Fluorescencia Flashcards
¿Qué es un proceso luminiscente?
Es la emisión de ondas electromagnéticas por una sustancia. Según la emisión, el proceso recibe diferentes nombres: fluorescencia, fosforescencia o quimioluminiscencia.
Describa y diferencia brevemente la fluorescencia de la fosforescencia
Fluorescencia: proceso en el cual se produce la perdida de energía de un e- en su estado excitado a su estado basal emitiendo un foton de energía, este proceso sucede rápidamente luego de la excitacion.
Fosforescencia: proceso en el cual se produce la perdida de energía de un e- en su estado excitado a su estado basal emitiendo un foton de energía, este proceso sucede de manera lenta siendo que el e- al recibir energía pasa a un estado metaestable, sufre una rotación de su spin electrónico hacia un estado triplete alargando el tiempo de vida.
Mencione los procesos de desactivación en forma no radiante
Describalos brevemente
- RELAJACIÓN VIBRACIONAL = el exceso de energía se pierde por la colisión de moléculas de las especies excitadas y las del disolvente.
- CONVERSIÓN INTERNA = se da cuando dos niveles de energía estan lo suficientemente cerca para que haya un solapamiento de los niveles vibracionales, pasando así a un estado de menor energía.
- CONVERSIÓN EXTERNA = el exceso de energía se pierde por la colisión de moléculas de las especies excitadas y otros solutos o disolvente.
- CRUCE ENTRE SISTEMAS = se produce la inversión de spin a un estado de triplete excitado. Frecuente en átomos pesados. Favorece procesos de desactivación como fosforescencia.
¿Qué es la variación de Stokes?
Sucede el corrimiento de la banda de emisión con respecto a la de absorción, hacia mayores longitudes de onda y menores longitudes de onda.
λ emsión > λ excitación, en fluorescencia
λ emisión fosforescencia > λ emisión fluoresncencia, ya que el estado triplete tiene menor energía que el singlete.
Defina el rendimiento cuantico y mencione las variables que lo afectan
Es la relación entre el número de moléculas que fluorescen con respecto al número de moléculas excitadas, tomando valores entre 0-1. Las variables que lo afectan son
1. Estructura del compuesto
2. Temperatura
3. pH
4. Viscosidad del solvente
5. Oxigeno molecular en solvente
6. Concentracion
¿Cómo afecta la estructura al rendimiento cuántico?
Se dice que la fluorescencia más intensa proviene de compuestos con grupos funcionales aromáticos.
Los grupos carbonilos en estructuras alifáticas y alicíclicas o con dobles enlaces conjugados también pueden presentar fluorescencia.
Los heterociclos no fluorescencen por sí, pero condensados a un anillo aromático si son capaces, ya que se acorta el tiempo de vida media del estado excitado.
Aquellos anillos aromáticos con sustituyentes dadores de e- son capaces de incrementar su fluorescencia ya que contribuyen a la deslocalización.
Por otro lado, la rigidez de la moleculas aporta capacidades fluorescencia, ya que se observa que ante la falta de la misma se favorece la desactivación por conversión interna.
¿Cómo afecta la temperatura al rendimiento cuántico?
Al aumentar la temperatura disminuye la eficacia cuántica de fluorescencia, debido a que aumentan las colisiones entre las moléculas y por lo tanto aumenta la probabilidad de desactivación por conversión externa. La energía se pierde en forma no radiante.
¿Cómo afecta el pH al rendimiento cuántico?
La fluorescencia de un compuesto aromático con sustituyentes ácidos o básicos en el anillo depende normalmente del pH. Tanto la longitud de onda de absorción como la de emisión, difieren entre la forma ionizada y la no ionizada. Esto se debe al distinto número de especies resonantes asociadas con las formas ácidas y básicas de las moléculas. A mayor especies resonantes, mayor estabilidad del estado excitado.
¿Cómo afecta el solvente al rendimiento cuántico?
Una disminución en la viscosidad del solvente aumenta la probabilidad de la conversión externa y produce el mismo efecto, que el aumento de temperatura.
El uso de solventes con átomos pesados genera una disminución de la fluorescencia por favorecer el cruce entre sistemas.
¿Cómo afecta el oxígeno al rendimiento cuántico?
El oxígeno suele disminuir la intensidad de fluorescencia. Esto puede deberse a una oxidación de la sustancia o a las propiedades paramagnéticas del oxígeno molecular, que favorece el cruce entre sistemas y la conversión de las moléculas excitadas al estado triplete.
¿Cómo afecta la concentración al rendimiento cuántico?
La ecuacion F=k.C establece una ¡relación lineal entre la concentración y la intensidad de fluorescencia!
A concentraciones elevadas, se pierde la linealidad.
Otros factores responsables de las desviaciones negativas a concentraciones elevadas:
* La autoaniquilación o autoquenching es la pérdida de energía no radiante por colisiones entre las moléculas excitadas.
* Cuando una longitud de onda de emisión se solapa con una longitud de onda de absorción, se produce un disminución de la fluorescencia a medida que la radiación emitida atraviesa la solución; (autoabsorción).
Mencione los componentes de un equipo de fluorescencia
- Fuente
- Filtro o monocromador de excitación
- Cubeta con la muestra
- Filtro o monocromador de emisión
- Fotomultiplicador/detector
Compare la sensibilidad y especificidad de la fluorescencia con la espectroscopía UV
La sensibilidad en la fluorescencia se puede medir independientemente del poder de la lámpara (P0). En cambio en espectrofotometría, la medición requiere evaluar ambos parámetros P y P0, ya que la absorbancia es proporcional a la relación entre ambas intensidades. Es por ello que la fluorescencia es más sensible que el UV, siendo más fácil detectar una pequeña señal que una pequeña diferencia entre dos grandes señales.
A su vez, la fluorescencia resulta más específica que la espectroscopía. Su especificidad resulta de la necesidad de conjugar dos espectros: el de excitación y el de emisión. Es poco probable que dos compuestos tengan la misma longitud de onda de excitación y de emisión de fluorescencia.
Mencione las aplicaciones de la fluorescencia
- Determinacion de especies inorgánicas, de manera directa o indirecta
- Determinación de especies orgánias
Defina quimioluminiscencia
menciones las variables que la afectan
La QL se define como la emisión de radiación electromagnética producida por una reacción química. Cuando esta emisión proviene de organismos vivos o sistemas derivados de ellos, se denomina bioluminiscencia.
Esta se ve afectada por:
1. Estructura química del precursor, incluyendo las cadenas laterales.
2. La naturaleza y concentración de otras sustancias.
3. El catalizador seleccionado.
4. La temperatura
5. pH y fuerza iónica
6. La hidrofobicidad del disolvente y la composición de la disolución.
7. La presencia de aceptores de la energía transferida
