Espectrofotometría y Amortiguadores: Preguntas y Respuestas

CUESTIONARIO 1: Espectrofotometría

1. Explique el mecanismo de funcionamiento de un espectrofotómetro.

Este instrumento tiene la capacidad de proyectar un haz de luz monocromática a través de una muestra y medir la cantidad de luz que es absorbida por dicha muestra. Esto le permite al operador realizar dos funciones:

1. Dar información sobre la naturaleza de la sustancia en la muestra.
2. Indicar indirectamente qué cantidad de la sustancia que nos interesa está presente en la muestra.

El funcionamiento de un espectrofotómetro consiste básicamente en iluminar la muestra con luz blanca y calcular la cantidad de luz que refleja dicha muestra en una serie de intervalos de longitudes de onda. Lo más usual es que los datos se recojan en 31 intervalos de longitudes de onda (los cortes van de 400 nm, 410 nm, 420 nm… 700 nm). Esto se consigue haciendo pasar la luz a través de un dispositivo monocromático que fracciona la luz en distintos intérvalos de longitudes de onda. El instrumento se calibra con una muestra o loseta blanca cuya reflectancia en cada segmento de longitudes de onda se conoce en comparación con una superficie de reflexión difusa perfecta.

2. ¿Qué diferencias existen entre un fotocolorímetro y un espectrofotómetro?

1. Un espectrofotómetro lee en longitudes de onda que van desde el ultravioleta hasta el infrarrojo, se utiliza generalmente para dosar concentraciones en soluciones o caracterizar sustancias por su curva de absorción.
2. Un fotocolorímetro es un equipo similar, pero este lee en longitudes de onda del rango «Visible», se utiliza generalmente para determinar con exactitud el color de una sustancia, ya sean soluciones o sustratos sólidos como tintas o pinturas.
3. Los espectrofotómetros utilizan como fundamento los fenómenos que le ocurren a la luz una vez que interactúa con la muestra, tales como la absorción, reflexión, difracción, etc.
4. Los espectrofotómetros utilizan dispositivos como detectores, monocromadores, polarizadores de luz, condensadores y otros aditamentos, mientras que los colorímetros usan el criterio humano como referencia, lo cual los hace altamente inexactos.
5. Los espectrofotómetros son espectrómetros que permiten medir la relación entre la energía radiante de dos rayos, lo cual es necesario para medir la absorbancia. Los fotocolorímetros emplean filtros para seleccionar las longitudes de onda en combinación con un transductor de radiación adecuado, a diferencia de los espectrofotómetros en los que la longitud de onda se puede modificar continuamente, por lo que es posible registrar espectros de absorción. Otra diferencia radica en que la mayoría de los modelos de espectrofotómetros pueden cubrir la región UV/visible y a veces la infrarroja cercana, mientras los fotocolorímetros se emplean más comúnmente en la región visible.

3. ¿Qué relación matemática existe entre Absorbancia y Transmitancia?

1. La Transmitancia se usa poco, se emplea más la Absorbancia (A) porque la relación entre A y la concentración de una solución es directamente proporcional y la de la T es inversamente proporcional.
2. La relación entre la absorbancia y la transmitancia es la siguiente:
   • Si el %T = 100 A = 2-log T = 2-log 100 = 0
   • Si el %T = 0 A = 2-log 0 = ∞
3. En los aparatos que se usan actualmente se presentan absorbancias, pero el aparato lo que mide realmente es %T que luego transforma a absorbancia.

CUESTIONARIO 2: Amortiguadores

4. Explique qué es un par tampón, cómo funciona y por qué las proteínas sanguíneas son amortiguadores.

Un tampón, buffer, o solución amortiguadora es la mezcla en concentraciones relativamente elevadas de un ácido débil y su base conjugada, es decir, sales hidrolíticamente activas. Tienen la propiedad de mantener estable el pH de una disolución frente a la adición de cantidades relativamente pequeñas de ácidos o bases fuertes. Este hecho es de vital importancia, ya que meramente con un leve cambio en la concentración de hidrogeniones en la célula se puede producir un paro en la actividad de las enzimas.

Las proteínas plasmáticas actúan como amortiguadores o buffers y mantienen relativamente constante el pH sanguíneo y el del medio interno del organismo. El control de la concentración de iones hidrógeno, de enorme importancia en todos los seres vivos, está garantizado por la acción conjunta de todos estos sistemas buffer que según su eficiencia decreciente son: bicarbonatos, hemoglobina, proteínas plasmáticas y fosfatos.

5. Describa las principales sustancias amortiguadoras del organismo humano.

1. Una solución amortiguadora con la base débil amoniaco (NH₃) y una sal de amonio, como cloruro de amonio (NH₄Cl). Si se le añade un ácido, el NH₃, reacciona con los iones:

H⁺ + NH₃ + H⁺Cl^– NH₄Cl

Base débil + ácido sal de amonio

2. Si se le añade una base a la sal, el ion amonio de la sal reacciona con el OH de la base y se forma nuevamente amoniaco y agua:

NH₄Cl + NaOH NH₃ + NaCl + H₂O