¿Qué es espectrofotómetro?
Un espectrofotómetro es un instrumento que mide la cantidad de luz que un material absorbe o transmite en función de la longitud de onda. Es una herramienta fundamental en varios campos como la química, la bioquímica, la física y la ciencia de los materiales.
Componentes principales:
- Fuente de luz: Proporciona un haz de luz estable. Las fuentes comunes incluyen lámparas de tungsteno (para luz visible) y lámparas de deuterio (para luz ultravioleta).
- Monocromador: Selecciona una longitud de onda específica de la luz. Utiliza un prisma o una rejilla de difracción para dispersar la luz y luego una rendija para aislar la longitud de onda deseada.
- Compartimento de la muestra: Contiene la muestra que se va a analizar. Generalmente, se utilizan cubetas, que son recipientes de vidrio o cuarzo de lados planos.
- Detector: Mide la cantidad de luz que pasa a través de la muestra. Los detectores comunes incluyen fotomultiplicadores y fotodiodos.
- Procesador de señal y pantalla: Amplifica la señal del detector y la muestra en una pantalla, generalmente en términos de absorbancia o transmitancia.
Principios de funcionamiento:
El espectrofotómetro funciona según la ley de Beer-Lambert, que establece que la absorbancia de una solución es directamente proporcional a la concentración del analito y la longitud del camino óptico. La luz de una longitud de onda específica se hace pasar a través de la muestra. El detector mide la cantidad de luz que pasa a través (transmitancia). La absorbancia se calcula a partir de la transmitancia.
Tipos de espectrofotómetros:
- Espectrofotómetros UV-Vis: Miden la absorbancia y transmitancia en las regiones ultravioleta (UV) y visible del espectro electromagnético.
- Espectrofotómetros infrarrojos (IR): Miden la absorbancia y transmitancia en la región infrarroja del espectro electromagnético. Se utilizan para identificar grupos funcionales en moléculas orgánicas.
- Espectrofotómetros de absorción atómica (AA): Miden la absorbancia de átomos en estado gaseoso. Se utilizan para determinar la concentración de metales en una muestra.
Aplicaciones:
- Análisis cuantitativo: Determinar la concentración de una sustancia conocida en una solución.
- Análisis cualitativo: Identificar sustancias desconocidas basándose en sus espectros de absorción.
- Seguimiento de reacciones químicas: Medir la velocidad de una reacción observando los cambios en la absorbancia de los reactivos o productos.
- Análisis de ADN y proteínas: Determinar la concentración y pureza de ácidos nucleicos y proteínas.
- Control de calidad: Asegurar la consistencia de los productos midiendo sus propiedades ópticas.
Conceptos importantes:
- Absorbancia: Medida de la cantidad de luz absorbida por una muestra.
- Transmitancia: Medida de la cantidad de luz que pasa a través de una muestra.
- Espectro de absorción: Gráfico de la absorbancia en función de la longitud de onda.
El espectrofotómetro es una herramienta versátil con una amplia gama de aplicaciones en diversas disciplinas científicas. Su capacidad para medir la absorción y transmitancia de la luz permite un análisis preciso y cuantitativo de las muestras.