Principios de análisis instrumental

capítuloQUINCE - E n este capítulo se consideran tres tipos de métodos ópticos relacionados entre sí: fluo– rescencia, fosforescencia y quimiolumi– niscencia moleculares. En cada uno de éstos, las moléculas del analito se excitan para generar una especie cuyo espectro de emisión proporciona información para el análisis cualitativo o cuanti– tativo. Los métodos se conocen en conjunto como procedimientos luminiscentes moleculares. ~ En todo el capítulo, este logotipo indica la _ oportunidad de autoaprendizaje en línea en www.tinyurl.com/skoogpia7; * le enlaza con clases interactivas, simulaciones y ejercicios. *Este material se encuentra disponible en inglés. La fluorescencia y la fosforescencia se parecen en que la excita– ción se produce mediante la absorción de fotones. Como conse– cuencia, se alude a menudo a los dos fenómenos con el término más general de fotoluminiscencia . Como se mostrará más adelante en este capítulo, las transiciones energéticas electrónicas que cau– san la fluorescencia no cambian el espín del electrón. Debido a esto, los estados excitados en los que hay fluorescencia presentan vida corta (<10 - 5 s). En cambio, las emisiones de fosforescencia están acompañadas por un cambio en el espín del electrón, y los tiempos de vida de los estados excitados son mucho más largos, con frecuencia del orden de segundos o incluso minutos. En la mayoría de los casos, la fotoluminiscencia, tanto si es de fluores– cencia como de fosforescencia, se presenta a longitudes de onda más largas que las de la radiación que se utiliza para la excitación. El tercer tipo de luminiscencia, la quimioluminiscencia, se basa en la radiación que emite una especie excitada que se forma durante una reacción química. En algunos casos, la especie excitada es el producto de una reacción entre el analito y un reactivo adecuado, (generalmente un oxidante fuerte como el ozono o el peróxido de hidrógeno). El resultado es un espectro de emisión característico del producto de oxidación del analito o del reactivo, en lugar del espec– tro del analito. En otros casos, el analito no participa directamente en la reacción quimioluminiscente. Más bien, inhibe o ejerce un efecto catalítico en una reacción quimioluminiscente. La medición de la intensidad de la fotoluminiscencia o de la quimioluminiscencia permite la determinación cuantitativa de una variedad de especies inorgánicas y orgánicas importantes cuando están presentes en cantidades de trazas. Actualmente, el número de métodos fluorométricos es mucho mayor que la can– tidad de aplicaciones de los procedimientos fosforescentes y qui– mioluminiscentes. Una de las características más interesantes de los métodos luminiscentes es su inherente sensibilidad con límites de detec– ción que a menudo son de uno a tres órdenes de magnitud infe– riores a los encontrados en la espectroscopia por absorción. De hecho, en el caso de especies seleccionadas bajo condiciones controladas, se han detectado moléculas individuales por espec– troscopia de fluorescencia. Otra ventaja de los métodos fotolu– miniscentes radica en sus amplios intervalos de linealidad, que a menudo son significativamente mayores que los de los métodos de absorción. Debido a que los estados excitados son muy suscep– tibles de ser desactivados por colisiones y otros procesos, muchas moléculas no emiten fluorescencia o fosforescencia en absoluto. Como consecuencia de tales procesos de desactivación, los méto– dos de luminiscencia cuantitativa a menudo están sujetos a graves 353