Fundamentos y Aplicaciones de la Quimioluminiscencia, Fosforescencia y Fluorescencia
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Quimioluminiscencia
La quimioluminiscencia se origina cuando se produce una especie excitada como consecuencia de una reacción química.
Mecanismo de Reacción
A + B → X*
X* → X + hν
El carácter exoenergético de la radiación se manifiesta en forma de emisión luminosa.
Instrumentación
La instrumentación necesaria para llevar a cabo medidas quimioluminiscentes es muy simple. Únicamente es necesario:
- Un recipiente donde tenga lugar la reacción.
- Un tubo fotomultiplicador para detectar la radiación emitida.
No suele ser necesario dispositivo alguno para seleccionar la longitud de onda, ya que la única fuente de radiación es la reacción química.
Aplicaciones Analíticas de la Quimioluminiscencia
En Fase Líquida
La mayor parte de las aplicaciones analíticas de la quimioluminiscencia en fase líquida se basan en la medida de la luminiscencia producida por ciertos reactivos, como el luminol [I] y la lucigenina [II], en presencia de oxidantes y en medio alcalino.
En Fase Gaseosa (Contaminantes Atmosféricos)
La quimioluminiscencia también se utiliza para la determinación de gases, siendo particularmente importantes los métodos desarrollados para ciertos contaminantes atmosféricos. Así, los analizadores automáticos para el NO se basan en la reacción quimioluminiscente entre dicha especie y el ozono:
NO + O₃ (reactivo) → NO₂* + O₂
NO₂* → NO₂ + hν
Determinación de Toxicidad
La quimioluminiscencia también se utiliza para determinar la toxicidad de un residuo: se emplea el sistema Microtox, que consiste en el uso de bacterias quimioluminiscentes.
Fosforescencia
La transformación de un estado singulete a un estado triplete se denomina cruzamiento entre sistemas, y la probabilidad de que esto suceda aumenta si los niveles vibracionales se solapan.
Una vez adquirido el estado triplete, la molécula puede llegar al nivel vibracional inferior mediante procesos de relajación vibracional, y posteriormente emitir un fotón para retornar finalmente al estado fundamental. Esta emisión se denomina fosforescencia.
Importante: Nunca se observa a temperatura ambiente.
Fluorescencia
El proceso de emisión de un fotón desde S₁ (estado excitado) a S₀ (estado singulete fundamental) recibe el nombre de fluorescencia, y ocurre inmediatamente después de la excitación, por lo cual, no es posible percibir visualmente.
Características y Requisitos
La fluorescencia es más sensible y selectiva que la técnica de absorciometría sobre la cual se apoya. Es decir, toda sustancia que presenta fluorescencia tiene que absorber, pero no todo lo que absorbe es fluorescente.
Para que tenga lugar la fluorescencia, las sustancias tienen que ser de tipo aromático (rígidas, planas y grandes).
Ejemplo
- Hidrocarburos aromáticos policíclicos.