Seminario absorciometria UV

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


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


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



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).


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


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


EFECTO DEL SOLVENTE


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


EFECTO DEL SOLVENTE SOBRE EL ESPECTRO DE ABSORCIÓN DEL ACETALDEHIDO


VAPORES PUROS

1,2,4,5-TETRAZINA

DISUELTO EN

HEXANO

DISUELTO EN

AGUA



ESPECTROS ULTRAVIOLETA DE COMPUESTOS ORGÁNICOS REPRESENTATIVOS


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)


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


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


ACIDO ACETILSALICÍLICO PM =180.2

240 272 210


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


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


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)

Date post:	29-Jan-2016
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