Tecnología Electrónica

Operación colorímetro: Ley Beer-Lambert en acción

Un colorímetro es un instrumento fotométrico que cuantifica la concentración de un soluto coloreado en solución midiendo la absorción luz en longitud onda específica. Su operación se basa en la **Ley Beer-Lambert** (Ley Beer).

Principio fundamental: Ley Beer-Lambert

A = ε · b · c

  • A = Absorbancia (adimensional, escala log)
  • ε = Absorbtividad Molar (coeficiente extinción, L·mol−1·cm−1) — intrínseco al analito en λ
  • b = Longitud camino óptico (cm) — ancho cubeta, fijado por instrumento
  • c = Concentración (mol/L) — la incógnita

Como ε y b son constantes para configuración dada, la Absorbancia es directamente proporcional a la Concentración.

Arquitectura instrumento y flujo trabajo

  1. Fuente luz: Filamento tungsteno (visible) o LED. Espectro amplio.
  2. Selección longitud onda: **Filtro** (colorímetro) o **Monocromador/Red** (espectrofotómetro). Filtros pasan banda (~10-40 nm ancho); monocromadores seleccionan banda estrecha (~1-2 nm). *Esta distinción define "colorímetro" vs "espectrofotómetro".*
  3. Portamuestras: Cubeta (vidrio/plástico/cuarzo). Longitud camino estándar 1 cm.
  4. Detectores: Fotodiodo, Fototubo, o CCD. Mide intensidad transmitida (I).
  5. Referencia (Blanco): Solo disolvente. Fija I0 (100% Transmitancia / 0 Absorbancia).
  6. Medida: Muestra insertada. Mide I. Calcula T = I/I0 y A = −log10(T).
  7. Lectura: Concentración directa (vía curva calibración) o Absorbancia/Transmitancia.

Requisitos operacionales críticos

  • Selección λmax: Medir en longitud onda pico absorción analito para máxima sensibilidad y linealidad.
  • Curva calibración: Medir estándares concentración conocida. Graficar A vs c. Verificar linealidad (R2 > 0.999). Usar curva para incógnitas.
  • Cubetas emparejadas: Elimina varianza longitud camino/dispersión.
  • Turbidez/Fluorescencia: Interfieren medida. Requieren filtración o métodos corrección.

Aplicaciones

  • Clínico: Hemoglobina, glucosa, ensayos enzimáticos, bilirrubina.
  • Ambiental: Calidad agua (nitrato, fosfato, cloro, DQO), contaminación aire.
  • Industrial: Concentración tintes, análisis baños galvanoplastia, consistencia color alimentos/bebidas.
  • Educación: Cinética (concentración vs tiempo), constantes equilibrio.

El colorímetro es el caballo batalla de la química cuantitativa húmeda — simple, robusto, y directamente vinculado a físico-química fundamental.

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