Uv Visible Massssssss

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  • PROPIEDADES REACTIVIDADFSICAS QUMICA

    ACTIVIDADBIOLGICA

    TERICOSMTODOS EXPERIMENTALES

    FSICOS QUMICOS

  • METODOLOGIA EXPERIMENTAL

    COMPUESTO ORGNICO

    Aislado de Fuentes Naturales Sintetizado en el Laboratorio

    ANLISIS ELEMENTAL CUALITATIVO

    ANLISIS ELEMENTAL CUANTITATIVO FRMULA EMPRICA

    FRMULA MOLECULAR Pm

    ESTRUCTURA BIDIMENSIONAL FRMULAS ESTRUCTURALES Conectividad de los tomos Ismeros Estructurales

    ESTRUCTURA TRIDIMENSIONAL Estereoismeros Distribucin Espacial de los tomos

    Propiedades Fsicas: P.f., P.e., , [] Comparacin con Datos Bibliogrficos

  • MTODOS QUMICOS

    Ensayos de Grupos Funcionales Mtodos de Degradacin

    Preparacin de Derivados

    MTODOS FSICOS

    MTODOS DE DIFRACCIN Rayos X, Electrones, Neutrones

    MTODOS ESPECTROSCPICOS Espectros de Absorcin Espectros de Emisin

    ESPECTROMETRA DE MASAS

    Mejor calidad de la informacin estructural. Menor cantidad de muestra. Alta sensibilidad y selectividad. No alteracin de la composicin qumica. Posibilidad de anlisis continuos. Registro de la informacin en bases de datos

    y/o espectros.

  • ESPECTROSCOPA DE ABSORCIN

    Molcula diferentes estados o niveles energticos.

    ET = Eelec + Evibr + Erot + Eespn nuclear + Eespn electr + ... E entre los estados de cada tipo es diferente:

    Eelec >>>> Evibr >>>> Erot >>>> Eespn nuclear

    *Una molcula puede experimentar diferentes transiciones entre distintos niveles energticos

    *Cada tipo de transicin requiere una energa determinada: E = h = hc = hc/

    Radiacin electromagntica de energa determinada

    Diferentes tipos de espectros

    E

    nivel electrnico

    estado excitado S1

    estado fundamental S0

    niveles rotacionales

    nivelesvibracionales

  • ESPECTROS

    Una banda o grupo de bandas Debidas a una parte de la molcula CROMFORO

    ESPECTROSCOPA DE ABSORCIN

    Molcula diferentes estados o niveles energticos

    ESPECTROSCOPA ULTRAVIOLETA (UV) - VISIBLE Transiciones entre niveles electrnicos (electrones de valencia).

    ESPECTROSCOPA INFRARROJA (IR) Transiciones entre niveles vibracionales.

    ESPECTROSCOPA DE RESONANCIA MAGNTICA NUCLEAR (RMN) Transiciones entre niveles de espn nuclear.

    ESPECTROSCOPA DE RESONANCIA DE ESPN ELECTRNICO (RSE) Transiciones entre niveles de espn electrnico.

  • Zonas del espectro electromagntico

    UV lejano o de vaco < 200 nm UV cercano : 200-400 nm

    Visible : 400-780 nm

    Utilidad

    Estructuras electrnicas de molculas insaturadas (medida de la extensin de la conjugacin)

    Actualmente es la tcnica espectroscpica menos utilizada en Determinacin Estructural Proporciona menos informacin

    Se obtienen Espectros Electrnicos:

    Con radiaciones de en la zona del UV- Visible se excitan electrones desde OM ocupados

    (enlazantes o no enlazantes) a OM vacios (antienlazantes)

    Base de la Espectroscopa UV- Visible:

    Excitacin Electrnica

    Visible IRUV lejanoo de vacio UV cercanoRayos X

    (nm) 10 200 400 780

  • TRANSICIONES ELECTRONICAS

    Dependen de la estructura de la molcula:

    Cuando solo hay enlaces :

    Transiciones * (Alta Energia)

    Cuando hay enlaces mltiples (pi) adems de son posibles otras transiciones:

    Transiciones pipipipi * Transiciones pipipipi pipipipi* Transiciones pipipipi *

    (de menor energa que la *)

    Cuando hay electrones no enlazantes (pares de e- no compartidos) se pueden producir otros dos tipos de transiciones:

    Transiciones n pipipipi* Transiciones n *

    Cuando en una molcula existen e- , pipipipi y n son posibles todas las transiciones mencionadas pero algunas requieren alta energia ( < 200nm) y caen en el UV lejano

  • CH2 CH2

    Compuesto (nm)

    H2C=CH-CH=CH2

    H2C=CH-CH=CH-CH=CH2

    H2C=CH-CH=CH-CH=CH-CH=CH2

    Transicin pipipipi pipipipi

    165

    217

    258

    290

    *

    Unicamente, cuando existe conjugacin, la necesaria para producir la transicin electrnica es mayor y cae dentro del rango tpico del UV cercano

    Ejemplo:

    Conjugacin n niveles de E de los OM pipipipi E entre HOMO y LUMO

    Energia de la radiacin para la transicin electrnica

    *

    pipipipi*

    pipipipi

    nn pi*

    pi

    n

    pi * *

    Orbitales Moleculares

    Antienlazantes

    No enlazantes

    Enlazantes

    E

    *

    pi*

    pi*

  • EFECTO DE LA CONJUGACIN

  • Absorciones tpicas para Cromforos simples aislados

    Cromforo Transicin max log() Alcano 135* ---

    Alquino pipipipi pipipipi 170 3.0

    Alqueno pipipipi pipipipi 175 3.0

    Alcohol 180 2.5

    Eter 180 3.5

    Cetona pipipipi pipipipi 180 3.0

    pipipipi 280 1.5

    Aldehido pipipipi pipipipi 190 2.0

    pipipipi 290 1.0

    Amina 190 3.5

    Acido pipipipi 205 1.5

    Ester pipipipi 205 1.5

    Amida pipipipi 210 1.5

    Tiol 210 3.0

    Nitro pipipipi 271

  • ESPECTROFOTMETRO UV (y/o visible)

    Esencialmente consta de: Fuente de luz adecuada con en cambio continuo Sistema de lentes y espejos que dividen el haz de luz en dos: uno pasa por una clula que

    contiene la muestra y el otro por una clula con el disolvente Detector Sistema de registro del espectro

    ESPECTROFOTMETRO DE DOBLE HAZ

  • MUESTRAS

    En fase gaseosa o en disolucin. En disolucin: Se emplean clulas de cuarzo de distintos tamaos. Las mas corrientes son de 1 cm de espesor con capacidad para 3mL de disolucin Hay que preparar cuidadosamente disoluciones muy diluidas (p. ej. 1mg en 100mL de disolucin para Pm: 100-200) Disolventes ms comunes: EtOH 95% (barato y transparente) y ciclohexano (menos polarmenos interacciones). Otros disolventes:

    Disolvente (nm) acetonitrilo 190 agua 191 ciclohexano 195 hexano 195 metanol 201 etanol 204 eter 215 Cloruro de metileno 220 Cloroformo 237 Tetracloruro de carbono 257

    ESPECTRO

    La forma ms sencilla es la representacin de Absorbancia (ordenadas) frente a (abcisas).

    Se observan bandas anchas (no lneas) Dentro de cada nivel electrnico existen diferentes

    subniveles vibracionales y rotacionales

  • Ley de Lambert-Beer

    Io : Intensidad luz incidente I: Intensidad luz transmitida

    : Cantidad excta de radiacin absorbida (Absorcin molar, absortividad molar, coeficiente de extincin). Es una constante fsica caracterstica de cada muestra

    = 0.87x1020.P.a

    P: probabilidad de la transicin (0-1). Afectada por muchos factores, existen reglas que indican si una transicin es prohibida o permitida. a: rea del cromforo

    l: trayecto ptico de la muestra c: concentracin molar (mol/L)

    A mayor longitud del cromforo, mayor valor de a y, por tanto, de Con cromforos comunes de l = 10 (10-7 cm) y P = 1 105 (valores ms

    altos que se observan)

    log = ....l.cIoI

    En resumen, la absorcin UV viene determinada por:

    Posicin de la banda de absorcin max ( absorcin mxima). Depende de E entre niveles electrnicos

    Intensidad de la banda (absortividad molar a dicha ). Depende de la probabilidad de la transicin y del rea del cromforo

    IoA = logI

    A =

    l.c

  • CONCEPTOS Y TRMINOS

    CROMFORO: grupo funcional o parte de la molcula responsable de la absorcin molecular

    AUXOCROMO: agrupamiento que unido a un cromforo altera la longitud de onda de la absorcin y la intensidad de la misma. Los ms importantes son agrupamientos saturados con pares de electrones sin compartir: -OH, -NH2, -Cl

    DESPLAZAMIENTO BATOCRMICO (al rojo): desplazamiento de la absorcin hacia mayores

    DESPLAZAMIENTO HIPSOCRMICO (al azul): desplazamiento de la absorcin hacia menores

    EFECTO HIPERCRMICO (HIPERCROMICIDAD): aumento de la intensidad de la absorcin

    EFECTO HIPOCRMICO (HIPOCROMICIDAD): disminucin de la intensidad de la absorcin

  • EFECTOS DEL DISOLVENTE

    a) Transiciones pipipipi pipipipi*

    En muchas transiciones de este tipo, el estado excitado es mas polar que el fundamental y por tanto interaccionar mas con un disolvente polar (dipolo-dipolo) que con uno apolar lo que producir una mayor estabilizacin del estado excitado que del fundamental en un disolvente polar (EtOH).

    E ser menor en un disolvente polar (EtOH) que en un disolvente apolar (hexano)

    Desplazamiento batocrmico al pasar de hexano a etanol

    b)Transiciones n pipipipi*

    Efecto opuesto al caso anterior. Un disolvente prtico forma enlaces de hidrgeno mas facilmente con el estado fundamental que con el excitado estabilizando por tanto mas al primero.

    E ser mayor en un disolvente polar (EtOH) que en un disolvente apolar(hexano)

    Desplazamiento hipsocrmico al pasar de hexano a etanol

    pipipipi*

    pipipipi

    pipipipi*

    pipipipi

    E E

    Hexano Etanol

  • INVESTIGACION DE UN CROMOFORO

    No hay reglas ni procedimientos fciles para identificar un cromforo. Algunas etapas a seguir son:

    1) Analizar la complejidad del espectro y el grado en que se adentra en el visible:

    Si hay muchas bandas que se alargan en el visible:

    Cromforo largo conjugado Aromtico policclico

    Una sola banda (o pocas) a <