1. Espectroscopia de Lente T´ermico en
la caracterizaci´on del complejo
Pb(II)-2-(2’-Tiazolilazo)-p-cresol
Tesis para optar al grado de Mag´ıster en Cs.
menci´on en F´ısica
Ing. F´ısico Richard G´omez M.
Prof. Gu´ıa: Dr. Renato Saavedra
Laboratorio de Fen´omenos Fotoac´usticos y Fotot´ermicos
Centro de ´Optica y Fot´onica
Departamento de F´ısica
Universidad de Concepci´on
29 de noviembre de 2012
Espectroscop´ıa de Lente T´ermico R. G´omez - Universidad de Concepci´on - CEFOP 29 de noviembre de 2012 1/35
2. 1 Introducci´on
2 Objetivos
3 Teor´ıa
Modelo Te´orico Lente T´ermico
Propiedades de haces gaussianos
4 Configuraci´on Experimental
Caracterizaci´on de los par´ametros de haces y lentes
Repetibilidad y Reproducibilidad
5 Aplicaci´on de la espectroscopia LT
Equipos y Reactivos
Determinaci´on pKa del TAC
Selecci´on de longitud de onda anal´ıtica.
Formaci´on del complejo
Estudio del pH en la formaci´on del complejo
Estudio del ´ındice de refracci´on de las soluciones tamp´onicas.
Efecto del volumen de la soluci´on etan´olica de tamp´on mediante espectroscopia LT.
Determinaci´on de la estequiometr´ıa del complejo
Curva de calibraci´on y par´ametros anal´ıticos
6 Referencias
7 Agradecimientos
4. Generaci´on de Ondas T´ermicas
Excitaci´on
⇓
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5. Generaci´on de Ondas T´ermicas
Excitaci´on
⇓
Absorci´on
⇓
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6. Generaci´on de Ondas T´ermicas
Excitaci´on
⇓
Absorci´on
⇓
Rejalaci´on de los
estados excitados
⇓
Espectroscop´ıa de Lente T´ermico R. G´omez - Universidad de Concepci´on - CEFOP 29 de noviembre de 2012 3/35
7. Generaci´on de Ondas T´ermicas
Excitaci´on
⇓
Absorci´on
⇓
Rejalaci´on de los
estados excitados
⇓
Cambio de temperatura
(Difusi´on de calor)
⇔ Cambio de densidad ⇔
Cambio de presi´on
(Ondas ac´usticas)
⇓
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8. Generaci´on de Ondas T´ermicas
Excitaci´on
⇓
Absorci´on
⇓
Rejalaci´on de los
estados excitados
⇓
Cambio de temperatura
(Difusi´on de calor)
⇔ Cambio de densidad ⇔
Cambio de presi´on
(Ondas ac´usticas)
⇓
Fuente luz de prueba ⇒
Cambio en el
´ındice refracci´on
⇒ Se˜nal Fotot´ermica
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9. Efecto Lente T´ermico
El efecto del LT, es generado por un haz l´aser monocrom´atico, de distribuci´on de intensidad gaussiana
TEM00.
J.P. Gordon et al. Journal of Applied Physics, 36:3-4, (1965).
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11. Objetivos
Objetivo General
Optimizar y validar la configuraci´on experimental de la espectroscopia de Lente T´ermico
de dos haces colineales y su aplicaci´on en la caracterizaci´on de la formaci´on del complejo
metal-ligando Pb(II)-2-(2’-Tiazolilazo)-p-cresol ([Pb-TAC]+2) en fase l´ıquida.
Objetivos Espec´ıficos
Dise˜no para la configuraci´on de la espectroscopia LT de dos haces colineal:
Optimizar la configuraci´on experimental y caracterizaci´on de componentes
´opticos.
Estudiar la estabilidad de la se˜nal LT y su dependencia con la potencia del
l´aser de prueba.
Estudiar repetibilidad y reproducibilidad.
Desarrollar un m´etodo para la determinaci´on del complejo [Pb-TAC]+2 mediante
la espectroscopia LT:
Validar la espectroscopia LT dos haces determinando pKa del ligando TAC.
Formaci´on del complejo [Pb-TAC]+2 mediante espectroscopia LT.
Obtenci´on de los par´ametros anal´ıticos del m´etodo.
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13. Modelo Te´orico Lente T´ermico
La ecuaci´on de difusi´on de calor
∂T(r,t)
∂t = D∇2T(r, t) + 1
ρCp
Q(r, t)
D Difusividad t´ermica del material o medio
Cp Calor especifico del material
ρ Densidad del material.
donde
Q(r, t) Es la fuente calor´ıfica gaussiana definida
Q(r, t) = αI =
2αP
πω2
0
exp
−2r2
ω2
0
α Coeficiente de absorci´on del material a la longitud de onda de
excitaci´on.
I Intensidad o irradiancia del haz gaussiano.
P Potencia del haz onda continua (cw).
ω0 Es el la cintura del haz.
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14. Soluci´on de la ecuaci´on de difusi´on de calor
T(r, t) ≈ 2 ln(10)αP
πρCp
ln 1 + 2t
tc
−
2r2/ω2
0
1+tc /2t
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
(πιρCp∆T)/(ln(10)αP)
r/ω0e
t/tc= 5
t/tc= 10
t/tc= 20
t/tc= 40
t/tc= 80
t/tc= 100
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15. Aproximaci´on de la variaci´on del ´ındice de refracci´on
n(r, t) ≈ n0 −
2 ln(10)αP
πρCp
∂n
∂T
2r2
/ω2
0
1 + tc /2t
Se utiliza la teor´ıa de lentes delgadas
1
f (t)
= −
∂n
∂T
ℓ
∂2
T
∂r2
−→
1
f (t)
= −
∂n
∂T
∂2
T
∂x2
∞
−∞
dy
Para determinar el foco
f (t) = f∞ 1 +
tc
2t
f∞ = πkω2
Pαℓ ∂n
∂T
Considerando la aproximaci´on de z2 >> z1,
SLT(t) = −
2z1
f (t)
Haz de prueba
Haz de exitación
0p 0e
2
b
z1 z2
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16. El cambio relativo de intensidad despu´es de la abertura
SLT(t) = I(0)−I(t)
I(t)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
-0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1
SignalThermalLens(mV)
t (s)
Exp.
I0
I
I
La expresi´on de la se˜nal de LT
SLT(t) = −
2 ln(10)APz1
πκω2
e
∂n
∂T
1
1 + tc
2t
2
tc =
ω2
e ρCp
4κ2 =
ω2
e
4D
tiempo caracter´ıstico
Realizando las aproximaciones z1 = z0 y t −→ ∞
SLT = 2.303A P
λe κ − ∂n
∂T
E = P
λe κ
− ∂n
∂T
factor de mejoramiento
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17. La ley de Beer-Lambert
A = αℓc −→ I1 = I0e(−αℓc)
La transmitancia en el medio
T =
I1
I0
= 10−A′
−→ A′
= 1 − T = 1 − 10−A
A′ ∼= 2.303A
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18. La ley de Beer-Lambert
A = αℓc −→ I1 = I0e(−αℓc)
La transmitancia en el medio
T =
I1
I0
= 10−A′
−→ A′
= 1 − T = 1 − 10−A
A′ ∼= 2.303A
Relaci´on entre la se˜nal LT y absorbancia
SLT(∞) = ∆I
I∞
= 2.303AE
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19. Propiedades de haces gaussianos
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20. Propiedades de haces gaussianos
Divergencia del haz si z ≫ z0
ω(z) = ω0 1 +
z
z0
2 1/2
−→ ω(z) ≈
ω0
z0
z = θz
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21. Propiedades de haces gaussianos
Divergencia del haz si z ≫ z0
ω(z) = ω0 1 +
z
z0
2 1/2
−→ ω(z) ≈
ω0
z0
z = θz
Par´ametro confocal
θ =
λ
2ω0
−→ 2z0 =
2πω0
λ
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23. Caracterizaci´on de los par´ametros de haces y lentes.
λ θ ω0 z0 f (λ) P
(nm) (mrad) (µm) (mm) (cm) (mW)
L´aser Ar+
457 2.55 ± 0.21 57.05 ± 4.70 2.24 ± 0.37 15.19 20
488 3.01 ± 0.10 51.60 ± 1.71 1.70 ± 0.11 15.28 100
514 4.29 ± 0.21 38.14 ± 1.87 0.89 ± 0.09 15.51 100
L´aser He-Ne
632 2.58 ± 0.11 78.00 ± 3.33 3.02 ± 0.26 20.30 20
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24. Configuraci´on LT de haces colineal
M3
M4
M1
M2
M5
CL1
L2
CH
PH
FT
FL632
LASER Ar⁺
LASERHe-Ne
FREC. REF
SEÑALLT
PW
FND2
FND1
V
DC
OSC
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25. Configuraci´on LT de haces colineal
Láser Ar⁺
Láser HeNe
CH
PM
FND1
FND2
SC
L1
L2
V
DC
FL632
FT
M3
M4
M1
M2
M5
CL1
L2
CH
PH
FT
FL632
LASER Ar⁺
LASERHe-Ne
FREC. REF
SEÑALLT
PW
FND2
FND1
V
DC
OSC
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26. Optimizaci´on de par´ametros ´opticos y geom´etricos
L´aser de excitaci´on (Ar+ Stellar-Pro-L)
Longitud de onda λe 514 nm
Distancia confocal z0e 0.89±0.09 mm
Potencia Pe 100 mW
Cintura ωe 38.14±1.87 µm
L´aser de prueba (He-Ne Meredith Instruments)
Longitud de onda λp 632.8 nm
Distancia confocal z1 29.95 ± 2.56 mm
Potencia Pp 20 mW
Cintura ω1p 109.8±33.3 µm
Par´ametros geom´etricos
m = z1
z0
8.30
V = (
ω1p
ωe
) 0.99
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27. Optimizaci´on de par´ametros ´opticos y geom´etricos
L´aser de excitaci´on (Ar+ Stellar-Pro-L)
Longitud de onda λe 514 nm
Distancia confocal z0e 0.89±0.09 mm
Potencia Pe 100 mW
Cintura ωe 38.14±1.87 µm
L´aser de prueba (He-Ne Meredith Instruments)
Longitud de onda λp 632.8 nm
Distancia confocal z1 29.95 ± 2.56 mm
Potencia Pp 20 mW
Cintura ω1p 109.8±33.3 µm
Par´ametros geom´etricos
m = z1
z0
8.30
V = (
ω1p
ωe
) 0.99
Con el fin de normalizar la se˜nal LT original:
S′
LT = SLT
Pe
= −2.303A
λe κ
∂n
∂T
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28. Repetibilidad y Reproducibilidad
Se utilizan dos complejos como analitos de prueba:
FeSCN+2
[Pb-TAC]2+
Par´ametros experimentales para la obtenci´on de la se˜nal LT para el complejo FeSCN+2
:
N◦Experiencia Pe Pp f S′ RSD(n=10)
(mW) (mW) (Hz) ×10−3(U.A.) ( %)
Lunes 18.77±0.08 0.54 5 4.65±0.17 3.66
Martes 19.26±0.26 0.54 5 4.41±0.18 4.33
Mi´ercoles 18.97±0.06 0.54 5 4.83±0.07 1.49
Jueves 19.31±0.23 0.54 5 4.52±0.26 5.67
Viernes 18.94±0.08 0.54 5 4.61±0.17 3.77
Promedio 4.61±0.22 4.87 (n=50)
Par´ametros experimentales para la obtenci´on de la se˜nal LT para el complejo [Pb-TAC]2+
:
N◦Experiencia S′ Pe Intervalo Pp RSD(n=10)
(U.A.) (mW) (mW) ( %)
Lunes 0.757±0.019 0.54 0.084-22.80 2.57
Martes 0.749±0.031 0.54 0.055-22.70 4.13
Mi´ercoles 0.780±0.036 0.54 0.054-22.73 4.64
Jueves 0.739±0.033 0.54 0.176-22.64 4.41
Viernes 0.763±0.036 0.54 0.131-22.79 4.75
Promedio 0.757±0.033 4.34 (n=50)
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29. Repetibilidad y Reproducibilidad
Se˜nal LT en funci´on de la potencia del l´aser de prueba para el complejo
[Pb-TAC]2+
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
0 5 10 15 20
Sen~alLenteTermico(U.A.)
Potencia Haz Prueba (mW)
RSD = 4.34 %
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30. Repetibilidad y Reproducibilidad
Estabilidad se˜nal LT para los complejos FeSCN+2 y [Pb-TAC]2+
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
Lunes Martes Miercoles Jueves Viernes
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Sen~alLenteTermico(U.A.)
Sen~alLenteTermico(U.A.)
RSD = 4.87 %
RSD = 4.34 %
FeSCN+2
[Pb−TAC]+2
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31. Conclusiones
El cambio y mejoramiento de algunos componentes ´opticos son parte de una nueva
configuraci´on de la espectroscopia LT, esta nueva configuraci´on esta optimizada y
facilita las mediciones.
Conclusi´on 1
El estudio de la se˜nal LT en funci´on de la potencia del l´aser de prueba, demuestra que
no existe una dependencia significativa en la intensidad de la se˜nal LT, dado que las
pruebas realizadas de repetibilidad y reproducibilidad a los complejos son:
RSD 4.87 % para FeSCN+2 y
RSD 4.34 % para [Pb-TAC]+2,
Conclusi´on 2
El dise˜no y la optimizaci´on de la configuraci´on de la espectroscopia LT, es apropiado
para su aplicaci´on en la caracterizaci´on de la formaci´on del complejo [Pb-TAC]+2 en
fase l´ıquida.
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32. Aplicaci´on de la espectroscopia de LT
para la caracterizaci´on de la formaci´on
del complejo:
Pb(II)-2-(2’-Tiazolilazo)-p-cresol
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33. Equipos y Reactivos
Equipos:
Espectroscopia de LT de dos haces colineal.
Espectrofot´ometro Lambda 35 UV-Vis Sys-
tems marca Perkin Elmer UV-Vis de 200-
800 nm fijando el ancho de banda en 1 nm.
pHmetro HANNA pH 21 HI 7662.
Balanza anal´ıtica KERN ABJ.
Reactivos:
Todos los reactivos fueron de grado HPLC
y PA.
El Pb(II) de grado 1 mg L−1
.
200 mg de TAC en 500 mL de EtOH.
Las soluciones tamp´onicas:
pH Soluci´on tamp´onica
(0.1 mol L−1
)×
4.0 CH3COOH/CH3COONa
5.0 CH3COOH/CH3COONa/KHP/NaOH
6.0 CH3COOH/CH3COONa/KHP/NaOH
7.0 CH3COOH/CH3COONa/KHP/NaOH
7.5 CH3COOH/CH3COONa/KHP/NaOH
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34. Determinaci´on pKa del TAC
La ecuaci´on de Henderson-Hasselbalch es:
pH = pKa + log
[A−]
[HA]
cuando [A−] = [HA] −→ pH = pKa
pKa = − log Ka
N
S N
N
CH3
HO
+ H+
N
S N
N
CH3
O_
Forma ácida Forma básica
Soluci´on tamp´on para la determinaci´on del pKa:
Volumen de trabajo 5,0 mL
Concentraci´on de TAC: 1×10−4
mol L−1
Tamp´on 0.01 mol L−1
(H3BO3/NaOH/HCl)
Intervalo pH 3.0 a 12
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35. Determinaci´on pKa del TAC mediante espectroscopia UV-Vis.
Espectrograma UV-Vis del TAC
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
400 450 500 550 600 650 700 750 800
Absorbancia
Longitud de onda (nm)
pH 3
pH 4
pH 5
pH 6
pH 7
pH 8
pH 9
pH 10
pH 11
pH 12
Punto Isobestico
M´etodo media altura
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Absorbancia
pH
350 nm
370 nm
390 nm
400 nm
425 nm
457 nm
488 nm
500 nm
514 nm
535 nm
570 nm
pKa=8.35
T´ecnica M´etodo pKa
Espectrofotometr´ıa Uv-Vis Media altura 8.35
Espectroscopia LT Media altura 8.36
Espectroscopia LT L´ımite de absorbancia 8.60
Espectrofotometr´ıa Uv-Vis Media altura 8.60†
Espectrofotometr´ıa Uv-Vis L´ımite de absorbancia 8.65‡
† ‡ R. Sumonmal, Master’s thesis, Kasetsart University (2011)
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36. Determinaci´on pKa del TAC mediante espectroscopia LT.
M´etodo media altura
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
2 4 6 8 10 12
Sen~alLenteTermico(U.A.)
pH
pKa=8.36
488 nm
514 nm
457 nm
M´etodo l´ımite de absorbancia
3
4
5
6
7
8
9
10
11
-3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5
pH
pKa=8,6
457 nm
488 nm
514 nm
T´ecnica M´etodo pKa
Espectrofotometr´ıa Uv-Vis Media altura 8.35
Espectroscopia LT Media altura 8.36
Espectroscopia LT L´ımite de absorbancia 8.60
Espectrofotometr´ıa Uv-Vis Media altura 8.60†
Espectrofotometr´ıa Uv-Vis L´ımite de absorbancia 8.65‡
† ‡ R. Sumonmal, Master’s thesis, Kasetsart University (2011)
Espectroscop´ıa de Lente T´ermico R. G´omez - Universidad de Concepci´on - CEFOP 29 de noviembre de 2012 22/35
37. Selecci´on de longitud de onda anal´ıtica.
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
450 500 550 600 650 700
Absorbancia
Longitud de onda (nm)
514 nm
576 nm
632 nm
0.27
0.28
0.29
0.3
0.31
0.32
0.33
505 510 515 520 525 530
514 nm
TAC
[Pb-TAC]+2
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38. Selecci´on de longitud de onda anal´ıtica.
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
450 500 550 600 650 700
Absorbancia
Longitud de onda (nm)
514 nm
576 nm
632 nm
0.27
0.28
0.29
0.3
0.31
0.32
0.33
505 510 515 520 525 530
514 nm
TAC
[Pb-TAC]+2
|S514| = −
2.303A514Pe
λe κ
dn
dT = 2.2 × 108
U.A.>|S632| = −
2.303A632Pp
λpκ
dn
dT = 1.8 × 108
U.A.
Espectroscop´ıa de Lente T´ermico R. G´omez - Universidad de Concepci´on - CEFOP 29 de noviembre de 2012 23/35
39. Formaci´on del complejo [Pb-TAC]+2
Preparaci´on para la formaci´on del complejo entre TAC y Pb(II):
Volumen tamp´on 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 4.0 y 5.0 mL
Volumen TAC 400 µL
Volumen Pb(II) 40 µL
pH soluci´on tamp´onica 4.0 a 7.5
0
0.35
0.7
1.05
514 nm 580 nm
pH 6.0
TAC
[Pb-TAC]
+2
0
0.35
0.7
1.05
Absorbancia
514 nm 576 nm
pH 7.0
0
0.35
0.7
1.05
300 400 500 600 700 800
Longitud de onda (nm)
514 nm 570 nm
pH 7.5
Espectroscop´ıa de Lente T´ermico R. G´omez - Universidad de Concepci´on - CEFOP 29 de noviembre de 2012 24/35
40. Formaci´on del complejo [Pb-TAC]+2
Formaci´on del complejo entre TAC y Pb(II):
pH Color de solu-
ci´on TAC
Color de la so-
luci´on TAC+Pb
Formaci´on
complejo
Compuestos λmax
4.0 amarillo amarillo x CH3COOH/CH3COONa -
KHP/NaOH
5.0 amarillo amarillo x CH3COOH/CH3COONa -
KHP/NaOH
6.0 amarillo naranjo CH3COOH/CH3COONa 580 nm
KHP/NaOH
7.0 amarillo naranjo CH3COOH/CH3COONa 576 nm
KHP/NaOH
7.5 rojo naranjo CH3COOH/CH3COONa 570 nm
KHP/NaOH
8.0 rojo violeta/precipita x H3BO3/NaOH/HCl -
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41. Conclusiones
Conclusi´on 3
El 2-(2’-thiazolylazo)-p-cresol (TAC) se ha caracterizado en este trabajo mediante es-
pectroscopia LT. El valor de pKa del TAC fue determinado y calculado por dos m´etodos:
M´etodo de media altura pKa=8.36.
M´etodo l´ımite de absorbancia pKa=8.60.
y adem´as se determino mediante espectrofotometr´ıa UV-Vis un pKa=8.36 para el m´eto-
do de media altura como referencia.
Conclusi´on 4
Respecto al estudio de la formaci´on del complejo [Pb-TAC]+2:
Del estudio del efecto del pH, se obtuvo la formaci´on del complejo para las solu-
ciones tamp´onicas de pH 6.0, 7.0 y 7.5.
Los compuestos en la preparaci´on fueron CH3COOH/CH3COONa y KHP/NaOH.
La longitud anal´ıtica seleccionada fue 514 nm.
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42. Estudio del pH en la formaci´on del complejo [Pb-TAC]+2 sobre la se˜nal LT
Formaci´on de Complejo [Pb-TAC]+2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5
Sen~alLenteTermico(U.A.)
pH
Vol Tampón 0.5 (mL)
Vol Tampón 1 (mL)
Vol Tampón 1.5 (mL)
Vol Tampón 2 (mL)
Vol Tampón 2.5 (mL)
Vol Tampón 3 (mL)
Vol Tampón 4 (mL)
Vol Tampón 5 (mL)
Espectroscop´ıa de Lente T´ermico R. G´omez - Universidad de Concepci´on - CEFOP 29 de noviembre de 2012 27/35
43. Estudio del ´ındice de refracci´on de las soluciones tamp´onicas.
1.320
1.325
1.330
1.335
1.340
3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8
Indicederefracción
pH
n(T, λ0, C0, t) = n0 +
∂n
∂T
T(t) +
∂n
∂λ0
λ(t) +
∂n
∂C0
C(t)
n(T, λ0, C0, t) = n0 + ∂n
∂T T(t)
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44. Efecto del volumen de la soluci´on etan´olica de tamp´on mediante espectroscopia LT.
Formac´on de Complejo [Pb-TAC]+2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Sen~alLenteTermico(U.A.)
Volumen Tampón (mL)
pH 4
pH 5
pH 6
pH 7
pH 7.5
Soluci´on Blanco [TAC]
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Sen~alLenteTermico(U.A.)
Volumen Tampón (mL)
pH 4
pH 5
pH 6
pH 7
pH 7.5
S′
[Pb-TAC]+2
S′
[TAC]
=
A[Pb-TAC]+2
A[TAC]
Espectroscop´ıa de Lente T´ermico R. G´omez - Universidad de Concepci´on - CEFOP 29 de noviembre de 2012 29/35
45. Efecto del volumen de la soluci´on etan´olica de tamp´on mediante espectroscopia LT.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Volumen Tampón (mL)
pH 7
pH 7.5
Valores ´optimos para soluci´on tamp´onica
pH 7
Volumen 3 mL
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46. Efecto del volumen de la soluci´on etan´olica de tamp´on mediante espectroscopia LT.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Volumen Tampón (mL)
pH 7
pH 7.5
Valores ´optimos para soluci´on tamp´onica
pH 7
Volumen 3 mL
M´etodo m´as robusto!
Espectroscop´ıa de Lente T´ermico R. G´omez - Universidad de Concepci´on - CEFOP 29 de noviembre de 2012 30/35
47. Conclusiones
Conclusi´on 5
El valor del
(dn/dT)
κ de la mezcla de agua y EtOH muestra que:
La Se˜nal LT incrementa, a medida que el VEtOH > VH2O en la soluci´on tamp´onica.
El valor del ´ındice de refracci´on de las soluciones tamp´onicas comparado con el
valor del medio disuelto (agua), concluye que no existe un cambio en el ´ındice de
refracci´on producto de los distintos compuestos.
Conclusi´on 6
El cociente entre S[Pb-TAC]+2 y S[TAC] revela que el m´etodo presenta una mayor robustez
en la preparaci´on de soluciones est´andar de la curva de calibraci´on, para la soluci´on
tamp´onica de 3 mL a pH 7.0.
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48. Determinaci´on de la estequiometr´ıa del complejo
[Pb-TAC]+2
M´etodo de variaciones continuas (Job).
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Sen~alLenteTermico(U.A.)
[TAC/Plomo(II)]
1.39
M´etodo de fracci´on molar.
0
1
2
3
4
5
6
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
Sen~alLenteTermico(U.A.)
[TAC/Plomo(II)]
M´etodo [TAC/Pb(II)]
Variaciones continuas 1.39
Fracci´on molar 1.20
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49. Determinaci´on de la estequiometr´ıa del complejo
[Pb-TAC]+2
M´etodo de variaciones continuas (Job).
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Sen~alLenteTermico(U.A.)
[TAC/Plomo(II)]
1.39
M´etodo de fracci´on molar.
0
1
2
3
4
5
6
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
Sen~alLenteTermico(U.A.)
[TAC/Plomo(II)]
M´etodo [TAC/Pb(II)]
Variaciones continuas 1.39
Fracci´on molar 1.20
Estequimetr´ıa TAC:Pb es 1:1
Espectroscop´ıa de Lente T´ermico R. G´omez - Universidad de Concepci´on - CEFOP 29 de noviembre de 2012 32/35
50. Curva de calibraci´on y par´ametros anal´ıticos.
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Sen~alLenteTermico(U.A.)
Conc. del Complejo [Pb-TAC]
2+
(µg L
-1
)
r2
0.9782 (n=6)
LD 2.781 µg L−1
LC 9.269 µg L−1
RSD 4.34 % (n=10)
Intervalo Lineal 2.781-166.0 µg L−1
Curva de Calibraci´on Y = 9242X + 5.338
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51. Conclusiones
Conclusi´on 7
La espectroscopia LT fue realizada con ´exito en el estudio de la estequiometr´ıa
TAC:Pb(II) del complejo, donde se obtienen:
1:1 para el m´etodo de las variaciones continuas y
1:1 para el m´etodo de la fracci´on molar,
para una soluci´on tamp´onica a volumen 3 mL y pH 7.0.
Conclusi´on 8
Se obtienen valores satisfactorios para el LD y LC, por la eficiente actuaci´on del
TAC como agente crom´oforo y la alta sensibilidad de la espectroscopia LT, que
permiten la determinaci´on de bajos niveles de Pb(II).
La respuesta para la espectroscopia LT es lineal para el intervalo de trabajo selec-
cionado. Por lo tanto la optimizaci´on y formaci´on del complejo en fase l´ıquida se
llev´o a cabo con ´exito.
Con esta investigaci´on, se ha desarrollado un nuevo enfoque de la espectro-
metr´ıa en fase l´ıquida para Pb(II)-2-(2’-tiozolylazo)-p-cresol (TAC). Los par´ame-
tros anal´ıticos pueden ser comparados con otros m´etodos de determinaci´on.
Espectroscop´ıa de Lente T´ermico R. G´omez - Universidad de Concepci´on - CEFOP 29 de noviembre de 2012 34/35
52. Referencias
M. Franko and C. D. Tran.
Review article analytical thermal lens instrumentation.
Rev. Sci. Instrum., 67(1):1–18, 1996.
M.H. Mahdieh and M. Akbari Jafarabadi.
Optical characterization of thermal lens effect in ethanol and the influence of focusing lens and liquid cell size.
Optics & Laser Technology, 44(1):78 – 82, 2012.
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Simultaneous flow injection preconcentration of lead and cadmium using cloud point extraction and determination by atomic
absorption spectrometry.
Journal of Hazardous Materials, 161(1):142 – 147, 2009.
N. Shokoufi and A. Hamdamali.
Laser induced-thermal lens spectrometry in combination with dispersive liquid-liquid microextraction for trace analysis.
Analytica chimica acta, 681(1-2):56–62, November 2010.
Hisashi Shimizu, Kazuma Mawatari, and Takehiko Kitamori.
Sensitive determination of concentration of nonfluorescent species in an extended-nano channel by differential interference
contrast thermal lens microscope.
Analytical Chemistry, 82(17):7479–7484, 2010.
N. Saranchina, A. Sukhanov, D.˜Nedosekin, N. Gavrilenko, and M. Proskurnin.
Potentials of thermal lens spectroscopy for polymethacrylate optical sensors.
Journal of Analytical Chemistry, 66:623–628, 2011.
J. S. Santos V. A. Lemos and L. S. Nunes.
Synthesis and application of a new functionalized resin in on-line preconcentration of lead.
Separation Science and Technology, 40(7):1401–1414, 2005.
J. R. Whinnery.
Laser measurement of optical absorption in liquids.
Accounts of Chemical Research, 7(7):225–231, July 1974.
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53. Agradecimientos
Dr. Renato Saavedra.
Dr. Cesar Soto.
Compa˜neros de Laboratorio y
amigos.
Andrea Mancinelli.
A mi familia.
Direcci´on de Postgrado
http://www.udec.cl/postgrado/
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