Ing. Franklin Dionisio MontalvoCIP 144231 UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVAFACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLESDEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIAS AMBIENTALESCurso: ANALISIS INSTRUMENTALCelular Movistar y RPM #967991166 correo electrnico ingenieroambiental_28fdm@outlook.esESPECTROSCOPIA DE LUMINISCENCIA MOLECULAR

FLUORESCENCIAEste fenmeno fue conocido a mediados del siglo 19 por Stoke, el que observo fluorescencia en el mineral de fluorita cuando luz ultravioleta incida directamente sobre ste, emitiendo una luz fluorescente de una longitud de onda ms larga a la de la luz de excitacin.Figura 1: Un fotn de radiacin ultravioleta (prpura) choca con un electrn en el tomo, excitandolo y elevandolo a un nivel de mayor energa (amarillo). Subsecuentemente el electrn excitado se relaja a un nivel menor y emite luz en la forma de un fotn de baja energa (rojo), en la regin del espectro visible.

Espectro emisinAnlisis cualitativoAnlisis cuantitativoAbsorcin de fotonesReaccin qumica

La velocidad a la que un fotn de radiacin es absorbido es grande: el proceso requiere del orden de 10-14 a 10-15 s La emisin fluorescente, tiene lugar a una velocidad relativamente ms lenta y depende inversamente de la absortividad molar del pico de absorcin del proceso de excitacin.La emisin fosforescente requiere tiempos del orden de 10-4 a 10 s o ms.

El camino ms probable hacia el estado fundamental es aquel que minimiza el tiempo de vida del estado excitadoFLUORESCENCIARELAJACIN VIBRACIONALCONVERSIN INTERNACONVERSIN EXTERNACRUZAMIENTO ENTRE SISTEMASFOSFORESCENCIA

Colisiones moleculares conducentes al estado fundamental vibracionalRELAJACIN VIBRACIONALCONVERSIN INTERNACONVERSIN EXTERNACRUZAMIENTO ENTRE SISTEMASPaso a un nivel electrnico inferior sin emitir radiacin. Solapamiento de niveles vibracionales.Transferencia de energa desde la molcula excitada hacia el disolvente.Transicin entre dos estados electrnicos de diferente multiplicidad de espn. Ms probables cuando se solapan los niveles vibracionales.

Diagrama parcial de energa para un sistema fotoluminiscentet = 10-12 st = 10-4s o ms

molculas fotoluminiscentes espectro de excitacinespectro de emisin: Fluorescencia o Fosforescencia

Fenantreno

Antracenoa) espectro excitacinb) espectro fluorescente

una imagen especular uno del otro, ( las diferencias de energa vibracional para los estados electrnicos fundamental y excitado son ms o menos las mismas)

Rendimiento cuntico = n fotones emitidos/n fotones absorbidos

Tipos de transicionestransicin n-* -*, dependiendo de cual de estos niveles sea menos energtico.Las transiciones -* y n-* no suelen producir fluorescencia ya que son muy energticas y producen desactivacin por predisociacin o disociacin.la eficacia cuntica es mayor para las transiciones -*kf, kpr y kdEstructura qumicaki, kin y kexEntorno qumico

Compuestos con grupos funcionales aromticos Compuestos carbonlicos alifticos y alicclicos o estructuras con dobles enlaces muy conjugados Hidrocarburos aromticos no sustituidos son fluorescentes en disolucin, la eficacia cuntica aumenta con el nmero de anillos y con su grado de condensacin.Para un nmero dado de anillos aromticos, se observa que los sistemas lineales de anillos absorben y presentan fluorescencia a longitudes de onda mayores que los sistemas no lineales.

400 nm 365 nm

Heterociclos sencillos no son fluorescentes

Fusionados con anillos bencnicos s

Tabla 1. Efecto de la sustitucin en la fluorescencia del benceno

Compuesto

formula

Longitud de onda de la fluorescencia, nm

Intensidad relativa de la fluorescencia

Benceno

C6H6

270-310

10

Tolueno

C6H5CH3

270-320

17

Propilbenceno

C6H5C3H7

270-320

17

Fluorobenceno

C6H5F

270-320

10

Clorobenceno

C6H5Cl

275-345

7

Bromobenceno

C6H5Br

290-380

5

Iodobenceno

C6H5I

-

0

Fenol

C6H5OH

285-365

18

In fenolato

C6H5O-

310-400

10

Anisol

C6H5OCH3

285-345

20

Anilina

C6H5NH2

310-405

20

In anilinio

C6H5NH3+

-

0

cido benzico

C6H5COOH

310-390

3

Benzonitrilo

C6H5CN

280-360

20

Nitrobenceno

C6H5NO2

-

0

Lmpara de descarga de Hgalta presinbaja presinlmpara de arco Xelseres de N o Ar

absorcinFiltros interferencias

Fluormetro

monocromadoresredes difraccinEspectrofluormetro

Vidrio o cuarzo Rectangulares, con las cuatro caras pulimentadas Microclulas de flujo (HPLC)Las seales fluorescentes no son muy altas:baja eficacia del fenmenoslo una fraccin de la radiacin fluorescente alcanza el detectorTubos fotomultiplicadores(mayor sensibilidad)

Espectrofosformetro

Sensibilidad y selectividad entre mtodos luminiscentes y absorciomtricosDeterminacin de sustancias inorgnicasdirecta: uranilo, Ce(III), Tl(I)formacin de quelatos fluorescentesmidiendo la disminucin de F: F-, CN-, metales transicinDeterminacin de sustancias orgnicas Enzimas, Productos Naturales, Vitaminas, Esteroides