Caracterización de Materiales y Espectroscopía

Caracterización de Materiales

• El proyecto se centra en la síntesis de nanopartículas de aluminio dopadas con samario y bismuto.
• El objetivo es la absorción de fármacos en aguas contaminadas.
• Las aguas residuales a menudo no eliminan eficazmente los contaminantes farmacéuticos.
• Algunos contaminantes farmacéuticos incluyen paracetamol, aciclovir, aspirina, ofloxacina, diclofenaco, ibuprofeno y naproxeno.
• Estos residuos persisten en el agua y contribuyen a la contaminación ambiental.

Espectrofotometría Infrarroja (IR)

• Es una técnica analítica basada en la interacción de la radiación infrarroja con la materia.
• La radiación infrarroja se ubica entre 0.70 y 1000 µm.

Espectroscopia

• El principio clave es que la energía de la radiación incidente en un material es diferente a la radiación emitida después de la interacción.
• Permite estudiar las características internas de los materiales a través de la observación de cómo absorben y emiten radiación.

Energías y Tipos de Radiación

• Distintas energías corresponden a diferentes tipos de ondas de radiación.
• De menor a mayor energía: ondas de radio, microondas, infrarrojos, visible, ultravioleta, rayos X, rayos gamma.

Instrumentación

• La espectroscopia infrarroja utiliza una fuente de luz, rendija, un elemento óptico (prisma o rejilla de difracción), muestra, detector y software para la lectura y análisis.

La Absorción de la Radiación Infrarroja

• La interacción con la materia depende de la distribución de cargas en el enlace.
• El momento dipolar mide la distribución desigual de las cargas en un enlace.
• La fórmula para el momento dipolar es: μ = q x d, donde μ es el momento dipolar, q es la carga parcial y d es la distancia entre las cargas.
• La resonancia afecta las vibraciones de las moléculas, alterando la frecuencia de absorción de la radiación infrarroja.

Modos Normales de Vibración

• Presenta modos de vibración radial, latitudinal y longitudinal, con diferentes tipos de movimientos asociados. Un modo de vibración está caracterizado por "stretching/tensión", "scissoring/tijera", "rocking/balanceo", "wagging/aleteo" y "twisting/torsión".

Información proporcionada por la espectroscopia IR

• Permite análisis cualitativo de materiales, detectando moléculas específicas.
• Da información sobre las vibraciones de enlaces en grupos funcionales, incluyendo enlaces dobles y triples.
• En la región de infrarrojo lejano, la identificación de bandas de absorción es más compleja (huella dactilar)
• La información de las bandas espectrales permite determinar qué moléculas están presentes y en qué cantidades.

Bandas Espectrales para Distintos Compuestos

• Los compuestos de aluminio presentan bandas de absorción entre 700 y 1000 cm⁻¹.
• Los compuestos dopados con samario presentan bandas de absorción entre 400 y 600 cm⁻¹.
• Los compuestos con bismuto tienen bandas típicas entre 100 y 400 cm⁻¹.

Espectroscopía UV-Vis

• Usa radiación electromagnética en el rango ultravioleta y visible (200-800 nm).
• La absorción produce excitación electrónica en las moléculas.
• La espectroscopía UV-Vis permite identificar moléculas y determinar concentración.

Ley de Beer-Lambert

• Describe la relación entre la absorbancia, la concentración de la sustancia y la longitud de la celda.
• La ecuación es A= ε c l.

Aplicación en la absorbancia de fármacos en agua

• Permite detectar fármacos específicos en agua, utilizando la espectroscopía UV-Vis.

Ejemplos

• Se presentan ejemplos de cómo calcular la concentración a partir de la absorbancia y el coeficiente de absorción molar.

Este cuestionario aborda la síntesis de nanopartículas de aluminio dopadas, enfocándose en su capacidad para absorber fármacos de aguas contaminadas. Además, se explorarán técnicas analíticas como la espectrofotometría infrarroja y la espectroscopia, esenciales para estudiar las interacciones de la radiación con los materiales.