Rodrigo Ricardo

Espectroscopía de absorción: definición y tipos

Publicado el 7 septiembre, 2020

Introducción a la espectroscopia a través del color

Todo el material puede absorber ciertos tipos de ondas. Vemos que esto sucede todo el tiempo cuando miramos algo y vemos un color. Por ejemplo, mire la siguiente imagen y describa el color:


Una azalea vibrante
Flor

Probablemente diría que la flor es amarilla. La luz del sol, que brilla sobre la flor, es “luz blanca”, contiene todos los colores. Cuando la luz incide sobre la flor, la flor absorbe todos los colores excepto el amarillo. El amarillo vuelve a rebotar en nuestro ojo.

Este mismo principio funciona con la espectroscopia , la medición de la materia basada en la cantidad de un material en particular que se emite o absorbe. Las ondas de luz atraviesan un material y la luz que las atraviesa se puede medir con un sensor. Sabemos que todo lo que no pasó a través del material debe haber sido absorbido por ese material. A menudo medimos la cantidad de luz emitida o absorbida, pero la espectroscopia también puede medir otras ondas, como rayos gamma, sonido, rayos X e infrarrojos.

Espectroscopía y absorción

Al definir la espectroscopia, usamos la palabra ‘absorber’ varias veces, así como ‘emitir’. La absorción se refiere a la cantidad de luz (u otras ondas) que puede absorber el material que se mide. La emisión , por otro lado, se refiere a la cantidad de luz (u otras ondas) que puede liberar el material que se está midiendo; la luz emitida generalmente es alterada de su estado original por el material, y esa luz alterada es lo que se mide durante la espectroscopía.

Tanto la espectroscopia de absorción como la de emisión son herramientas de medición útiles, pero en esta lección nos centraremos en la espectroscopia de absorción , que es un procedimiento que utiliza la absorción de ondas de luz por átomos libres para determinar los elementos químicos.

¿Cómo funciona la espectroscopia de absorción?

Los diferentes materiales absorben diferentes longitudes de onda en función de su composición molecular y química. Por ejemplo, veamos el saborizante de vainilla. La sustancia química que produce el sabor vainilla se llama vainillina, cuya estructura se puede ver a continuación:


La estructura de la vainillina
Estructura de la vainillina

Tiene un grupo fenol (el hexágono con el OH unido). El grupo fenol absorberá longitudes de onda de 2,2 a 3,0 micrones. Entonces, si las ondas infrarrojas pasan a través de la vainillina, se absorberán las longitudes de onda específicas alrededor de 2.2 y 3.0.

Si no hubiéramos sabido de antemano qué era esta sustancia, la espectroscopia de absorción habría revelado que tiene un grupo fenólico. En función de la absorción, los grupos OCH3 y aldehído también serían evidentes, lo que nos permitiría descubrir que la sustancia es vainillina.

Tipos de espectroscopia de absorción

La espectroscopia de absorción se puede utilizar con cualquier tipo de onda, incluidas infrarrojas, gamma, microondas, rayos X, luz visible, sonido, atómicas e incluso ondas de radio. Sin embargo, no todas estas ondas tienen un uso práctico. Los tipos más comunes de ondas medidas por espectroscopia de absorción son infrarrojas, atómicas, visibles, ultravioleta (UV) y rayos X.

Cada espectrofotómetro funciona con las mismas técnicas. Sin embargo, los espectrofotómetros se clasifican según el tipo de onda que se mide. Esto es lo que queremos decir cuando nos referimos a “tipos” de espectrofotómetros. Por ejemplo, un espectrofotómetro de luz visible mide los rayos de luz visible, mientras que un espectrofotómetro UV mide la luz ultravioleta. Funcionan de la misma manera, midiendo las ondas emitidas o absorbidas, pero miden diferentes tipos de ondas. Tenga en cuenta que algunos espectrofotómetros pueden medir más de un tipo de onda.

El tipo de onda que mida determinará las longitudes de onda que originalmente atravesaron un material. Si esperamos que un material no absorba ondas de radio, entonces no nos sirve de nada enviar ondas de radio a través del material. Pero si esperamos que se absorban algunas longitudes de onda específicas dentro del espectro UV (100 a 200 nanómetros), entonces podemos pasar la luz ultravioleta a través del material y ver qué ondas específicas no pasan para determinar cuál es el material.

La espectroscopia de absorción puede usarse no solo para determinar un material, sino también para medir la cantidad de un químico específico dentro del material. Al determinar qué es un material, normalmente pasaremos una amplia gama de longitudes de onda a través del material. Las longitudes de onda que no pasan por completo corresponden a sustancias químicas o moléculas específicas que deben ser parte de ese material.

Cuando intentamos determinar la cantidad de una sustancia química específica dentro del material, normalmente pasamos solo una longitud de onda que corresponde a esa sustancia química a través del material. Cuanto más se absorbe, más químico hay en el material.

Resumen de la lección

La espectroscopia de absorción funciona determinando qué longitudes de onda son absorbidas por un material. Todas las longitudes de onda no absorbidas por un material pasarán y serán medidas por un sensor. Cada molécula o producto químico específico absorberá solo longitudes de onda específicas. Esto se puede utilizar para medir la cantidad de una sustancia química específica o para determinar la composición química de un material desconocido.

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