Principios de análisis instrumental

310 Capítulo 13 Introducción a la espectrometría por absorción molecular ultravioleta-visible <« a) 10- 1 1 E e "' 1 lo-2 E u ~ ¡J Longitud de onda, nm b) FIGURA 13.11 a) Lámpara de deuterio del tipo que se usa en los espectrofotómetros y b) su espectro. La gráfica es La irradiancia EA (proporcional a la energía radiante) contra la longitud de onda. Observe que La intensidad máxima se presenta a - 225 nm . Por lo regu lar, los instrumentos cambian de deuterio a tungsteno a - 350 nm. cia de líneas de emisión no interfiere con el cálculo del espectro de absorción. La emisión de líneas siempre se ha usado en la calibra– ción de longitudes de onda de los instrumentos de absorción. Las lámparas de deuterio e hidrógeno deben tener ventanas de cuarzo, ya que la absorción del vidrio es muy fuerte a longitu– des de onda menores de alrededor de 350 nm. Aunque el espectro continuo de la lámpara de deuterio se extiende a longitudes de onda de apenas 160 nm, el límite inferior útil es de casi 190 nm debido a la absorción por parte de las ventanas de cuarzo. Lámparas de filamento de tungsteno. La fuente más común de radiación visible y del infrarrojo cercano es la lámpara de fila– mento de tungsteno. La distribución de energía de esta fuente se aproxima a la del cuerpo negro (véase la figura 6.22), por lo que depende de la temperatura. En la mayor parte de los instrumentos de absorción, la temperatura de trabajo del filamento es 2870 K; así, la mayor parte de la energía emitida corresponde a la región del infrarrojo. La lámpara de filamento de tungsteno es útil para las longitudes de onda comprendidas entre 350 y 2500 nm. En a) 500 1000 1500 2000 Longitud de onda, nm b) FIGURA 13.12 a) Lámpara de tungsteno del tipo que se usa en espectroscopia y b) su espectro. Por Lo regu lar, La intensidad de la fuente de tungsteno es baja a Longitudes de onda más cortas que 350 nm. Observe que La intensidad alcanza un máximo en La región del infrarrojo cercano del espectro ( - 1200 nm en este caso). la figura 13.12 se muestra una lámpara de tungsteno típica con su respectivo espectro. La radiación que absorbe la envoltura de vidrio que rodea al filamento señala el límite inferior de la longi– tud de onda. En la región visible, la energía de la señal de salida de una lámpara de tungsteno varía aproximadamente con la cuarta potencia del voltaje de operación. Como consecuencia, se requiere un control minucioso del voltaje para conseguir una fuente de radiación estable. En general, se emplean reguladores electrónicos de voltaje o suministros de energía controlados por realimenta– ción para alcanzar la estabilidad necesaria. Las lámparas de tungsteno/halógeno, también llamadas lám– paras de cuarzo-halógeno, contienen una pequeña cantidad de yodo dentro de la envoltura de cuarzo en la que se aloja el filamento de tungsteno. El cuarzo permite que el filamento trabaje a una tem– peratura de casi 3500 K, lo que ocasiona intensidades superiores y amplía el intervalo de la lámpara hasta dentro de la región UV. El tiempo de vida de una lámpara de tungsteno/halógeno es más del doble que el de una lámpara normal. Este aumento de vida se debe a la reacción del yodo con el tungsteno gaseoso que se forma por sublimación y que, por lo regular, limita la vida del ftlamento. El producto de esta reacción es la especie volátil Wl 2 • Cuando las moléculas de dicho compuesto chocan con el ftlamento, se produce la descomposición del mismo, y el tungsteno se vuelve a depositar. Las lámparas de tungsteno-halógeno tienen mayor rendimiento y amplían el intervalo de longitudes de onda de salida hasta adentro de la región ultravioleta. Por estas razones se encuentran en muchos instrumentos espectroscópicos modernos.