Espectrofotometría candorosa

La espectrofotometría es un método analítico que mide la absorción de materiales. Es  decir la forma como se comporta una sustancia en un líquido con respecto a la luz. Generalmente es usada para determinar la concentración de una o varias sustancias dentro de un líquido. Aquí trataré este tema un tanto científico pero lo haré de la manera más comprensible, sencilla y amena posible. Es que algunos conceptos al respecto, los necesitaremos en artículos futuros…

Mira la foto adjunta donde estoy introduciendo una cubeta en el SPEKOL 11 de mi laboratorio.

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Selfi colocando una cubeta en el espectrofotómetro más arcaico y clásico de mi laboratorio

El rango de aplicaciones de la espectrofotometría es bastante extenso, entre ellos, la determinación de la concentración de un agente activo en un medicamento. La espectrofotometría permite determinar con mucha precisión casi todos los elementos presentes en cualquier  material.[1]  Si la cantidad del elemento en cuestión es muy pequeña se hacen algunos tratamientos para separarlo o concentrarlo antes de realizar el análisis.

La espectrofotometría es bastante eficiente y los costos son relativamente baratos si se comparan con otros métodos. Ya me puedo dar por bien librada con mi SPEKOL 11 (Zeiss, Alemania). Aunque es un espectrofotómetro bastante viejito, su manera robusta, compacta y protegida de estar fabricado, lo mantienen en buenas condiciones aunque pasen los años.

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Preparando algunas diluciones para la curva de calibración del SPEKOL 11 en mi laboratorio.

Intuitivamente, a mayor concentración de carotenos en un jugo de zanahoria, más oscuro el color naranja.

Esta observación, en términos más científicos, es de esta manera: la radiación que pasa por una solución es proporcional a la concentración de la sustancia que genera el color en la solución. Es decir, la intensidad del color se puede relacionar con la concentración de la solución.

Comprobado está que sí la luz pasa por un recipiente estrecho, absorbe menos que si lo hiciera por un recipiente ancho, si tienen la misma concentración. Es decir, la absorción de una sustancia no solo depende de la concentración de esta sustancia en la solución sino también del camino recorrido por la luz. Mira, por favor, la foto adjunta.

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Aunque las dos cubetas tengan la misma concentración, la cubeta de la izquierda absorbe más porque tiene el espesor doble.

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La cubeta de la izquierda tiene el doble de espesor que la contigua.

Asi a grandes rasgos, llegamos a la ecuación de Lambert-Beer, A=εxC  [2]

Donde:

A es la absorbancia,

ε  es el coeficiente de extinción, propio de cada sustancia.

x  es el espesor dela capa absorbida, el tramo recorrido por la luz en el recipiente.

Si graficamos, entonces, la relación entre la cantidad de luz absorbida por una sustancia y la concentración de esta sustancia en la solución, nos dará una recta de pendiente, igual al coeficiente de extinción multiplicado por el espesor de la cubeta.

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Representacion de la absorbancia vs concentración

En resumen, la absorción de una sustancia dentro de una solución aumenta con la concentración de la solución. A su vez, la absorción de una sustancia en una solución aumenta con el camino recorrido por la luz en la solución, es decir, con el espesor del recipiente o cubeta.

Si la solución es coloreada como el jugo de zanahoria, no absorbe todas las ondas de luz (tonos de color) con la misma intensidad. En el caso de la zanahoria, refleja tonos rojos lo que quiere decir que ha absorbido otros colores diferentes a los que ha reflejado.

El espectro de absorción o transmisión es, pues, la manera como se comporta una sustancia, grado de absorción o transmisión con respecto a la luz y es propio de cada sustancia. De ahí, que determinando, el espectro de absorción de una sustancia podemos identificarla dentro de un material.

Teniendo el espectro de la sustancia absorbida podremos determinar la longitud de onda a la que absorbe en mayor grado y haciendo diferente diluciones de la sustancia de concentración conocida podremos determinar la concentración de esta sustancia en cualquier otra solución desconocida.

Con esta información, encontrarás un poco más fácil algunos conceptos que te daré más adelante como factor de protección solar y la manera de terminarlo in vitro mediante la espectrofotometría.

He aquí un delfi (un grandioso amigo inventó esta palabra para denotar el selfi de los dedos) introduciendo una cuveta en spectronic genesys UV10, el  espectrofotometro más moderno de mi labaratorio.

delfispectronicuv10

Con los niños puedes aprender jugando algunos conceptos de colorimetría (técnica menos sofisticada que la espectrofotometría), diluyendo por ejemplo un jugo de zanahoria bien concentrado y poniéndolo en diferentes potecitos transparentes, cambiando el grosor del pote sin diluirlo, etc. También lo puedes hacer con jugo de uva o de espinaca. Y luego, el juego avanza más, si mezclas los colores.

 

¡Pasa la ola!, si te gusta mi blog, por sobreentendido.


[1] Marczenko Z, Balcerzak M, Separation, preconcentration and spectrophotometry in inorganic analysis., Elsevier, 2000, 528 páginas.

[2] J Kotz, Paul Treichel, John Townsend, Cengage Learning, 2009, 1312 páginas.

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