Fotometría y reflectometría
La fotometría es la medición de la luz absorbida en el rango ultravioleta (UV), visible (VIS) e infrarrojo (IR). Esta medición se utiliza para determinar la cantidad de un analito en una solución o líquido e . Los fotómetros utilizan una fuente de luz específica y detectores que convierten la luz que atraviesa 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 del analito mediante una función de calibración específica de la prueba para lograr mediciones de alta precisión.
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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 agua potable y aguas residuales, el análisis de nutrientes en muestras de suelo, alimentos y bebidas, la 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 el rango UV-Visible se puede utilizar una lámpara de flash de xenón. El monocromador filtra la luz irradiada por la fuente de luz para permitir el paso de un espectro muy estrecho. A continuación, la luz pasa a través de la cubeta o la celda de contención de la muestra. En función de la cantidad de analito (o un colorante derivado de él) 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, «muestra» significa el propio analito (medición directa) o un colorante derivado del analito (cuando se utilizan reactivos o kits). La relación se describe mediante la fórmula:
A = elc |
donde |
A = absorbancia de la muestra |
El espectrofotómetro mide la intensidad de la luz antes y después de pasar a través de una solución y la relaciona con la transmitancia (T) mediante la siguiente ecuación: |
Transmitancia (T) =It/Io |
It eIo son la intensidad de la luz después y antes de pasar a través de la solución, respectivamente. La transmitancia está relacionada con la absorbancia mediante la ecuación: |
Absorbancia (A) = −log(T) |
Reflectometría
La reflectometría (también conocida como fotometría de remisión) es una técnica analítica no destructiva que utiliza el reflejo de la luz por superficies e interfaces para medir características tales como la intensidad del color, el espesor de la película y el índice de refracción.
Al igual que otros fotómetros, los elementos principales de los reflectómetros incluyen una fuente de luz, normalmente LED de larga duración con longitudes de onda específicas que se enfocan sobre la superficie de la muestra mediante un sistema de lentes, y la luz reflejada se mide mediante detectores.
Los reflectómetros suelen estar diseñados para medir las características físicas de las 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 los controles y estándares adecuados. Al igual que en la fotometría, la diferencia de intensidad entre la luz emitida y la reflejada permite determinar cuantitativamente la concentración de analitos específicos.
La reflectometría se utiliza habitualmente en aplicaciones industriales como método rápido y sensible para cuantificar una amplia variedad de parámetros orgánicos e inorgánicos en agua, alimentos, bebidas y muestras medioambientales, así como para otros usos diversos, como el análisis de superficies de materiales de construcción y la cuantificación del color de la piel.
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