Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Espectroscopía de absorción atómica


La espectroscopía de absorción atómica (AAS, por sus siglas en inglés) es una técnica importante de la química analítica utilizada para determinar las concentraciones de elementos en una muestra. Utilizada principalmente en análisis de materiales, medioambientales o diagnósticos, AAS permite un análisis cuantitativo exacto de metales y metaloides. Comprender los principios y aplicaciones de AAS es importante para los químicos que se dedican al estudio de diversas sustancias.

Principio de la espectroscopía de absorción atómica

El principio básico de la AAS se basa en la absorción de luz por átomos libres en estado fundamental. Cuando los átomos absorben longitudes de onda específicas de luz, se producen transiciones entre niveles de energía electrónica. La cantidad de luz absorbida es directamente proporcional a la concentración de átomos en el camino de la luz.

Niveles de energía de los electrones

Un átomo consta de un núcleo y electrones que están en diferentes niveles de energía. En AAS, cuando estos electrones absorben luz, se desplazan de un nivel de energía más bajo a uno más alto. La energía de la luz absorbida debe coincidir con la diferencia de energía entre los dos niveles:

e = hν = hc/λ

Donde:

  • E es la energía absorbida.
  • h es la constante de Planck.
  • ν es la frecuencia de la luz.
  • c es la velocidad de la luz.
  • λ es la longitud de onda.

Proceso de absorción

Cuando un haz de luz atraviesa la muestra, los átomos de un elemento específico absorben luz en longitudes de onda específicas. La disminución en la intensidad de la luz debido a la absorción es medida por un detector y utilizada para calcular la concentración del elemento de acuerdo con la ley de Beer-Lambert:

A = εlc

Donde:

  • A es la absorción.
  • ε es la absorptividad molar (L mol -1 ·cm -1 ).
  • l es la longitud del camino (cm).
  • c es la concentración (mol L -1 ).

Componentes de la espectroscopía de absorción atómica

Fuente de luz (lámpara de cátodo hueco) Picadora Atomizador (llama/hornillo) Monocromador Detectores

Un instrumento típico de AAS consta de varios componentes, que trabajan juntos para facilitar el análisis espectroscópico.

Fuente de luz

La fuente de luz en AAS suele ser una lámpara de cátodo hueco (HCl), específica para el elemento que se está analizando. La lámpara emite luz a la longitud de onda específica absorbida por el elemento en cuestión.

Picadora

Se utiliza una picadora para controlar la luz de la lámpara de cátodo hueco, produciendo una señal pulsada, lo que aumenta la sensibilidad de detección al diferenciar entre la señal y la luz ambiente.

Atomizador

Un atomizador, como una llama o un horno de grafito, atomiza la solución de la muestra en átomos libres. En un atomizador de llama, la muestra se succiona hacia una llama donde ocurre la atomización.

Ecuación de atomización en horno:
M(s) + e- → M(g)

Monocromador

El monocromador aísla las longitudes de onda específicas de luz absorbida por los átomos. Elimina la luz parásita y otras longitudes de onda, enfocándose únicamente en la línea de absorción para el análisis.

Detectores

El detector captura la intensidad de la luz y la convierte en una señal eléctrica para medir la absorción. Generalmente se utilizan tubos fotomultiplicadores debido a su sensibilidad.

Aplicaciones de la espectroscopía de absorción atómica

AAS se utiliza ampliamente en varios campos debido a su precisión en la medición de las concentraciones de elementos.

Análisis ambiental

AAS ayuda a monitorear metales traza en muestras ambientales, como agua, suelo y aire. Esto es importante para determinar los niveles de contaminación y evaluar la contaminación ambiental.

Ejemplo: Medición de los niveles de plomo en el agua potable.

Química clínica

En situaciones clínicas, AAS mide las concentraciones de metales en muestras biológicas como sangre o orina. Esto es importante para el diagnóstico y seguimiento de condiciones relacionadas con el metabolismo y toxicidad de metales.

Ejemplo: Determinación de cobre en la sangre de pacientes con enfermedad de Wilson.

Alimentación y agricultura

AAS se utiliza para garantizar la seguridad y calidad de los alimentos al analizar muestras en busca de metales tóxicos, contenido nutricional y fortificación.

Ejemplo: Análisis del contenido de zinc en fertilizantes agrícolas.

Beneficios y limitaciones de la AAS

Beneficio

  • Alta sensibilidad: capaz de detectar concentraciones de metales a nivel de partes por millón (ppm) o partes por mil millones (ppb).
  • Específico para elementos: Interferencia mínima por la presencia de otros elementos o compuestos.
  • Amplio rango de aplicación: Aplicable a sólidos, líquidos y gases tras una preparación adecuada de la muestra.

Limitaciones

  • Análisis de un solo elemento: Limitado al análisis de un elemento a la vez, el análisis multielemento requiere múltiples análisis.
  • Preparación de muestras: Las muestras a menudo requieren una preparación laboriosa para asegurar mediciones precisas.
  • Efectos de matriz: La presencia de otros materiales a veces puede afectar las lecturas, lo que requiere el uso de estándares coincidentes con la matriz.

Conclusión

La espectroscopía de absorción atómica sigue siendo una herramienta fundamental en la química analítica para el análisis de elementos traza. Su especificidad, sensibilidad y aplicabilidad la hacen indispensable en entornos ambientales, clínicos e industriales. Mientras se siguen desarrollando soluciones a sus limitaciones, AAS proporciona análisis cuantitativos fiables y precisos, desempeñando un papel vital en el progreso científico e industrial.


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