Principios de análisis instrumental

856 Capítulo 34 Determinación del tamaño de partícula «< 100 90 80 70 ~ ¿ -~ 60 .~ o; "' so (.) "' 'O 'u "' 40 .D ... "' i5 30 20 10 o 0.1 10 100 Tamaño de partícula, ~m FIGURA 34.5 Distribución acumulada de tamaño de partícula de tamaño reducido. ticos, catalizadores metálicos, materiales electrónicos, emulsio– nes fotográficas, pigmentos orgánicos y cerámicas. Cerca de una docena de compañías de instrumentos producen ahora instru– mentos de DLAB. Algunos de ellos se han vuelto populares como detectores para cromatografía de exclusión de tamaño. 34C DISPERSIÓN DINÁMICA DE LUZ La dispersión dinámica de luz (DDL), conocida también como espectroscopia de correlación de fotones (ECF) y dispersión de luz casi elástica (DLCE), es una técnica muy eficaz para sondear la dinámica de disoluciones y para medir tamaños de partícula. 4 La técnica de DDL puede obtener información de tamaño en pocos minutos para partículas con diámetros que van de algunos nanó– metros hasta casi S f.Lill. La técnica de DDL requiere mediciones del ensanchamiento Doppler de la luz dispersada Rayleigh como resultado del movi– miento browniano (difusión de traslación) de las partículas. Este movimiento térmico causa fluctuaciones de tiempo en la intensi- "Para información adicional, véase ). D. Ingle )r. y S. R. Crouch, Spectrochemica/ Analysis, Upper Saddle River, N): Prentice-Hall, 1988, cap. 16; N. C. Ford, en Mea– surements ofSuspended Partic/es by Quasielastic Liglzt Scattering, B. E. Dahenke, ed., New York: Wiley, 1983; M. L. McConnell, Anal. Chem., 1981,53, p. 1007A, DO!: 10.1021/ac00231a799; B. ). Berne y R. Pecora, Dynamic Light Scattering with Appli– cations lo Chemistry, Biology and Physics, New York: Wiley, 1976, reimpreso por Dover Publications, Inc., New York. dad de la dispersión y un ensanchamiento de la línea de Rayleigh, la cual tiene la forma de una línea Lorentziana. En disoluciones macromoleculares las fluctuaciones de concentración suelen ser dominantes. En estas condiciones, el ancho de la línea de Rayleigh es directamente proporcional al coeficiente de difusión traslacio– nal DT. El método de DDL emplea técnicas de mezclado óptico y análisis de correlación para obtener estos coeficientes de difusión. Los anchos de línea (1 Hz a 1 MHz) son muy pequeños para ser medidos mediante espectrómetros comunes e incluso interferó– metros. 34C.1 Principios En un experimento típico de DDL la muestra está bien dispersa en un medio de suspensión y se le ilumina mediante un haz láser de una sola longitud de onda. Para medir anchos Doppler, el ins– trumento de DDL utiliza mezcla óptica o técnicas de pulsos de luz para trasladar las frecuencias ópticas ( -6 X 10 14 Hz con la línea de 488 nm de un láser de Ar +) a frecuencias cercanas a OHz (cd) que se pueden medir con facilidad. En la mayor parte de los instrumentos de DDL se emplea un tubo fotomultiplicador (TFM) como mezclador lineal debido a que su salida es propor– cional al cuadrado del campo eléctrico que cae sobre su superficie fotosensible. Para ver cómo actúa el TFM como mezclador, suponga que la radiación dispersada contiene ondas seno de dos frecuencias w 1 y w 2 • El vector de campo eléctrico E se puede escribir como (34.5)