Principios de análisis instrumental

370 Capítulo 15 Espectrometría molecular por luminiscencia {({ aumento de sensibilidad surge del hecho de que el parámetro rela– cionado con la concentración en fluorometría y en fosforimetría F, es directamente proporcional a la potencia de la fuente radiante P 0 . La intensidad de la luminiscencia se puede medir en forma independiente de P 0 . Por el contrario, una medición de absorban– cía requiere la evaluación de P 0 y de P, ya que la absorbancia, que es proporcional a la concentración, depende de la relación entre estas dos cantidades. La se nsibilidad de un método fluorimétrico puede mejorar si aumenta P 0 o si se amplifica aún más la seii.al de fluore scen– cia. En realidad, la seii.al de luminiscencia no es cero cuando la concen tración del analito es cero. La luminiscencia de fondo y las seii.ales provenientes de la dispersión y otros orígenes determinan los límites máximos de detección que se pueden lograr. En espec– trofotometría, un aumento en P 0 da como resultado un cambio proporcional en P y, por tanto, no afecta a A. Por tanto, los méto– dos fluorimétricos tienen casi siempre límites de detección que son de uno a tres órdenes de magnitud superiores a los correspon– dientes a los procedimientos espectrofotométricos. Por otro lado, la precisión y la exactitud de los métodos foto lumin iscentes son por lo regular más bajas que las de los procedimientos espectro– fo tométricos en un factor entre, quizá, 2 y 5. La precisión de los métodos fotoluminiscentes está limitada a menudo por el ruido fluctuante de la fuente y la deriva. La exactitud está limitada por partículas presentes en la muestra que causan más fluorescencia o dispersión o bien, que atenúen la fluorescencia del analito. Por lo general, los métodos fosforescentes son menos precisos que sus correspondientes de fluorescencia. Los métodos lumi niscentes usualmente tienen rangos diná– micos lineales más amplios que los métodos de absorción corres– pondientes. Las curvas de calibración son a menudo line ales ligeramente por arriba del límite de detección hasta el punto de la absorción, y por consiguiente el efecto primario del filtro interno se vuelve importante. Estos métodos también manifiestan mayor selectividad sobre los métodos de absorción porque no muchas moléculas muestran luminiscencia importante cuando absorben radiación, y pueden variar tanto las longitudes de onda de la exci– tación como de la emisión. Por otro lado, la contaminación con los reactivos, los recipientes de laboratorio y otros agentes que inter– fieren, son más importantes en los métodos luminiscentes. 15C.1 Determinación fluorométrica de especies inorgánicas Los métodos inorgánicos fluorométricos son de dos tipos. 11 En los métodos directos se forma un quelato fluorescente y se mide su emi– sión. El segundo grupo se basa en la disminución de la fluorescencia que resulta de la acción amortiguadora de la sustancia en estudio. La última técnica se ha utilizado más en la determinación de aniones. Cationes que forman quelatos fluorescentes Existen dos factores que limitan enormemente la cantidad de iones de metales de transición que forman quelatos fluorescen– tes. En primer lugar, muchos de estos iones son paramagnéticos; 11 Para revisar la determinación fluorométrica de especies inorgánicas, véase A. Fer– nández-Gutiérrez y A. M. De La Peña en Molecular Luminescence Spectroscopy, S. G. Schulman, ed., parte 1, cap. 4. New York: Wiley, 1985. esta propiedad aumenta la velocidad de cruce entre sistemas hacia el estado triplete. Por tanto, la desactivación por fluorescencia es poco probable, aunque puede observarse fosforescencia. Un segundo factor, es que los complejos de los metales de transición se carac– terizan por presentar muchos niveles de energía poco espaciados, lo que aumenta la probabilidad de desactivación por conversión interna. Por ello, las principales aplicaciones inorgánicas de la fluorometría se reservan a los iones de los metales que no son de transición, los cuales son menos susceptibles a los procesos de des– activación. Hay que seii.alar que los cationes de los metales que no son de transición son generalmente incoloros y tienden a formar quelatos que también lo son. Entonces, la fluorometría a menudo complementa a la espectrofotometría. Reactivos fluorométricos Los reactivos fluorométricos más satisfactorios en el análisis de cationes son aquellos con estructuras aromáticas con dos o más grupos funcionales donadores, que facilitan la formación de que– latos con el ion metálico. 12 Las estructuras de los cuatro reactivos más comunes se presentan en la figura 15.14. 12 Para un estudio más detallado sobre los reactivos fluorométricos, véase pp. 384-426 de Molecular Lwninescence Spectroscopy (nota 11), y G. Guilbault en Comprehensive Ana– lytical Chemistry, G. Svehla, ed., vol. Vlll, cap. 2, pp. 167- 178. New York: Elsevier, 1977. OÓ I-10 h- 8-hidroxiquinolina (reactivo para Al, Be y otros iones metálicos) 01-1 1-10 HO-óN~N-Q S0 3 Na granate de ali zarina R (reactivo para Al, F- ) o flavanol (reactivo para Zr y Sn) benzoína (reactivo para B, Zn, Ge y Si) FIGURA 15.14 Algunos agentes quelantes fluorométrico s para catio– nes metálicos. EL granate de ali zarina Rpuede detectar ALJ+ a niveles tan bajos como 0.007 IJg/ ml. La detección de F- con granate de ali– zarina Rse basa en La supresión de La fluorescencia del complejo de ALJ+. EL flavanol puede detectar Sn4+ a un nivel de O.liJg/ mL.