se utiliza para capturar y evaluar el color en una amplia gama de materiales, incluidos líquidos, plásticos, papel, metal y telas. Mientras que un espectrómetro es un dispositivo que se utiliza para detectar espectros, que son longitudes de onda específicas de radiación electromagnética. Todos los espectrofotómetros contienen espectrómetros.

Espectrofotómetro: instrumento analítico para medir el grado de absorción de luz en diferentes longitudes de onda por una sustancia química. Un patrón específico de intensidades de absorción en una serie de longitudes de onda es una característica de cada sustancia química diferente.

vs.

Espectrómetro: instrumento óptico para medir la absorción de luz por sustancias químicas; normalmente, trazará un gráfico de absorción versus longitud de onda o frecuencia, y los patrones producidos se utilizan para identificar las sustancias presentes y su estructura interna.

Usos de los espectrofotómetros

Los espectrofotómetros tienen aplicaciones en el mundo real. A continuación se muestran 3 ejemplos de cómo se utilizan en nuestra vida cotidiana.

1. Productos farmacéuticos: la espectrofotometría es una parte integral de la industria farmacéutica. Ayuda a garantizar los colores de la marca e identificar medicamentos falsificados. Es posible que el color de una pastilla no afecte su funcionamiento, pero indica a las personas lo que están usando. Otros productos farmacéuticos, como los ingredientes líquidos, deben cumplir estándares estrictos, algunos de los cuales involucran su color y transparencia.
2. Productos de construcción: si un contratista construye una casa con piezas de revestimiento de vinilo que no coinciden, es probable que el cliente no esté satisfecho con los resultados. Cuando se trata de apariencia, el color es fundamental. Muchos materiales también reflejan cambios de propiedad en su color. El metal anodizado, por ejemplo, utiliza una capa de óxido natural para aumentar su resistencia y propiedades adhesivas. El análisis del color puede confirmar que cada pieza producida refleja estas mejoras.
3. Alimentos: la espectrofotometría se utiliza en una variedad de aplicaciones de producción de alimentos que incluyen la evaluación de la madurez de las frutas, la identificación del contraste de horneado de una multitud de productos de pan y el análisis del color.

Resumen de la lección

La espectrofotometría se utiliza en una variedad de aplicaciones en el ámbito de la biología y el mundo real. La espectrofotometría es un método utilizado para medir cuánta luz absorbe una sustancia química midiendo la intensidad de la luz cuando un haz de luz pasa a través de una solución de muestra. Las muestras pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas. También incluyen otros productos como plástico, papel, metal y tejidos. Los espectrofotómetros vienen en una variedad de tamaños y estilos, incluidos modelos portátiles. Independientemente del modelo, la longitud de onda medida más habitualmente es la ultravioleta debido a su absorción visible.