El documento presenta los fundamentos de la espectroscopia UV-Visible. Explica que esta técnica mide la absorción de radiación electromagnética por las moléculas entre 160-780 nm, causando transiciones electrónicas. También describe el espectrofotómetro, las leyes de Lambert y Beer, y cómo la absorbancia depende de la concentración y espesor de la muestra. Finalmente, resume algunas aplicaciones comunes como análisis químico y biológico.

1. 1
AÑO DEL FORTALECIMIENTO DE LA SOBERANÍA NACIONAL”
Asignatura : semiología
Docente : la serna la Rosa Pablo Antonio
Integrantes :
 Alcantara Jara Bany
 Bustillos Manzanedo Máximo
 Olazábal Ramírez Víctor Ignacio
 Oviedo Leonardo Widy Diana
 Quispe Alfaro Rocío Esther
Ciclo : IV
Aula : N2
2023

2. 2
Espectro de interpretación de ultravioleta
visible

3. 3
Introducción
• Está basada en el proceso de absorción de la radiación ultravioleta-visible
(radiación con longitud de onda comprendida entre los 160 y 780 nm) por
una molécula. La absorción de esta radiación causa la promoción de un
electrón a un estado excitado. Los electrones que se excitan al absorber
radiación de esta frecuencia son los electrones de enlace de las moléculas

4. 4
Un espectro UV-Visible es
una medida gráfica del
número de fotones de cada
longitud de onda que una
sustancia deja que
se transmitan a su través
cuando es irradiada con
fotones de las regiones
ultravioleta y visible del
espectro
Definición:

5. 5
El instrumento:
• espectrofotómetro UV-Visible:
• equipos ópticos que permiten evaluar la luz
que es absorbida, transmitida o reflejada
por un material –sólido o líquido- para cada
longitud de onda.

6. 6
Objetivo:
• Aprender la adecuada preparación
de una muestra orgánica para
obtener su espectro UV-
• visible.
• Aprender el uso adecuado de un
espectrofotómetro UV –visible y la
correcta lectura en la
• computadora.
• Profundizar en el conocimiento de
la aplicación de un
espectrofotómetro UV

7. 7
Espectrofotómetro:
La absorbancia y la transmitancia de una sustancia en disolución se miden con
un aparato denominado espectrofotómetro, el cual consta básicamente de los
siguientes componentes:
Fuente de luz: Lámpara que emite una mezcla de longitudes de
onda.
Colimador: Conjunto de lentes que enfocan la luz
convirtiéndola en un haz de rayos paralelos.
Monocromador: Dispositivo que selecciona luz de una única
longitud de onda.
Detector fotoeléctrico: Transductor de luz en electricidad. La
luz provoca el desplazamiento de electrones en el metal del
detector, produciendo una corriente eléctrica que es
proporcional a la intensidad de la luz recibida.

8. 8
Fortalezas y limitaciones de la espectroscopia UV-Vis
Ninguna técnica es perfecta y la espectroscopia UV-Vis no es una excepción. Sin embargo, la técnica
tiene algunas fortalezas principales que se enumeran a continuación que la hacen popular.
La técnica es no destructivo
Se pueden realizar mediciones rápidamente
Los instrumentos son fácil de usar
el análisis de datos generalmente requiere
procesamiento mínimo

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Aunque las fortalezas de esta técnica parecen abrumadoras, también hay ciertas
debilidades
luz parásita
En un instrumento real, los selectores de longitud de onda
no son perfectos y una pequeña cantidad de luz de un
amplio rango de longitud de onda aún puede transmitirse
desde la fuente de luz 1 posiblemente causando errores
de medición graves
Dispersión de luz
la dispersión de la luz es a menudo
causado por sólidos en suspensión
en muestras líquidas, que pueden
causar errores de medición graves

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- Interferencia de múltiples especies absorbentes
Una muestra puede, por ejemplo, tener varios tipos de
clorofila de pigmento verde.
consideraciones geométricas
La posición desalineada de cualquiera de los
componentes del instrumento, especialmente la cubeta
que contiene la muestra, puede producir resultados
irreproducibles e inexactos

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Aplicaciones de la espectroscopia UV-Vis
UV-Vis se ha aplicado a muchos usos y situaciones,
incluidos, entre otros, :
análisis de ADN y ARN
La verificación rápida de la pureza y concentración de
ARN y ADN es una aplicación particularmente extendida
Al preparar muestras de ADN o ARN, por ejemplo, para
aplicaciones posteriores comocomo secuenciación, a
menudo es importante verificar que no haya
contaminación de uno con el otro, o con proteínas o
sustancias químicas arrastradas desde el proceso de
aislamiento.

12. 12
análisis farmacéutico
Uno de los usos más comunes de la espectroscopia UV-Vis es en la
industria farmacéutica. En particular, el procesamiento de espectros UV-
Vis utilizando derivados matemáticos permite que los picos de absorbancia
superpuestos en los espectros originales se resuelvan para identificar
compuestos farmacéuticos individuales. Por ejemplo, benzocaína, un
anestésico local, y clortetraciclina, un antibiótico, se pueden identificar
simultáneamente

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cultivo bacteriano
la espectroscopia UV-Vis se usa a menudo en cultivo bacteriano . Las mediciones de DO
se toman de forma rápida y rutinaria utilizando una longitud de onda de 600 nm para
estimar la concentración celular y realizar un seguimiento del crecimiento
análisis de bebidas
La identificación de compuestos particulares en bebidas
es otra aplicación común de la espectroscopia UV Vis. El
contenido de cafeína debe estar dentro de ciertos límites
legales. 1, 19 para los cuales la luz ultravioleta puede
facilitar la cuantificación

14. 14
otras aplicaciones
Esta técnica también se puede usar en muchas otras industrias. Por ejemplo, medir
un índice de color es útil para monitorear el aceite del transformador como medida
preventiva para garantizar que la energía eléctrica se entregue de manera segura

15. • La radiación electromagnética (REM) se representa como ondas
consistentes en campos eléctricos y magnéticos que están en fase y que
oscilan sinusoidalmente de manera perpendicular entre sí y respecto a la
dirección de propagación
Dirección x
Campo eléctrico y
Campo magnético z
Teoría ondulatoria . Parámetros ondulatorios
Longitud de onda λ
Amplitud A
•La potencia P: es la energía del haz que llega
a un área dada por segundo
Parámetros ondulatorios
15

16. La radiación electromagnética es considerada como paquetes discretos de
energía llamados fotones o cuantos.
Dualidad onda-partícula:
Un fotón es una partícula de radiación electromagnética con masa cero y energía
E proporcional a la frecuencia de la radiación ϑ
La energía de un fotón: E = h ϑ
•E = energía del cuanto de radiación: Cal mol-1
•ϑ = frecuencia de la radiación : hertzio (Hz) = ciclos s-1
•h = constante de Planck = 6,624 • 10-27 erg s
Velocidad de la luz : v = ϑ λ
Velocidad de la luz en el vacío: c = 3,00 • 1010 cm s-1
Energía de un fotón :E = h ϑ = h c /λ
Cuando λ aumenta, disminuye la energía y frecuencia del fotón
Teoría corpuscular. Propiedades corpusculares de la radiación electromagnética
λ
µm = 10-6 m
nm = 10-9 m
Å = 10-10 m
16

17. Absorción: proceso por el cual una especie, en un medio
transparente, capta selectivamente ciertas frecuencias de la
radiación electromagnética.
El fotón absorbido hace pasar a la especie de su estado
fundamental a un estado excitado de energía M*:
M + h ϑ → M*
Tras un corto período de tiempo, aproximadamente 10-8 a 10-9 s,
se pierde la energía de excitación, generalmente en forma de
calor, y la especie M vuelve a su estado fundamental:
M* → M + calor
Los métodos de absorción tienen la ventaja de producir poca o
ninguna alteración en el sistema estudiado.
17

18. Para que la radiación electromagnética sea absorbida por la materia
deben cumplirse dos condiciones generales:
1) debe haber una interacción entre el campo eléctrico de la
radiación y alguna carga eléctrica de la sustancia
2) La energía de la radiación incidente debe ser exactamente igual
a la energía cuantizada que requiere la sustancia.
Ecuación de Bohr
ΔE = Ef – Ei = h ϑ
h ϑ: energía del fotón absorbido
Ei: energía total de la materia en el estado fundamental
Ef: energía total de un estado permitido de energía superior o estado
excitado.
Requisitos
18

19. Fundamento de la Espectrofotometría de Absorción UV-visible
Método instrumental óptico basado en la medida directa de la
absorción de radiación electromagnética UV-Visible, por las
moléculas del analito contenido en la muestra.
• La región ultravioleta comprende entre 10 y 400 nm y la
región visible comprende entre 350 y 750 nm.
• Las radiaciones UV y visible tienen en común el hecho de
que la absorción de ambas regiones por moléculas, provoca
la excitación de e- de enlace a niveles de E superiores.
• Los picos de absorción pueden correlacionarse con los tipos
de enlaces de la especie absorbente, base de su aplicación
cualitativa
19

20. •Un analito molecular tiene la capacidad de absorber ciertas
longitudes de onda características de la radiación
electromagnética UV-Visible.
•En este proceso, la radiación es transferida temporalmente a la
molécula y, como consecuencia, disminuye la intensidad de la
radiación.
•Dicha disminución, debida a la absorción experimentada por el
analito, puede ser cuantificada utilizando diversas magnitudes,
siendo la Absorbancia, A, la más comúnmente utilizada en la
espectrofotometría de UV-Vis.
La aplicación cuantitativa de la espectroscopía de absorción
UV-Vis se basa en la medida, a una λ fija, de la A de una
disolución del analito contenida en una cubeta transparente de
camino óptico b cm.
20
Fundamento de la Espectrofotometría de Absorción UV-visible

21. E0
E1
E2
ΔE1 = E1-E0=hδ1 = hc/λ1
ΔE2 = E2-E1=hδ2= hc/λ2
Espectro de absorción
Cubeta
Radiación
incidente
P0
b
Radiación
transmitida
P
Disolución de analito de
concentración c
Transmitancia = T = P/P0
Absorbancia = A = - log T = log P0 /P
Atenuación de un haz de radiación por
una especie absorbente contenida en la
cubeta
Transiciones energéticas en la
molécula del analito
Absorbancia
A
λ, nm 21
Fundamento de la Espectrofotometría de Absorción UV-visible

22. Transmitancia: fracción de radiación que una sustancia deja pasar cuando la
REM atraviesa la muestra.
Transmitancia = T = P/P0
T puede valer desde 0 hasta 1. %T puede valer desde 0 hasta 100 %
Absorbancia: es la atenuación de la intensidad de la radiación cuando ésta
incide sobre una muestra. Es la cantidad de energía que la sustancia toma para
pasar a un estado más excitado.
A aumenta a medida que aumenta la atenuación de la radiación.
Cuando no hay absorción de radiación Po= P y entonces A = 0,, mientras que si
se absorbe el 99% de la radiación, solo se transmite el 1%, la A = 2
Transmitancia y absorbancia
Absorbancia = - log T = log P0 /P
22
Fundamento de la Espectrofotometría de Absorción UV-visible

23.  Un espectro de absorción es una
representación gráfica de la
absorbancia de un analito (o de otra
magnitud equivalente) en función de la
longitud de onda de la radiación λ (o de
otro parámetro relacionado con la
energía de la radiación utilizada).
El máximo de absorbancia obtenido
en el espectro de absorción de un
analito, nos dará la longitud de onda
que proporciona la mayor sensibilidad
posible, y por tanto será la que se
utilizará en el análisis
espectrofotométrico de dicho analito.
Espectros de absorción
Absorbancia
A
λ nm
λmax
23
Fundamento de la Espectrofotometría de Absorción UV-visible

24. 24

25. 25
3. Fundamento de la Espectrofotometría de Absorción UV-visible
217
ƛ max = 217 nm región UV, por lo tanto el butadieno es transparente
4 C de
hibridación
SP2
4 orbitales atómicos
Que pasan a ser
4 Orbitales Moleculares
2 Orbitales Enlazantes y
2 Orbitales AntiEnlazantes
OE<OAE
ENERGIA
OME
OMAE
2e- π x2= 4e-π
Estado basal o
fundamental
Del butadieno

26. 26
26
OE<OAE
ENERGIA
OME
OMAE
Estado basal o
fundamental
Del butadieno
ABSORVE ENERGIA
ENTONSES EXISTE
UN DIFERENCIAL DE
ENERGIA ENTRE
ENERGIAS
ΔE
orbital ocupado de mas alta energía: HOMO
orbital antienlazante de menor energía: LUMO
BUTADIENO
Estado Excitado
Del butadieno por
absorber energía
de la luz
E=hv, c=ƛv, v=c/ƛ: E=h.(c/ƛ): ΔE corresponde a una determinada ƛ de onda

27. Leyes de la absorción de la radiación
Al interaccionar la radiación electromagnética con la materia, tiene lugar la
absorción si la ϑ de la radiación coincide con la energía necesaria para que el
sistema pase a un nivel de energía superior y permitido
h ϑ = E2 - E1
Las dos leyes fundamentales que rigen el comportamiento de la fracción de
la radiación incidente absorbida al pasar a través de una muestra dada son:
Ley de Lambert: predice el efecto que produce el espesor del medio-muestra
sobre la fracción de radiación que se absorbe.
Ley de Beer: establece el efecto de la concentración del medio-muestra
sobre la fracción de radiación que se absorbe.
Ley de Lambert-Beer
27

28. Ley de Lambert-Beer: muestra cómo la absorbancia es directamente
proporcional a la longitud b de la trayectoria a través de la solución y a la
concentración c del analito o especie absorbente.
c
b
a
A ·
·
 c
b
A ·
·


a: cte de proporcionalidad llamada absortividad. (unidades L/cm·g, si c=g/L)
b: longitud del camino que recorre la radiación a través del medio absorbente.
c: concentración expresada en g/L (mg/L, ...).
Si la concentración c viene expresada en mol/L, la cte de proporcionalidad se denomina
absortividad molar y se representa por  (unidades L/cm·mol).
La absortividad molar, , es característica de cada especie a una λ determinada
-Disoluciones que contienen varias especies absorbentes:
Para cada λ: Atotal =∑Ai = A1 + A2 + .... + An
Como A =  · b · c
A = 1 · b · c1 + 2 · b · c2 + …. +n · b · cn
Siendo 1, 2, …, n los componentes absorbentes.
Leyes de la absorción de la radiación
28

29. Ley de Lambert- Beer
AT,l = log
P0
P
=  b c
Absorbancia
total medida
a la longitud
de onda l
Concentración molar
de las especies
absorbentes
camino
óptico
Potencia del haz
después de
atravesar la
muestra
Potencia del haz
antes de
atravesar la
muestra
P
P0
= Transmitancia (T)
A = -logT
Absortividad
molar
A =  b c
Ley de Lambert- Beer 29
Leyes de la absorción de la radiación

30. 30
Conclusión
Se ha llegado a la conclusión de que la espectrofotometría es un método analítico indirecto
porque se basa en la medición de la absorbancia o transmitancia de las radiaciones; es de
gran utilidad en la actualidad para la identificación de un analito en una muestra problema.
La espectrofotometría es el método más usado, debido a que es sencillo, específico y
sensible.-

31. 31
Conclusión
Para el uso correcto del espectrofometo es necesario seguir los pasos y tener el
material adecuado.
No desconectarlo limpiar correctamente los cartuchos y calibrarlo
adecuadamente.
El espectrofotómetro nos permite medir la absorción de una sustancia a través de
una onda de luz mediante una serie de pasos utilizando concentraciones
diferentes de una sustancia y pasarlas por un rango , así podemos obtener la
absorción máxima y poder determinar la curva patron.