seminario absorciometria uv
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APLICACIONES DE ANÁLISIS ESPECTROSCÓPICOS EN DIFERENTES
REGIONES ESPECTRALES
CHEQUEO DE LA ESCALA DE LONGITUDES DE ONDA
Filtro de Holmio
Filtro de Didimio
APLICACIONES DE LA
ESPECTROSCOPIA DE
ABSORCION EN LA REGIÓN
ULTRAVIOLETA
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
ESPECTROSCOPÍA EN EL ULTRAVIOLETA
ABSORCIÓN DE RADIACIÓN EN EL RANGO UV CERCANO (200-380 nm)
Especies
absorbentes
H
H
C 0
s
s
p ¨
¨
n e de valencia se ubican en un lugar no
localizado entre 2 átomos, denominado
ORBITAL MOLECULAR
•Orbital antienlazante (alta E): s* , p*
•Orbital enlazante (baja E): s , p
NIVELES DE ENERGÍA ELECTRÓNICA DE LAS MOLÉCULAS
Transiciones electrónicas posibles cuando hay absorción de REM UV-VIS
EN
ER
GÍA
Antienlazante
Antienlazante
No enlazante
Enlazante
Enlazante s
p
n
p*
s*
s s
*
p
p
*
n
s*
n
p*
e en estado
fundamental
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
s s*
p p*
n s*
n p*
TRANSICIÓN REGIÓN DEL ESPECTRO
UVV (alta E, l corta)
UVV, a veces UVC
UV
UVC y VIS
EJEMPLO
CH4 a 125 nm
Acetona a 190 nm
Aldehidos saturados a 180 nm
Acetona a 277 nm
APLICACIONES UV-VIS:
Moléculas que poseen:
•dobles enlaces
•grupos funcionales no
saturados
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
CROMÓFOROS:
•Grupos funcionales no saturados responsables de la absorción de REM en la región UV-VIS
•Poseen e de valencia fáciles de exitar (n y p)
•Presentan absorción entre 160-700 nm
•Son estos grupos y no la molécula completa los responsables de la absorción
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
CROMÓFOROS:
• Grupos funcionales no saturados responsables de la absorción de REM en la región UV-VIS
• Poseen e de valencia fáciles de exitar (n y p)
• Presentan absorción entre 160-700 nm
• Son estos grupos y no la molécula completa los responsables de la absorción
Estos valores son sólo de orientación porque las l máximas de absorción y su intensidad de
absorción son fuertemente influenciadas por el solvente en el que se disuelven los analitos y por la
presencia de otros grupos cromóforos conjugados o por presencia de otros grupos funcionales
(grupos auxocromos).
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
CONJUGACIÓN DE GRUPOS CROMÓFOROS:
Presencia de 2 grupos cromóforos separados por un enlace simple
Su presencia produce un efecto en las propiedades espectrales de la molécula
Dieno no
conjugado
H2C=CH-(CH2)-CH=CH2
l max
185
e max
20.000
Dieno
conjugado
H2C=CH-CH=CH2
217
21.000
Dieno
conjugado
H2C=CH-CH=CH-CH=CH2
250 43.000
SE OBSERVA:
Desplazamiento de l max a ls mayores: EFECTO BATOCRÓMICO
Aumento de intensidad de absorción (aumento de e max): EFECTO HIPERCRÓMICO
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AUXOCROMOS:
Grupos funcionales que no absorben REM en la región UV, pero tienen la propiedad de
desplazar los máximos de absorción de los cromóforos hacia l mayores, aumentando tambien su
intensidad de absorción (aumentando e max)
Poseen un par de electrones n capaces de interaccionar con electrones p
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
EFECTO DEL SOLVENTE
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
SOLVENTES: Tienden a estabilizar los estados electrónicos no enlanzantes (n) y
los antienlazantes p*
Máximos asociados a transiciones n p* Desplazamiento a ls más corta
EFECTO HIPSOCRÓMICO Razones:
•Mayor solvatación de electrones no enlazantes
•Con solventes polares protonados (H20, etanol), donde el protón forma enlaces tipo
Hidrógeno con los electrones no enlazantes
Estabilización de orbitales no enlazante n
n
n
p* p*
Solvente polar
Máximos asociados a transiciones n p*
Máximos asociados a transiciones p p*
Desplazamiento a ls más largas
EFECTO BATOCRÓMICO
(su efecto tiene una magnitud menor que el
efecto hipsocrómico)
E
Estabilización de orbitales antienlazantes
n
n
p*
p*
Solvente polar
E
ELECCIÓN DE SOLVENTE:
Se debe considerar que:
a) Solvente no debe o absorber radiación en el rango espectral de
trabajo (tanto para aplicaciones cualitativas como cuantitativas)
b) Que no interaccione con la sustancia a determinar
c) Solventes polares tienden a borrar estructura vibracional de la
molécula, por lo que los espectros se simplifican (bandas de
absorción son anchas y poco definidas).
d) Se debe tener en cuenta si existe un equilibrio dependiente de
pH
e) Se debe tener en cuenta efectos batocrómico, hipsocrómico de
los solventes
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
EFECTO DEL SOLVENTE SOBRE EL ESPECTRO DE ABSORCIÓN DEL ACETALDEHIDO
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
VAPORES PUROS
1,2,4,5-TETRAZINA
DISUELTO EN
HEXANO
DISUELTO EN
AGUA
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
ESPECTROS ULTRAVIOLETA DE COMPUESTOS ORGÁNICOS REPRESENTATIVOS
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
EFECTOS QUE MODIFICAN ESPECTROS DE ABSORCION UV
EFECTO BATOCRÓMICO: es el desplazamiento de un pico de absorción
hacia l mayores
EFECTO HIPSOCRÓMICO: es el desplazamiento de un pico de absorción
hacia l más cortas
EFECTO HIPERCRÓMICO: es el incremento de la intensidad de una banda de
absorción (aumento de e max.)
EFECTO HIPOCRÓMICO: disminución de la intensidad de una banda de
absorción (disminución de e max)
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
APLICACIONES CUALITATIVAS Y CUANTITATIVAS
EN LA REGIÓN UV
Análisis Cualitativo:
La comparación empírica de los detalles de espectros obtenidos para
compuestos puros con espectros de una sustancia desconocida permiten la
identificación de dicha sustancia
La misma comparación puede ser utilizada como criterio de pureza de una
sustancia
También a través de la comparación de espectros se puede confirmar la
existencia de una sustancia
Análisis cuantitativo: Elección de longitud de onda de trabajo: confección de espectrograma A vs l
Verificación si el sistema en estudio cumple la LLB: confección de curva de
calibración A vs C
Aplicaciones cuantitativas: lectura de A de M.P
Dra. C. Mardones / Dr. D. von Baer, Depto. A. Instrumental. Fac. Farmacia, U.de Concepción
SEMINARIO ABSORCIOMETRÍA UV
1.- APLICACIÓN DE ABSORCIOMETRÍA UV EN LA
IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE UNA
MUESTRA PROBLEMA
2.- DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES A REALIZAR
EN EL LABORATORIO
COMO ANALIZAR UN ESPECTRO DE LITERATURA
Espectrograma de atlas de espectro
FENACETINA C = 5x10-5M
Solventes: etanol, b=1 cm
PM=179.2
e 250nm = 0.820/5x10-5M
e 250nm = 16400 cm2/mmol
a = 16400/179.2
a = 91.5 cm2/mg
e302nm = 7.2 cm2/mmol
Medidas
absorciométricas
a longitudes de
onda extremas de
un instrumento.
Espectrofotómetro UV/VIS
Espectrofotómetro VIS sencillo
ACTIVIDADES EN EL LABORATORIO
1.- Identificación de una sustancia de acuerdo a su espectro de absorción molecular en la región UV
a.- Prepararan diluciones 1+1 y 1+4 de la M.P de concentración conocida que se le entrega
b.- Construir un espectrograma de la sustancia desconocida (Registro automático en Espectrofotómetro).
c.- Con datos de A y concentración determinar a (absortividad cm2/mg) en max. y min.
d.- Comparar dichos valores con datos teóricos (obtenerlos de los espectrogramas de atlas bibliográficos)
e.- Informar la identidad de la sustancia de su muestra problema
PROBLEMA:
Se desea determinar la identidad de una sustancia. Para ello se realizó un espectrograma de su muestra
problema de concentración conocida y se comparó con espectros de literatura, observándose semejanza con:
•Ácido acetilsalicílico
•Ácido Nicotínico
A
l
Espectro de absorción de M.P
C=21.5 mg/L
207 265 240
Espectrograma de atlas de espectro
ACIDO ACETILSALICÍLICO PM =180.2
240 272 210
Espectrograma de atlas de espectro
ACIDO NICOTÍNICO (PM=123.1)
Agua
Etanol
207 237 262
ACTIVIDADES EN EL LABORATORIO
1.- Identificación de una sustancia de acuerdo a su espectro de absorción molecular en la región UV
a.- Prepararan diluciones 1+1 y 1+4 de la M.P de concentración conocida que se le entrega
b.- Construir un espectrograma de la sustancia desconocida (Registro automático en Espectrofotómetro
Shimadzu UV1601).
c.- Con datos de A y concentración determinar a (absortividad cm2/mg) en max. y min.
d.- Comparar dichos valores con datos teóricos (obtenerlos de los espectrogramas de atlas bibliográficos)
e.- Informar la identidad de la sustancia de su muestra problema
PROBLEMA:
Se desea determinar la identidad de una sustancia. Para ello se realizó un espectrograma de su muestra
problema de concentración conocida y se comparó con espectros de literatura, observándose semejanza con:
•Ácido acetilsalicílico
•Ácido Nicotínico
A
l
Espectro de absorción de M.P
C=21.5 mg/L
a207nm = ….. cm2/mg
a240nm = ….. cm2/mg
a265nm = …… cm2/mg
207 265
0.989
0.729
240
0.362
Espectrograma de atlas de espectro
ACIDO ACETILSALICÍLICO PM =180.2
logP0/Pl=272=0.186
C=2.63x10-4M
b=1cm
e272 = ……cm2/mmol
a272 = ….. cm2/mg
logP0/Pl=210=1.110
C=1.32x10-4M
b=1cm
e210 = …… cm2/mmol
a210= ….. cm2/mg
210 272
logP0/Pl=240=0.791
C=2.63x10-4M
b=1cm
e240 = …… cm2/mmol
a240 = …… cm2/mg
261
Espectrograma de atlas de espectro
ACIDO NICOTÍNICO (PM=123.1)
Agua
Etanol
a237nm = 12.3 cm2/mg
a262nm = 34.1cm2/mg
a207nm = 54.4cm2/mg
Tabla resumen de resultados
a (cm2/mg)
Muestra
Problema
a (cm2/mg)
Ácido
Acetilsalicílico
a =(cm2/mg)
Ácido
Nicotínico
…..
(207nm)
……
(210nm)
54.4
(207nm)
…..
(240nm)
…..
(240nm)
12.3
(237nm)
……
(265nm)
…..
(272nm)
34.1
(262nm)
2.- Aplicaciones cuantitativas (está en la guía de trabajos).
2.a.- Seleccione la cubeta para su blanco (aquella que transmita más) y en caso
necesario corrija las lecturas de A
2.b.- Construir curva de calibración (A=0.2-1.2)
2.c.- Determinar el límite de detección y cuantificación de su curva de calibración
(ajustar 100 %T con blanco a la lT y después leer el blanco al menos 11 veces)
2.d.- Establecer los límites entre los cuales se cumple la LLB
2.e.- Determine la dilución necesaria para leer su muestra en el rango lineal de la
curva de calibración y prepare 3 diluciones iguales, mídalas y determine su resultado
y la precisión de éste expresada como RSD %.
Determine el límite de detección y de cuantificación de su método con los siguientes
datos:
l=250nm
b=1cm
Ec. Recta y=17600x +0.002 1 0.001
2 0
3 0.002
4 0.001
5 0.003
6 0.001
7 -0.001
8 0
9 0.003
Lecturas del blanco
Sd= 0.0013
LOD= …….
LOD= Bco + 3sd
CLOD= …..
A
y=17600x +0.002
Si todos los valores de lecturas de absorbancias les da 0, entonces calcule
sB como el error estándar de la estima de su curva de calibrado (sy/x)
Determine la precisión de su resultados
Determine la precisión de la concentración obtenida mediante la aplicación de su
método cuantitativo:
l=250nm
b=1cm
Ec. Recta y=17600x +0.002
Absorbancia de M.P
1 0.254
2 0.268
3 0.231
4 0.269
sd=1.01e-6M C=Aprom/e
C=0.256/17600
C= 1.45 e-5M
1.4 e-5 ± …..e-5 M
1.44E-05
1.52E-05
1.31E-05
1.53E-05
RSD= s*100/promedio
PROBLEMA 1
1.- Imagine que el ancho natural de banda (ANB) de la banda de máxima absorción de un
espectro de interés, es de 20 nm y que ahora Ud. desea reproducir dicho espectrograma en
un instrumento doble haz de registro automático, cuyo monocromador de red de difracción
posee una ranura ajustable y una dispersión lineal recíproca constante de 8 nm/mm.
Determine el ancho de ranura al que debe ajustar su instrumento para obtener un
espectrograma fidedigno.
Dl = s x Dl/Ds
s= 2/8 = 0.25mm Dl = 20/10 = 2 nm
PROBLEMA 2
Usted encuentra un frasco rotulado como “XXX” puro, y necesita saber si corresponde a
a-XXX o g-XXX. Para ello se pesan 0.0288 g del compuesto y se disuelven en un
volumen final de 200 mL con metanol. De esta solución se toman 2.5 mL y se llevan a
un volumen final de 25 mL y hace un espectrograma con dicha solución.
l (nm) A
Muestra
250 0.085
270 0.400
290 0.385
310 0.175
PROBLEMA 2
l (nm) A
Muestra
%T g-XXX
250 0.085 68
270 0.400 16
290 0.385 17
310 0.175 44
a) Determine si su muestra corresponde a a-XXX o g-XXX
b) A usted se le entrega una muestra sólida del compuesto identificado. Se
toman 40 mg de la muestra y se disuelven en 100 mL. De aquí se toma una
alícuota de 2 mL y se lleva a un volumen final de 25 mL, leyendo una
A=0.800 a 270 nm. Calcule el % de pureza de la muestra.
A parte de esto usted tiene un patrón de g-XXX de concentración 2.0x10-4 M, con el cual
también realiza otro espectrograma con el mismo instrumento y condiciones que el de la
muestra. Los datos de ambos espectros se presentan a continuación:
Usted encuentra un frasco rotulado como “a-XXX” puro, y necesita saber si corresponde
a a-XXX o g-XXX. Para ello se pesan 0.0288 g del compuesto y se disuelven en un
volumen final de 200 mL con metanol. De esta solución se toman 2.5 mL y se llevan a
un volumen final de 25 mL y hace un espectrograma con dicha solución.
(PM XXX =144)
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