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Espectroscopia ultravioleta: principio, instrumento, aplicación

Septiembre 22, 2020

La espectroscopia es la medición e interpretación de la radiación electromagnética absorbida o emitida cuando las moléculas, átomos o iones de una muestra se transfieren de un estado de energía a otro estado de energía.

La espectroscopia ultravioleta es un espectro de absorción en el que las moléculas absorben la luz en la región ultravioleta (200-400 nm), lo que hace que los electrones se exciten desde el estado fundamental a un estado de alta energía.

Principios de la espectroscopia UV

La espectroscopia está básicamente relacionada con la interacción de la luz y la materia.

A medida que la materia absorbe la luz, el resultado es un aumento en el contenido de energía de los átomos o moléculas.

Al absorber la radiación ultravioleta, esto hace que los electrones se exciten desde el estado fundamental al estado de mayor energía.

Moléculas que contienenπLos electrones o los electrones no enlazantes (n-electrones) pueden absorber energía en forma de rayos ultravioleta, excitando así estos electrones a orbitales moleculares más resistentes a los enlaces.

Cuanto más fácil es excitar un electrón, mayor es la longitud de onda de la luz que absorbe. Hay cuatro tipos de transiciones posibles (π–π*, norte–π*,σ–σ*, y N–σ*), y su orden es el siguiente:σ–σ*> norte–σ*>π– π*> norte–Π*

La absorción de luz ultravioleta por parte del compuesto producirá un espectro único que ayuda a identificar el compuesto.

Visible Spectrophotometer

espectrómetro ultravioleta

fuente de luz

Las lámparas de filamento de tungsteno y las lámparas de deuterio de hidrógeno son las fuentes de luz más utilizadas y adecuadas porque cubren todo el rango ultravioleta.

Las lámparas de filamento de tungsteno son ricas en radiación roja. Más específicamente, emiten radiación a 375 nm y la intensidad de la lámpara de hidrógeno deuterio cae por debajo de 375 nm.

monocromador

El monocromador suele estar compuesto por un prisma y una rendija.

La mayoríaespectrofotómetros visibles son espectrofotómetros de doble haz.

La radiación emitida por la fuente de luz principal se dispersa por medio de un prisma giratorio.

Luego, las diversas longitudes de onda de la fuente de luz separadas por el prisma son seleccionadas por la rendija de modo que la rotación del prisma hace que una serie de longitudes de onda que aumentan continuamente pasen a través de la rendija con fines de registro.

El haz de luz seleccionado por la rendija es monocromático y se divide además en dos haces por medio de otro prisma.

Celda de muestra y celda de referencia

Uno de los dos rayos separados pasa a través de la solución de muestra y el segundo rayo pasa a través de la solución de referencia.

Tanto la solución de muestra como la solución de referencia están contenidas en la celda.

Estas baterías están hechas de dióxido de silicio o cuarzo. El vidrio no se puede utilizar para las células porque también absorbe la luz en la región ultravioleta.

detector

Por lo general, se utilizan dos fotocélulas para el detector en el espectro ultravioleta.

Una de las fotocélulas recibe el haz de luz de la celda de muestra y el segundo detector recibe el haz de luz de la referencia.

La intensidad de la radiación de la celda de referencia es más fuerte que el haz de la celda de muestra. Esto conduce a una pulsación o corriente alterna en la fotocélula.

Amplificador de poder

La corriente alterna generada en la fotocélula se transmite al amplificador.

El amplificador está acoplado a un pequeño servometro.

Generalmente, la intensidad de la corriente generada en la celda fotovoltaica es muy baja, y el propósito principal del amplificador es amplificar la señal muchas veces para obtener una señal clara y registrable.

Dispositivo de grabación

La mayoría de las veces el amplificador está acoplado a un grabador de lápiz conectado a la computadora.

La computadora almacena todos los datos generados y genera los espectros de los compuestos requeridos.

Aplicación de la espectroscopia UV

Detección de impurezas

Es uno de los mejores métodos para determinar impurezas en moléculas orgánicas.

Debido a las impurezas en la muestra, se pueden observar otros picos y se pueden comparar con las materias primas estándar.

Al medir la absorbancia a una longitud de onda específica, se pueden detectar impurezas.

Elucidación de la estructura de compuestos orgánicos.

Se puede utilizar para aclarar la estructura de moléculas orgánicas, por ejemplo, para detectar la presencia o ausencia de enlaces insaturados y la presencia de heteroátomos.

La espectroscopia de absorción ultravioleta se puede utilizar para determinar cuantitativamente los compuestos que absorben la luz ultravioleta.

La espectroscopia de absorción ultravioleta puede caracterizar los tipos de compuestos que absorben la radiación ultravioleta, que se puede utilizar para determinar cualitativamente los compuestos. La identificación se realiza comparando el espectro de absorción con el espectro de un compuesto conocido.

Esta técnica se utiliza para detectar la presencia o ausencia de grupos funcionales en compuestos. Las bandas que carecen de una longitud de onda específica se consideran evidencia de la falta de grupos específicos.

La cinética de reacción también se puede estudiar mediante espectroscopia UV. La radiación ultravioleta pasa a través de la celda de reacción y se puede observar el cambio en la absorbancia.

Muchas drogas se encuentran en forma de materias primas o en forma de preparados. Puede detectarse haciendo una solución de fármaco adecuada en el fármaco y midiendo la absorbancia a una longitud de onda específica.

El peso molecular de los compuestos puede medirse espectrofotométricamente preparando derivados adecuados de estos compuestos.

espectrofotómetro ultravioleta Se puede utilizar como detector para HPLC.

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