Principios de análisis instrumental

~ ¿ ·¡¡ e "' so ·§ A = loo !_g = loo 0J o T, o P Ul c "' ¡::; T, OL_____________ ~_L----~----~ Longitud de onda FIGURA 17.9 Método de la línea base para la determinación de la absorbancia de un máximo de absorción. infrarrojo ofrece la posibilidad de determinar un número extraor– dinariamente grande de sustancias. Además, la singularidad del espectro infrarrojo lleva a un grado de especificidad que es igua– lado o superado por relativamente pocos métodos analíticos. Esta especificidad encontró una aplicación particular en el análisis de mezclas de compuestos orgánicos estrechamente relacionados. A continuación, se presentan dos ejemplos que ilustran estas apli– caciones. Análisis de una mezcla de hidrocarburos aromáticos. Una aplicación característica de la espectroscopia en el infrarrojo cuantitativa es la resolución de los isómeros C 8 H 10 en una mez– cla que incluye o-xileno, m-xileno, p-xileno y etilbenceno. En la figura 17.10 se muestran los espectros de absorción en el infra– rrojo de los componentes individuales, disueltos en ciclohexano, en el intervalo de 12 a 15 ¡.un. Las bandas de absorción útiles para la determinación de los componentes individuales aparecen a 13.47, 13.01, 12.58 y lOO o-xi leno ~ "' u e 5 so ·~ @ ¡.':; »> 17AEspectrometría de absorción en el infrarrojo medio 415 14.36 11m, respectivamente. Por desgracia, la absorbancia de una mezcla a cualquiera de estas longitudes de onda no se puede atribuir a la concentración de un único componente debido al traslape de las bandas de absorción. Por tanto, es necesario deter– minar las absortividades molares de cada uno de los compuestos en las cuatro longitudes de onda. Luego se escriben cuatro ecua– ciones simultáneas con las cuales se calcula la concentración de cada especie a partir de cuatro medidas de absorbancia (véase la sección 14D.2). Por otro lado, las técnicas quimiométricas, como los métodos analíticos factoriales, 10 pueden utilizar regiones espectrales completas para determinar cada uno de los compo– nentes. Dichos métodos se pueden aplicar aun cuando la relación entre absorbancia y concentración no sea lineal, como ocurre con frecuencia en la región IR. Determinación de contaminantes atmosféricos. La reciente proliferación de normas oficiales respecto a los contaminantes atmosféricos requirió el perfeccionamiento de métodos sensibles, rápidos y altamente específicos para una variedad de compuestos químicos. Los procedimientos basados en la absorción en el infra– rrojo parecen cumplir estos requisitos mejor que cualquier otra herramienta analítica sencilla. En la tabla 17.4 se señalan las posibilidades de la espectros– copia en el infrarrojo para el análisis de mezclas de gases. Una muestra patrón de aire, que contenía cinco especies de concentra– ciones conocidas, se analizó con una versión computarizada del instrumento que se muestra en la figura 16.13; se utilizó una celda para gases de 20 m. Los datos se imprimieron después de uno o dos minutos de haber introducido la muestra. En la tabla 17.5 se presentan las posibles aplicaciones de los fotómetros de filtro para el infrarrojo, como el que se observa en 10 E. R. Malinowski, Factor Analysis in Chemistry, 3a. ed., New York: Wiley, 2002. m-xileno p-xileno 13 14 A, ¡.1111 1S 12 13 14 IS A, ¡.1111 12 13 14 IS A, ¡.1111 100 Etilbenceno ~ "' ·¡¡ 5 so ~ e "' ¡.':; o 12 13 14 A, J.Un IS 12 13 14 IS A, ¡.1111 FIGURA 17.10 Espectros de los isómeros C 8 H 10 en ciclohexano.