Los espectrofotómetros permiten medir cuánta luz absorbe una sustancia química, y cada sustancia química absorbe la luz de una manera diferente, que depende de la estructura de sus moléculas.
El principio utilizado es la medición de la intensidad de la luz, cuando un haz luminoso pasa a través de una muestra y se basa en la ley de Beer-Lambert, que dice que la cantidad de luz absorbida por un cuerpo depende de la concentración en la solución. Así, la energía que produce una fuente luminosa sobre una superficie es directamente proporcional a la intensidad de la fuente y al coseno del ángulo que forma la normal a la superficie con la dirección de los rayos de luz, y es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a dicha fuente.
La energía de las ondas electromagnéticas está relacionada con sus longitudes de onda; cuanto más corta es la longitud de onda, mayor es la energía. Así, la luz violeta tiene una longitud de onda más corta que la luz roja y, por lo tanto, un nivel de energía más alta, mientras que la infrarroja tiene menos energía que la luz visible debido a su mayor longitud de onda.
Se aprovecha la absorción de radiación electromagnética en la zona del ultravioleta de 180 a 380 nm y visible de 380 a 800 nm del espectro (se denomina espectro a todos los componentes de todas las longitudes de onda). La muestra absorbe parte de la radiación incidente en este espectro y promueve la transición del analito hacia un estado excitado, transmitiendo un haz de menor energía radiante.
Transmitancia y absorbancia en espectrofotometría
La intensidad de la luz transmitida a través de la solución es atenuada debido a la absorción de luz, y su valor es más bajo que la intensidad original I0 en la fuente de luz. La relación entre las dos intensidades It / I0 se define como la transmitancia T, que es el valor determinado principal y su unidad se expresa en %.
Otra forma de expresar el resultado es la absorbancia, que se define como A = −log (T), es decir, el logaritmo negativo del valor de transmitancia. La absorbancia “A”, no tiene ninguna unidad de medida (es un valor adimensional) y se conoce como “UA” (unidades de absorbancia).
Aplicaciones de la espectrofotometría
La espectrofotometría tiene múltiples aplicaciones, y es imprescindible en tareas de control de calidad, investigación y producción de infinidad de productos alimentarios y farmacéuticos, entre otros.
En química analítica, la medición de la intensidad de la luz con espectrofotómetros permite determinar concentraciones de compuestos –ya sean moléculas orgánicas o iones inorgánicos–, constantes de disociación de indicadores ácido-base, identificar unidades estructurales específicas, calcular el punto de fusión de proteínas y ácidos nucleicos, determinar el coeficiente de extinción de una muestra, efectuar medidas cinéticas (velocidades de reacción) e, incluso, analizar materiales sólidos, como films o partes de vidrio.
