Principios de análisis instrumental

>» Preguntas y problemas 141 Diafragma D Celda variable para fij ar del disol vente 100% T ~=~=JJ_p=:~ j@ / , Lámpara Filtro Obturador Celda Di spositivo digital de tungsteno de la fotoeléctrico muestra FIGURA 6.26 Fotómetro de un solo haz para medir la absorción en la región visible. Las ecuaciones 6.33 y 6.34 son expresiones de la ley de Beer, que sienta las bases del análisis cuantitativo tanto para las medi– ciones de la absorción atómica como de la molecular. Hay ciertas limitaciones en la aplicación de la ley de Beer, las cuales se anali– zan con detalle en la sección 13B.2. Medición de la transmitancia y la absorbancia La figura 6.26 es el esquema de un instrumento sencillo llamado fotómetro, con el que se mide la transmitancia y la absorbancia de disoluciones acuosas mediante un haz filtrado de radiación visible. Aquí, la radiación de una lámpara de tungsteno atraviesa un filtro de vidrio de color que restringe la radiación a una banda limitada de longitudes de onda contiguas. El rayo atraviesa un diafragma variable que permite ajustar la intensidad de la radiación que llega hasta la celda transparente que contiene la muestra. Se puede ins– talar un obturador frente al diafragma para bloquear por com– pleto al rayo. Con el obturador abierto la radiación choca con un transductor fotoeléctrico que convierte la energía radiante del haz en una corriente directa que se mide con un microamperímetro. La salida del medidor S se representa con la ecuación 6.28. Para que este instrumento haga una lectura directa del por– centaje de transmitancia, se efectúan dos ajustes preliminares: el ajuste de 0% de T o corriente residual y el ajuste 100% de T. El pri– mer ajuste se hace con el detector protegido de la fuente mediante el cierre del obturador mecánico. Cualquier corriente residual }} PREGUNTAS Y PROBLEMAS pequeña en el detector se anula eléctricamente hasta que la aguja marca cero. El ajuste de 100% de T se hace con el obturador abierto y con la celda del disolvente en la trayectoria de la luz. Por lo regular, el disolvente está en una celda que es idéntica dentro de lo posible a aquella donde está la muestra. El ajuste de 100% de T con este ins– trumento requiere variar la intensidad del haz por medio del dia– fragma variable. En algunos instrumentos se consigue el mismo efecto al variar eléctricamente la salida radiante de la fuente . La potencia radiante que llega al detector se hace variar hasta que el medidor da una lectura exacta de 100. En efecto, este proce– dimiento fija P 0 en la ecuación 6.31 en 100%. Cuando se reem– plaza el disolvente por la celda que contiene la muestra, entonces la escala indica directamente el porcentaje de transmitancia como se demuestra con la ecuación p p %T =- X 100% = --X .1.00% = P Po .1.00% La mayoría de los fotómetros actuales linearizan la lectura de salida al convertirla a una función logarítmica, tal como se dis– cute en la sección 13D. Para una lectura directa de absorbancia, la absorbancia cero se fija con el obturador abierto y el disolvente en la celda de la muestra. No se necesitan mediciones con la luz bloqueada (correspondientes al 0% de T) . Por tanto, la respuesta en oscuridad es despreciable o fijada en cero por otros métodos. * Las respuestas a los problemas marcados con un asterisco se proporcionan al final del libro. ~~~ Los problemas con este icono se resuelven mejor con hojas de cálculo. 6.1 Defina a) radiación coherente b) principio de superposición e) índice de refracción de un medio d) dispersión normal de una sustancia