Fotometría y reflectometría
La fotometría es la medición de la luz absorbida en el rango ultravioleta (UV) a visible (VIS) a infrarrojo (IR). Esta medición se utiliza para determinar la cantidad de un analito en una solución o líquido. Los fotómetros utilizan una fuente de luz específica y detectores que convierten la luz que pasa a través de una solución de muestra en una señal eléctrica proporcional. Estos detectores pueden ser, por ejemplo, fotodiodos, fotorresistencias o fotomultiplicadores. La fotometría utiliza la ley de Beer-Lambert para calcular los coeficientes obtenidos a partir de la medición de la transmitancia. A continuación, se establece una correlación entre la absorbancia y la concentración de analito mediante una función de calibración específica de la prueba para lograr mediciones de gran precisión.
La fotometría se basa en la ley de Beer-Lambert.
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Fotometría
La fotometría es un análisis cuantitativo ampliamente utilizado en laboratorios de investigación para determinar las cantidades de compuestos inorgánicos y orgánicos en soluciones y otros líquidos. La fotometría también tiene amplias aplicaciones industriales en la determinación de contaminantes en aguas potables y residuales, análisis de nutrientes en el suelo, muestras de alimentos y bebidas, composición de materiales de construcción y muchas otras áreas.
Construcción y funcionamiento del fotómetro
Los componentes de un fotómetro típico incluyen una fuente de luz, un monocromador, una muestra y un detector. Las fuentes de luz pueden ser lámparas halógenas de tungsteno (generalmente la fuente de luz utilizada para los análisis en el rango de luz visible) o LED. Para las mediciones en la gama UV-Visible puede utilizarse una lámpara de flash de xenón. El monocromador filtra la luz irradiada por la fuente luminosa para dejar pasar sólo un espectro muy estrecho. La luz pasa entonces a través de la cubeta o de la célula de retención de la muestra. En función de la cantidad de analito (o de un colorante derivado del mismo) presente en la solución de la muestra, una parte de la luz es absorbida por la solución y el resto se transmite. La luz transmitida se dirige hacia los detectores, que producen una corriente eléctrica proporcional a la intensidad de la luz.
Ley de Beer-Lambert
La ley de Beer-Lambert, también conocida como ley de Beer, establece que la cantidad de luz absorbida por una muestra es directamente proporcional a la concentración del analito presente y a la longitud del recorrido de la luz a través de la muestra. En este contexto, por "muestra" se entiende el propio analito (medición directa) o un colorante derivado del analito (cuando se utilizan reactivos o kits). La relación se describe mediante la fórmula:
It e Io son la intensidad de la luz después y antes de atravesar la solución, respectivamente. La transmitancia se relaciona con la absorbancia mediante la ecuación:
A = elc |
donde |
A = absorbancia de la muestra |
El espectrofotómetro mide la intensidad de la luz antes y después de atravesar una solución y la relaciona con la transmitancia (T) mediante la siguiente ecuación: |
Transmitancia(T)=It/Io |
Absorbancia(A)=-log(T) |
Reflectometría
La reflectometría (también conocida como fotometría de remisión) es una técnica analítica no destructiva que utiliza la reflexión de la luz por superficies e interfaces para medir características como la intensidad del color, el espesor de la película y el índice de refracción.
Al igual que ocurre con otros fotómetros, los elementos principales de los reflectómetros incluyen una fuente de luz, normalmente LED de larga duración de longitudes de onda específicas que se enfocan sobre la superficie de una muestra a través de un sistema de lentes y la luz reflejada se mide mediante detectores.
Los reflectómetros suelen estar diseñados para medir características físicas de superficies como los cambios de color en una tira reactiva. En este enfoque, se puede colocar una muestra en una tira reactiva y comparar su valor de remisión (REM) con controles y estándares adecuados. Al igual que en la fotometría, la diferencia de intensidad entre la luz emitida y la reflejada permite una determinación cuantitativa de la concentración de analitos específicos.
La reflectometría se utiliza comúnmente en aplicaciones industriales como un método rápido y sensible para cuantificar una amplia variedad de parámetros orgánicos e inorgánicos en muestras de agua, alimentos, bebidas y medio ambiente, así como otros usos diversos como el análisis de superficies de materiales de construcción y la cuantificación del color de la piel.
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