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ESPECTROFOTOMETRÍA DE EMISIÓN 

 

Los átomos o las moléculas que se encuentran excitadas a altos niveles de energía  se les puede hacer caer a niveles menores emitiendo algún tipo de radiación, ya sea de emisión o luminiscencia. En la espectroscopía de emisión atómica,  los átomos excitados son bombardeados por una fuente de energía de alta temperatura esta emisión de luz es comúnmente llamada emisión atómica u óptica y en la espectroscopía de fluoresencia atómica, los átomos son excitados con luz, esta es llamada fluorescencia atómica. 

Haciendo una comparación entre los espectros de absorción y emisión, es claro que en general las radiaciones de fluoresencia y fosforesencia son de menor energía que la radiación absorbida, esto indica que las moléculas emiten radiaciónde longitud de onda mayor que la de la radiación absorbida. 

La siguiente figura ilustra a la energía de emisión y demuestra que esta es menor que la de absorción, además explica porqué el espectro de emisión es aproximadamente como la imagen especular del espectro de absorción: 

 

                                                                                                


En la absorción, la longitud de onda
l0 corresponde a la transición de mínima energía, y l+5 al de máxima energía. En el de emisión, l0 corresponde a la transición de máxima energía, y l-5al de mínima energía.

En resumen, si se mantiene la longitud de onda de excitación fija y se registra la radiación emitida, se obtiene un espectro de emisión, el cual es la representación de la intensidad de emisión frente a la longitud de onda. Por otro lado si se mantiene constante la longitud de onda de emisión y se varia la longitud de onda de excitación, se obtiene un espectro de excitación, que es la representación de la intensidad de emisión frente a la longitud de onda de excitación. Un espectro de excitación se parece mucho a uno de absorción porque cuanto mayor sea la absorbancia a la longitud de onda de excitación, mas moléculas pasan al estado excitado y mayor es la emisión que se observa. 

Fluorescencia 

La fluorescencia es uno de los fenómenos luminiscentes que tienen lugar con ciertos átomos y moléculas capaces de absorber radiación de cierta longitud de onda para, posteriormente, emitir radiación a una longitud de onda mayor. Cuando el analito absorbe radiación experimenta una “transición” a un estado electrónico de mayor energía o estado excitado. Desde ese estado las moléculas vuelven a su estado fundamental y pueden hacerlo de diversas maneras. Dos de las posibles formas de hacerlo implican emisión de fotones: fluorescencia y fosforescencia. La primera se lleva a cabo desde un estado excitado sinuglete, mientras que la fosforescencia lo hace desde un estado triplete. El resto de los procesos de desactivación son no radiativos: relajación vibracional, conversión interna, conversión externa, cruce entre sistemas. 

 

La fluorescencia permite realizar determinaciones analíticas con cierto grado de selectividad y límites de detección bastante más bajos que los métodos basados en absorción. Sus límites de detección, dependiendo de la sustancia que se trate y la potencia de la fuente empleada, pueden ir desde algunos ppm hasta ppb y en algunos casos hasta ppt. 

 

La naturaleza química del analito determina que éste tenga mayor o menor capacidad  para absorber radiación de una determinada longitud de onda y emitirla como radiación fluorescente; mientras mayor sea la potencia de luz incidente mayor será la potencia de fluorescencia.  

 

LUMINISENCIA 

 

La fluorescencia y la fosforescencia son ejemplos de luminiscencia, a la cual se le puede definir como todo fenómeno de emisión de luz desde cualquier estado excitado de una molécula. Las medidas de fluorescencia son mucho más sensibles que las de absorción, esto es porque resulta mucho más difícil medir una absorbancia tan pequeña porque el fondo es muy intenso, lo que lo hace menos perceptible a observar la fluorescencia de una cantidad semejante, ya que tiende a resaltar más puesto que el fondo es más oscuro. 

 

Si la absorbancia de una disolución es pequeña a las longitudes de onda de excitación y de emisión, la intensidad de emisión es proporcional a la potencia radiante de la luz incidente (P0) y a la concentración de la especie emisora (c): 

 

Relación intensidad de emisión-concentración:   I=kP0c

 

Del mismo modo que la ley de Beer nos dice que la absorbancia es proporcional ala concentración, la ecuación nos dice que la emisión es proporcional a la concentración en medidas analíticas de emisión. 

 

La relación que existe entre I y V P0 significa que la duplicar la potencia radiante incidente se duplicará la intensidad de emisión. Por el contrario, duplicando P0 no se observa efecto en la absorbancia, que es una relación de dos intensidades.   

 

La sensibilidad de una experiencia de luminiscencia se puede aumentar simple aumentando la potencia de la radiación incidente. La ecuación anterior deja de cumplirse si la muestra absorbe demasiada luz. Las medidas de luminiscencia tienen interés en análisis de trazas, cuando la absorbancia es demasiado pequeña para ser medida. 

 

EQUIPOS 

 

 

Los avances tecnológicos que han mejorado los límites de detección se basaron en mejorar las intensidades de las fuentes de luz. Las lamparas de mercurio y tungsteno se reemplazaron por lamparas de xenón de descarga continua y actualmente se utilizan lamparas de xenón de descarga pulsada. Estas lamparas emiten luz policromática o “blanca” y se debe utilizar un monocromador de excitación que permite seleccionar la longitud de onda incidente desperdiciando la potencia que se emite a otras longitudes de onda. En casos especiales se emplean fuentes de luz láser las cuales generan radiación de alta intensidad y monocromática. 

 

Espectrofotómetro de fluorescencia
 

  Un espectrofotómetro de fluorescencia generalmente posee una viga monocromática de radiación, la cual se dirige desde un monocromador de excitación a través de un primer sistema óptico a la muestra que se desea evaluar. La fluorescencia de la muestra es recogida por un segundo sistema óptico y dirigida a un monocromador de emisión.  

 

Detector de fluorescencia para cromatografía HPLC  

 

Los detectores espectrofluorométricos se utilizan en varios campos del uso tales como análisis del alimento, farmacéuticos y ambientales. Demandas del comandante de los usuarios las' son sensibilidad y apoyan para el análisis ultrarrápido (UFLC).  El instrumento incorpora una lámpara de mercurio interna para los cheques automáticos de la longitud de onda y para la validación del sistema de apoyo.  

 

APLICACIONES 

 

Como ya se ha mencionado, la potencia de la emisión fluorescente es directamente proporcional a la concentración de analito, lo cual permite que su utilización con fines analíticos, tiene también una gran aplicabilidad en la cuantificación de moléculas orgánicas en productos alimenticios, farmacéuticos, clínicos y naturales; pero depende del tipo de analito y de factores instrumentales. 

 

 

 

FUENTES 

 

 

C. Harris Daniel “Análisis Químico Cuantitativo” 2ª ed.; Ed.Reverté S.A.; Barcelona 2001; Np. 367-371 

http://www.espectrometria.com/espectrometra_de_fluorescencia 

http://www.directindustry.es/prod/shimadzu-europe/espectrofotometro-de-fluorescencia-25210-57003.html 

http://es.patents.com/Fluorescence-spectrophotometer/US4099872/es-US/ 

 

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