presentacion maestra lilial
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Ing. Lilia Palacios Lazcano
JUNIO 2011
Curso de Capacitación en Curso de Capacitación en Espectroscopía Ultravioleta Espectroscopía Ultravioleta
VisibleVisible
Unidad de Investigación Multidisciplinaria Unidad de Investigación Multidisciplinaria
I.I. Introducción.Introducción.
II.II. Alcances Alcances
III.III. Interpretación de resultados Cualitativos.Interpretación de resultados Cualitativos.
IV.IV. Diseño de curvas de calibración.Diseño de curvas de calibración.
V.V. Uso de DerivadasUso de Derivadas
VI.VI. Fundamentos de los accesorios.Fundamentos de los accesorios.
VII.VII. Aplicaciones.Aplicaciones.
VIII.VIII. Cuidados y mantenimiento preventivo del equipoCuidados y mantenimiento preventivo del equipo
IX.IX. Parte experimentalParte experimental
CONTENIDO
I. INTRODUCCIÓN .
Lámpara
Muestra
Detector
Espectrograma
UV- VIS UV- VIS UV- VIS UV- VIS
ABSORCIÓN ABSORCIÓN EMISIÓN EMISIÓN
ABSORCIÓN ABSORCIÓN EMISIÓN EMISIÓN
ATÓMICA ATÓMICA MOLECULAR MOLECULAR ATÓMICA ATÓMICA MOLECULAR MOLECULAR ATÓMICA ATÓMICA MOLECULAR ATÓMICA ATÓMICA MOLECULAR
• ICP, ICP-MS• Chispa• Flama
• ICP, ICP-MS• Chispa• Flama
• Fluorescencia• Fosforescencia
• Fluorescencia• Fosforescencia
II. ALCANCES
TRANSICIONES ELECTRÓNICAS
Ene
rgía
*
*
n
→ *
n → *
→ *
n → *
125 nm 180 nm
190 nm 220 nm
R O H....
C C
H
H
H
H
CR R
O.. ..
C H
H
H
H
Compuesto Compuesto Estructura Estructura Transición Transición λλ máx (nm) máx (nm)
EtanoEtano
MetanolMetanol
TrimetilamiTrimetilaminana
AcetonaAcetona
HH33C – CHC – CH33
HH33C – OHC – OH
(H(H33C)C)33 CNH CNH22
Ar – CO CHAr – CO CH33
σσ ---- ---- σσ* *
n ---- n ---- σσ* *
n ---- n ---- σσ* *
ππ ---- ---- ππ**
135135
184184
227227
240240
Grupo Grupo cromóforocromóforo
NombrNombree
λλ máx máx (nm)(nm)
εε máxmáx
Solvente Solvente
>C=C<>C=C< EtilenoEtileno 171171 1553155300
VaporVapor
>C=C– C=C <>C=C– C=C < ButadieButadienono
217217 2090209000
HexanoHexano
BencenBenceno o
184184
202202
256256
4700470000
70007000
200200
NaftaceNaftaceno no
474474
444444
415415
394394
375375
1259125900
1000100000
39813981
19951995
708708
BencenoBenceno
ALGUNOS REACTIVOS COLORIMÉTRICOS
REACTIVO METALES
H2O2 Ti, V, Mo, U Tiocianato Fe, Co, Mo, W, U,
Nb, Ti Fenantrolina y derivados Fe, Cu, Ru
8-Hidroxiquinoleína Al, Ga, In, Mg, U, V Ditizona Cu, Ag, Zn, Cd,
Hg, Pb Dietilditiocarbamato de sodio Bi, Cu Ditio (4-metil-1,2-dimercaptobenceno) Sn, Mo, W
ABSORCIÓN EN LA REGIÓN VISIBLE, COMPUESTOS COLORIDOS (ELEMENTOS DE TRANSICIÓN)
ABSORCIÓN EN LA REGIÓN VISIBLE, COMPUESTOS COLORIDOS (ELEMENTOS DE TRANSICIÓN)
Sulfocianuro de fierro
Sulfato de NíquelCalcita (Cobalto)
Cu Sal de CobreCu Sal de Cobreoo
DETECTOR AMPLIFICADORLÁMPARA
REFERENCIA
SISTEMA DE
LECTURA
Espejo Divisor de haz
MUESTRA
MONO-CROMADOR
SISTEMA DE DOBLE HAZ
INSTRUMENTACIÓN INSTRUMENTACIÓN
III. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS CUALITATIVOS.
MÉTODO SCANMÉTODO SCAN
ASPIRINA DE
BAYER
• Pureza .• Identidad.• Tipo de estructura.
ANÁLISIS CUALITATIVO
Resolución. Exactitud de longitud de onda. Coeficiente de absortividad. Información cualitativa.
Criterios de Identificación.
• Predicción de insaturaciones.• Presencia de heteroátomos.• Compuestos coloridos.• Propiedades ópticas (Reflectancia, transmitancia, textura).
POR COMPARACIÓN CON UN ESPECTRO PATRÓN
Fórmula molecular: C9H8O3.
Peso molecular: 152.14
Fuente: Givaudan-Delawanna, Inc.
Vainillina
CH
O
OCH3
OH
METANOLMETANOL
II
ConcentraciConcentraciónón
(g/L)(g/L)
0.08000.0800 0.08000.0800 0.08000.0800
aamáxmáx 1020010200 1030010300 1480014800
máx máx (nm)(nm) 308.5308.5 278278 230230
Celda (cm)Celda (cm) 11 11 11
FACTORES QUE AFECTAN LAS MEDICIONES DE LONGITUD DE ONDA Y CONCENTRACIÓN
SolventepH
Concentración Espesor de la celda
TEMPERATURA
ABSORBANCIA
LONGITUD DE ONDA
IV. DISEÑO DE CURVAS DE CALIBRACIÓN.
MÉTODO CONCENTRACIÓN
LEY DE BEER.
Io
IA
IT Io = IA + IT
A = a b c
A = Absorbancia (0 - 1.0) (sin unidades)
a = Coeficiente de absortividadb = Trayecto óptico (cm)
c = Concentración en g/L
Cuando en lugar de “a” se tiene “ε” , c está en gmol/L
CONCENTRACIÓN (g/L)
Pendiente = ε b
AB
SO
RB
AN
CIA
b1 < b2
A1 < A2
CONCENTRACIÓN CONSTANTE
b1
b2
ESPESOR DE CELDA CONSTANTE
C1 C2
C1 < C2
A1 < A2
0
0.0005
0.001
0.0015
0.002
0.0025
0 2 4 6 8 10
Concentración ppm
Abs
orba
ncia
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45Concentración ppm
Ab
sorb
anci
a.
ppmppm AA
11 0.00060.0006
22 0.0010.001
33 0.00050.0005
44 0.00120.0012
55 0.00070.0007
66 0.0010.001
77 0.00150.0015
88 0.00090.0009
99 0.0020.002
Nivel de Ruido
Intervalo Lineal
ppmppm AA
1010 0.20.2
1515 0.40.4
2020 0.60.6
2525 0.80.8
3030 11
3535 1.21.2
4040 1.41.4
ppmppm AA
4545 1.71.7
5050 1.91.9
5555 2.052.05
6060 2.12.1
6565 2.152.15
7070 2.22.2
7575 2.212.21
8080 2.222.22
8585 2.232.23
9090 2.232.23
9595 2.232.23
Límite Superior
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
2.1
2.2
2.3
40 50 60 70 80 90 100Concentración ppm
Ab
so
rba
nc
ia.
Límite Superior
-0.2
0.3
0.8
1.3
1.8
2.3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Concentración ppm
Ab
so
rban
cia
NIVEL DE RUIDO
INTE
RVALO L
INEAL
LIMITE SUPERIOR
CONDICIONES ÓPTIMAS
SELECCIÓN DE LONGITUD DE ONDA ( ).
CONCENTRACIÓN ADECUADA. Linearidad (lectura de absorbancia entre el límite mínimo y máximo cuantificables)
LUZ PARÁSITA (RUIDO DE FONDO).
SELECCIÓN DEL SOLVENTE ADECUADO.
a) Temperatura. b) pH.
INTERFERENCIAS.
a) Espectrales. b) Químicas.
TIEMPO DE ANÁLISIS.
(Formación de Complejos, desarrollo de color, reacción de precipitación)
V. USO DE DERIVADAS
DERIVADAS
• A menudo las representaciones gráficas de las derivadas revelan detalles espectrales que en un espectro común no se distinguen.
• Es aplicable cuando se::
• Medida exacta de λmáx.
• Se tienen espectros solapados de mezclas multicomponentes.
• En analito presenta una interferencia espectral (pureza)
• Hay dispersión de luz por soluciones turbias se reducen los detalles.
• Las derivadas de absorbancia en función de la longitud de onda , se generan por la diferencia de señales alternas, que dan una buena aproximación de las derivadas.
•La derivada de una función en un punto mide la pendiente de la tangente a función en dicho punto.
ΔY = ΔA = Δ%TΔX Δλ Δλ
Δλ
ΔA
ΔA
ΔA
Δλ
Δλ
1 2 3 4
La importancia de definir el número de puntos.
ΔA
Δλ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A mayor número de puntos mayor definición aunque no demasiados que se llegue al ruido.
Primera Derivada (punto de inflexión)
ΔY ΔA Δ%TΔX Δλ Δλ
= =
d2Y Δ1A Δ1%Td2X Δ1λ Δ1λ
= =Segunda Derivada (mínimo)
Tercer Derivada (Punto de Inflexión)
Cuarta Derivada (máximo)
d1Y ΔA Δ%Td1X Δλ Δλ
= =
d3Y Δ2A Δ2%Td3X Δ2λ Δ2λ
= =
d4Y Δ3A Δ3%Td4X Δ3λ Δ3λ
= =
A
Espectro normal
1ª. Derivada
2ª. Derivada
*
*
*
*
*
**
*
*mínimo
Punto de inflexión
*
*
**
*
Primera Derivada Primera Segunda Derivada
Multicomponentes
ESPECTRO DE ABSORCIÓN DE UNA MEZCLA BINARIA
A
' ''
M+N
N
M
Se establece que las absorbancias de cada componente son ADITIVAS (en la mezcla)
A = M b cM + N b cN (
)A = M b cM + N b cN ( )
Donde:
A = Absorbancia total a cada longitud de onda.
cM = Concentración de M en la mezcla.
= Absortividad molar de cada componente.
cN = Concentración de N en la mezcla.
b = Espesor de la celda (constante).
MÉTODO TIME DRIVE
• Desarrollo de color.
• Precipitados.
• Volatilidad.
• Estabilidad
• Vida de anaquel
Determinar para cada caso el tiempo de la lectura donde no varíe la absorbancia
C
B
A
A
t
D
E
VI. FUNDAMENTOS DE LOS ACCESORIOS
ESFERA DE INTEGRACIÓN
MODO ABSORBANCIA
MODO REFLECTANCIAMODO REFLECTANCIA
Io
IA
IT
Io IA
IR
Especular
Difusa
A = Absorbancia
T= Transmitancia
A = Absorbancia
T= Transmitancia
R= Reflectancia del rayo de la muestra en la superficie de la muestra.
• Mediciones convencionales de A B S O R C I Ó N
• Mediciones de R E F L E C T A N C I A
El componente reflejado del rayo de la muestra es recogido por la esfera de integración y descubierto por el detector de esfera
SISTEMA ÓPTICO DE LA ESFERA DE INTEGRACIÓN
INTEGRATING SPHERE
SAMPLE BEAM
REFERENCE BEAM
MIRROR
REFLECTANCE SAMPLEHOLDER
TRANSMITTANCESAMPLE HOLDER
Reference Beam
Sample Beam
Transmittance Port
Integrating Sphere
Reflectance PortM1
M2 M3
Transmitancia.
Blanco
Detector
Reflectancia.
Detector
Cuando mido transmitancia Cuando mido reflectancia.
Muestra
Blanco
Las industrias se preocupan por la apariencia de sus Las industrias se preocupan por la apariencia de sus productos de consumo incluyendo todos los aspectos productos de consumo incluyendo todos los aspectos visuales que caracterizan a los objetos, tales como:visuales que caracterizan a los objetos, tales como:
ColorColor BrilloBrillo FormaForma TexturaTextura NeblinaNeblina TransparenciaTransparencia RugosidadRugosidad UniformidadUniformidad
Cuando los consumidores ven una diferencia entre los Cuando los consumidores ven una diferencia entre los mismos productos, a menudo la diferencia está asociada mismos productos, a menudo la diferencia está asociada con la mala calidad, por ello la importancia de los el con la mala calidad, por ello la importancia de los el estudio de estos aspectos.estudio de estos aspectos.
Mediciones de color con esfera de integraciónMediciones de color con esfera de integración
Cristal
Papel ( periódico)
Embalaje de Materiales
Pintura
Lacas y Barnices
Textil
Metales
Productos farmacéuticos
Plásticos de alimentos
Alimentos
COLORCOLOR
Color que veo
Si ese veo cuál absorbe?Ah! Absorbe el azul
Β - Caroteno
FIBRA ÓPTICA
La fibra óptica permite el muestreo “in situ” lejos del instrumento.
250 to 900 nm (UV/Vis)2 m. de Longitud Material
FIBRA ÓPTICA (PARA TOMAR LECTURAS A DISTANCIA)
EXIT SLITMONOCHROMATOR
REFERENCE
DETECTORS
SAMPLE
MONOFIBER
IN OUT
Y-SHAPEDFIBER OPTICBUNDLE
INLET CROSS SECTIONFIBER OPTIC BUNDLE
TRANSPORTADOR LINEAL.
ACCESORIOS TERMOSTATADOS.
El kit para medir temperatura proporcionamonitoreo de la temperatura dentro de lacelda en tiempo real y se exhibe en UV WinLab.
CELDAS DE FLUJO Y SIPPERCELDAS DE FLUJO Y SIPPER
SIPPER
VII. APLICACIONES
AMBIENTAL
FARMACÉUTICA
CLÍNICA CLÍNICA
ALIMENTICIA
COSMÉTICOS
PETROQUÍMICA
POLÍMEROS
METAL MECÁNICA
MINERA
VITIVINÍCOLA
QUÍMICA GENERAL
QUÍMICA LEGAL
Determinación de
Reactivo Método
Fenoles
Cianuro
Sílice
Sulfatos
Fosfatos
Cromo Hexavalente
Fluoruros
Sulfuros
4 aminoantipirina
Ácido Piridín-Barbitúrico
Molibdato de Amonio
Cloruro de Calcio
Metavanadato de amonio
Difenilcarbazida
Cloruro de Zirconilo
Azul de metileno
Colorimétrico
Colorimétrico
Colorimétrico
Turbidimétrico
Colorimétrico
Colorimétrico.
Colorimétrico.
Colorimético.
Determinación de CianuroMétodo colorimétrico
Determinación de Fenoles
Reacciona con 4-aminoantipirina
λ@ 510 nm
El método esta basado en la destilación de los fenoles y la subsecuente reacción de estos con 4-aminoantipirina a un pH de 10 ± 0.1 en presencia de ferricianuro de potasio, formando compuestos de un color amarillo intenso a rojo
Con reactivo de Molibdato de Amonio:
λ@ 410 nm
Se lee la absorbancia, después de 2 minutos y sin exceder los 15 minutos.
Determinación de SíliceMétodo colorimétrico
(NH4)6H07O24.4H2O)
El método se basa en la coloración amarilla que se desarrolla cuando a una muestra de agua con pH de 1.2
Metavanadato de amonio (NH4VO3)
El molibdato de amonio reacciona en condiciones ácidas con el vanadato para formar un heteropoliácido, ácido vanadomolibdofosfórico. En la presencia de vanadio, se forma ácido vanadomolibdofosfórico de color amarillo.
Determinación de FosfatosMétodo Colorimétrico
λ 690 nm
λ@ 420 nm
Determinación de SultatosMétodo Turbidimétrico
El ion sulfato precipita con cloruro de bario, en un medio ácido (HCl), formando cristales de sulfato de bario de tamaño uniforme.
BaCl2
BaSO4
FÓSFORO TOTAL EN FERTILIZANTES
Método espectrofotométrico
fosfatovanadomolibdico
Boro en Fertilizantes.Boro en Fertilizantes.
Longitud de onda 420 nm.
Biuret en Fertilizantes Biuret en Fertilizantes
Fórmula del Biuret
Longitud de onda 555 nm.
Malatión
El malatión es un insecticida organofosforado sintético, líquido e incoloro.
El malatión es un insecticida organofosforado sintético, líquido e incoloro.
230 nm.230 nm.
Diuron Diuron
Espectro ultravioleta en etanol @ 250 y 287 nm.
Espectro ultravioleta en etanol @ 250 y 287 nm.
Es un polvo blanco, cristalino, utilizado como herbicida en agricultura para controlar malezas en plantaciones de, banana, Citrus, caña de azúcar y otros
Es un polvo blanco, cristalino, utilizado como herbicida en agricultura para controlar malezas en plantaciones de, banana, Citrus, caña de azúcar y otros
250 nm 250 nm
287 nm 287 nm
Endosulfan Endosulfan El endosulfán es un insecticida y acaricida organoclorado. se ha usado en agricultura
alrededor del mundo para controlar plagas de insectos incluyendo las siguientes; moscas blancas, áfidos, langostas, escarabajo de la papa, gusano de la col
El endosulfán es un insecticida y acaricida organoclorado. se ha usado en agricultura alrededor del mundo para controlar plagas de insectos incluyendo las siguientes; moscas
blancas, áfidos, langostas, escarabajo de la papa, gusano de la col
215 nm215 nm
Paratión Paratión
C10H14NO5PS = 291.3C10H14NO5PS = 291.3
Espectro Ultravioleta en etanol @ 274 nmEspectro Ultravioleta en etanol @ 274 nm
274.0 nm274.0 nm
Es un extremadamente potente insecticida y acaricida muy tóxico para las aves tales como ánade real, pichones, codorniz, gorriones y urogallo entre otros.
Es un extremadamente potente insecticida y acaricida muy tóxico para las aves tales como ánade real, pichones, codorniz, gorriones y urogallo entre otros.
Metoxicloro Metoxicloro
Espectro Ultravioleta en hexane @ 276 y 283 nm. Espectro Ultravioleta en hexane @ 276 y 283 nm.
276 nm.276 nm.
283 nm.283 nm.
Es usado como insecticida contra moscas, mosquitos, cucarachas, larvas de ácaros etc. Se usa en cosechas agrícolas y ganado, y en graneros, depósitos de cereales, jardines domésticos y en animales domésticos
Es usado como insecticida contra moscas, mosquitos, cucarachas, larvas de ácaros etc. Se usa en cosechas agrícolas y ganado, y en graneros, depósitos de cereales, jardines domésticos y en animales domésticos
ÁREA FARMACÉUTICA.
IDENTIFICACIÓN DE PRINCIPIOS IDENTIFICACIÓN DE PRINCIPIOS ACTIVOS ACTIVOS
Clorhidrato de Papaverina.
251 nm
Medio Ácido Clorhídrico 0.1 N
pH: 3.0 a 4.5
Naproxeno Tabletas
Longitud de onda 332 nm.
Acido acetilsalicílico Acido acetilsalicílico
276.00 nm.276.00 nm.
• Por medio de espectrofotometría se pueden determinar concentraciones muy bajas de iones metálicos mediante la formación de complejos con un ligando que producen un cambio espectral.
• Determinación de Fe III con la 1,10 fenantrolina
• Hg II con la difeniltiocarbazona.
FORMACIÓN DE COMPLEJOS FORMACIÓN DE COMPLEJOS
N N N N
Fe2
FORMACIÓN DE COMPLEJOS FORMACIÓN DE COMPLEJOS
La presencia de agentes quelantes (moléculas orgánicas o inorgánicas que pueden combinarse con iones metálicos o átomos metálicos neutrales), permite el transporte de compuestos férricos a través de la membrana celular en varios grupos de microorganismos
La presencia de agentes quelantes (moléculas orgánicas o inorgánicas que pueden combinarse con iones metálicos o átomos metálicos neutrales), permite el transporte de compuestos férricos a través de la membrana celular en varios grupos de microorganismos
CINÉTICAS ENZIMÁTICAS
ENSAYO DE DISOLUCIÓN ENSAYO DE DISOLUCIÓN
Estudio Comparativo de Comprimidos de Loratadina
Se cuantificó por espectrofotometría UV a 280 nm. Debe disolverse no menos del 80% (Q60) del valor declarado en 60 min.
ÁREA CLÍNICA
GLUCOSA EN SANGRE
Método de la Orto toluidina Reacción de Benedict
Leer a 630 nm. Es estable 20 min.
Valores normalesSuero o plasma: 70 a 100mg de glucosa/100ml.
DETERMINACIÓN DE UREA
La urea se hidroliza por acción de la ureasa en presencia de agua para producir amoniaco y dióxido de carbono.
En una reacción de Berthelot modificada los iones amonio reaccionan con Hipoclorito y salicilato para formar un complejo verde. El aumento de la Absorbancia a 578 nm. es proporcional a la concentración de la urea en la muestra.
Linealidad
Suero/plasma hasta 400 mg/dl ó 66.6 mmol/l (urea)
Orina hasta 400 g/L ó 6660 mmol/L (Urea)
CREATININA
• Determinación de Creatinina con Ácido Pícrico:
a 520 nm.
Fosfato Inorgánico
• Determinación de Fosfato Inorgánico con Molibdato a 750 nm.
ÁREA ALIMENTOS
NITRITOS (280nm)
Inhibe el crecimiento de la bacteria botulínica.
Causa:hipotensión moderada, taquicardia, hipotensión ortostática, convulsiones, colapso cardiovascular.
ALIMENTOS
ANTIOXIDANTES
Un modo sencillo de evitar que las manzanas se pongan marrones es rociarlas con un poco de zumo de limón (ácido ascórbico)
ALIMENTOS
CAPSAICINA EN CHILES ( 286 nm )
C18 H27 NO3
Bondades:
* Le da el grado de picor al chile
* Ayuda a aliviar el dolor llamado neuralgia, el dolor de la osteoartritis reumatoide, comezón de la piel
ALIMENTICIA
CUANTIFICACIÓN DE TANINOS EN EL ESTRATO ACUOSO DE ROMERILLO a 700 nm
El ácido tánico está compuesto por glucosa y ácidos fenólicos, suelen acumularse en las raíces y cortezas de plantas y frutos. (Presentes en el vino tinto, café, té, espinacas y pasas negras)
APLICACIONES VARIAS.
QUÌMICA GENERAL
PULPA Y PAPEL( PULPA BLANQUEADA AL SULFITO 450 nm )
BLANCOS: FLUORESCENTES, MATES, BRILLANTES
TiO2 , PARA BLANQUEAR
% DE LUZ REFLEJADA
% DE LUZ ABSORBIDA
PROPIEDADES ÒPTICAS
TOLUENSULFONATO DE SODIO 261 nm
Conforme al Método de la American Society for Testing and Materials ASTM-D-1840
NAFTALENOS ( 285 nm C10- C13)
PETROQUÌMICA
Determinación de Naftalenos en turbosina
SURFACTANTES
Dodecil bencen sulfonato
DODECIL BENCEN SULFONATO DE TRIETALONAMINA
DODECIL BENCEN SULFONATO DE SODIO
VIII. CUIDADOS Y MATENIMIENTO PREVENTIVO
El espectrofotómetro debe estar libre de:
þ
Atmósferas corrosivas.
þ Vibraciones.
þ
Polvos.
þ
Luz de día demasiado directa.
Debe tener voltaje regulado.
Tierra física.
CUIDADOS Y MANTENIMIENTO PREVENTIVO.
þ
þ
IX. PARTE EXPERIMENTAL
Manejo del Software UV- WINLAB
MODO SCAN
MODO TIME DRIVE
MODO WAVE PROG
MODO CONCENTRATION
GRACIAS GRACIAS
ING. LILIA PALACIOS LAZCANOING. LILIA PALACIOS LAZCANOEMAIL: [email protected]: [email protected]
M en C. Jesús H Rodríguez: [email protected]
Ing. Saraí Cortés: [email protected]