Elegir el espectrómetro adecuado

Un espectrómetro es un aparato de medida que descompone y analiza una radiación o un haz de iones en los componentes elementales que forman su espectro. Un espectrómetro, por ejemplo, puede utilizarse para identificar materiales o moléculas.

Esta guía de compra se centrará en las distintas técnicas de espectrometría, incluyendo lo que se puede analizar con un espectrómetro, las ventajas e inconvenientes de los espectrómetros del mercado y los criterios para elegir un espectrómetro.

Consulta los espectrómetros

  • ¿Cómo elijo un espectrómetro?

    Existen dos categorías principales de espectrometría: la espectrometría de radiación y la espectrometría de masas.

    La espectrometría de radiación (UV-Vis , IR, rayos X, rayos gamma) se utiliza para analizar la estructura de un material mediante su interacción con la radiación que absorbe, dispersa o emite.

    La espectrometría de masas se utiliza para analizar la estructura molecular de un gas mediante ionización.

    La elección del espectrómetro depende del material que se vaya a detectar y de si el análisis es invasivo (destrucción de la muestra o no).

    Sea cual sea el tipo de tecnología que elijas, los principales criterios para elegir tu espectrómetro son :

    • El límite de detección/sensibilidad
    • La gama de longitudes de onda

    Si necesitas analizar el color de una muestra, necesitarás un espectrómetro que cubra el espectro visible, entre 360 y 740 nm.

    • Resolución (capacidad del espectrómetro para distinguir entre dos longitudes de onda muy próximas)

    Si el espectro de la muestra muestra picos agudos separados por una distancia de al menos 0,5 nm, necesitarás un espectrómetro con una resolución de al menos 0,5 nm.

    Aunque conozcas la gama de longitudes de onda y la resolución que necesitas, hay criterios secundarios que te ayudarán a acotar tu elección:

    • El tamaño total del equipo, sobre todo si va a ser transportable;
    • Coste de compra ;
    • Velocidad de análisis ;
    • La relación señal/ruido ;
    • Linealidad ;
    • Rango dinámico ;
    • Estabilidad térmica ;
    • Robustez.
  • ¿Por qué elegir un espectrómetro de infrarrojos?

    Espectrómetro de infrarrojos FTIR de Bruker Optics

    La espectrometría infrarroja es una técnica de espectrometría de absorción utilizada para determinar la naturaleza de los enlaces químicos presentes en una molécula. La absorción es el resultado de la vibración y rotación de las moléculas.

    Se utiliza para medir la respuesta de una muestra expuesta a la luz infrarroja.

    Ofrece análisis no invasivos y determinaciones cuantitativas con una preparación mínima de la muestra.

    Las aplicaciones

    • El espectrómetro de infrarrojos es adecuado para el análisis de superficies en la industria de semiconductores o para determinar rápidamente la cantidad de agua en las semillas para la agricultura.
    • También puede utilizarse para identificar materias primas y componentes en las industrias química, cosmética, plástica y farmacéutica.
    • Es útil para controlar productos sólidos muy absorbentes y proporcionar información como el contenido en proteínas, grasas, fibras y almidón.
    • Los espectrómetros de infrarrojos están disponibles en modelos de laboratorio o portátiles para análisis sobre el terreno.

    Los límites

    • Cuando el número de componentes químicos diferentes es grande, el espectro se vuelve complejo y su interpretación es muy delicada, sobre todo en el caso de los compuestos orgánicos.
  • ¿Por qué elegir un espectrómetro UV-Vis?

    Espectrómetro UV/VIS de U-Therm International

    La espectrometría UV-Vis (longitudes de onda ultravioleta y visible) es una técnica de espectrometría de absorción que puede utilizarse para analizar muestras de baja complejidad en fase líquida o gaseosa.

    Una lámpara, normalmente de deuterio, transforma un espectrómetro de luz visible en una unidad UV-visible que puede medir de 190 a 1100 nm.

    El análisis con un espectrómetro UV-Vis es complementario al realizado con un espectrómetro de infrarrojos. Permite cuantificar mejor los componentes de una muestra.

    Las aplicaciones

    • El espectrómetro UV-Vis se utiliza para comprobar la eficacia de los filtros en la industria alimentaria.

    Los límites

    • Es fácil de usar, pero sólo puede analizar muestras de baja complejidad. Debido a la anchura de las bandas de absorción molecular, los espectros de absorción no permiten observar todos los componentes de una mezcla compleja.
  • ¿Por qué elegir un espectrómetro de absorción atómica?

    Espectrómetro de absorción atómica Analytik Jena

    La espectrometría de absorción atómica se utiliza para determinar la concentración de elementos metálicos en una solución que se ha calentado con una llama o en un horno.

    Una llama a alta temperatura evapora el agua de la muestra, disociándola en iones. Esta manipulación provoca un cambio en la intensidad de la luz medida por el detector para determinar la concentración de la muestra.

    La espectrometría de absorción atómica tiene la ventaja de ser muy selectiva.

    Las aplicaciones

    • La espectrometría de absorción atómica se utiliza en la prospección minera, la industria farmacéutica y la investigación medioambiental.
    • Este análisis de alta precisión es ideal para los laboratorios de pruebas medioambientales, toxicología y control de calidad.

    Los límites

    • Es necesario preparar una solución inicial, es decir, disolver el compuesto con un disolvente adecuado, antes de poder realizar el análisis cualitativo y cuantitativo.
  • ¿Por qué elegir un espectrómetro de rayos X?

    Espectrómetro de rayos X Thermo Scientific

    La espectrometría de rayos X es una técnica de espectrometría de absorción utilizada para determinar la composición de un material excitándolo con rayos X.

    Las aplicaciones

    • Se utiliza en geología para identificar los componentes de una roca.
    • En la industria nuclear, se utiliza para detectar uranio, ya sea para extraerlo o para buscar impurezas en el combustible.
    • También se utiliza en el tratamiento de aguas residuales para identificar los materiales que hay que tratar.
  • ¿Por qué elegir un espectrómetro de fluorescencia de rayos X?

    Espectrómetro de fluorescencia de rayos X Malvern Panalytical

    La espectrometría de fluorescencia de rayos X es una técnica de espectrometría de emisión que mide la radiación de rayos X emitida por átomos excitados por la absorción de radiación de rayos X.

    Los átomos también pueden excitarse a un nivel de energía o temperatura elevado, produciendo rayos X.

    Las aplicaciones

    • Es adecuado para medir concentraciones muy bajas.
    • Se utiliza para el análisis químico elemental.
    • Se utiliza, por ejemplo, para detectar la presencia de plomo en pinturas o tuberías, o para determinar el grosor y la composición de los revestimientos en los sectores de la construcción o la industria.

    Los límites

    • El despliegue de las técnicas de fluorescencia es más complejo que el de las técnicas de absorción, porque primero hay que excitar la partícula que se va a analizar con una radiación monocromática.
  • ¿Por qué elegir un espectrómetro de resonancia magnética?

    Espectrómetro de RMN Oxford Instruments

    La espectrometría de resonancia magnética es la tecnología más avanzada para determinar la estructura de los compuestos orgánicos. En concreto, proporciona datos estructurales de una molécula completa, así como información sobre reacciones orgánicas.

    Las aplicaciones

    • Se utiliza en medicina en la IRM (Imagen por Resonancia Magnética) para obtener imágenes de alto contraste de los distintos tejidos del cuerpo humano.
    • Esta técnica también se utiliza para detectar explosivos o estudiar los casquetes polares.
  • ¿Por qué elegir un espectrómetro Raman?

    Espectrómetro Raman Bruker Optics

    La espectrometría Raman es una técnica de espectrometría de dispersión que permite analizar la estructura química de una muestra e identificar los compuestos presentes de forma similar a la espectrometría de infrarrojos, pero en muestras más pequeñas y con mejor resolución.

    Un espectrómetro Raman se utiliza para analizar la composición molecular de la estructura externa de un material.

    Las aplicaciones

    • Se utiliza en arqueología para análisis no destructivos.
    • Puede utilizarse para identificar moléculas orgánicas, polímeros, biomoléculas y compuestos inorgánicos.
    • Puede utilizarse para cartografiar la distribución de componentes en mezclas, como fármacos en excipientes, para determinar la presencia de distintos tipos de carbono (diamante, grafito, carbono amorfo, carbono adamantino, nanotubos) y sus proporciones relativas, y para medir la tensión y la estructura cristalina de los semiconductores.
  • ¿Por qué elegir un espectrómetro de masas?

    Espectrómetro de masas Shimadzu

    Se utiliza un espectrómetro de masa para determinar la masa de las moléculas en fase gaseosa.
    Permite realizar análisis cualitativos y cuantitativos: cada componente tiene un espectro de masas único, o casi único, que puede compararse con las bases de datos de espectros de masas, lo que permite identificarlo y cuantificarlo.

    Funciona con muestras muy pequeñas y te permite averiguar de qué elementos están compuestas.

    Las aplicaciones

    • Se utiliza para el análisis rápido de muestras en el control del dopaje, la seguridad alimentaria y la industria farmacéutica.

    Los límites

    • Esta técnica no funciona con moléculas muy grandes.
  • ¿Qué aplicaciones tienen los espectrómetros?

    Tabla resumen de los espectrómetros y sus aplicaciones

    Espectrómetro Tipo Aplicaciones
    IR Absorción Caracterización e identificación de moléculas orgánicas.
    Control de calidad en los sectores farmacéutico, químico, agroalimentario y alimentario.
    UV-Vis Absorción Control de calidad en los sectores farmacéutico, químico, agroalimentario y alimentario.
    Absorción atómica Absorción Concentración de elementos metálicos.
    Rayos X Absorción Control de calidad para semiconductores.
    Detección de uranio en el ámbito nuclear.
    Identificar los componentes de una roca en geología.
    Fluorescencia de rayos X Emisión fluorescente Análisis de química orgánica.
    Análisis bioquímico.
    Resonancia magnética Campo magnético Análisis de química orgánica.
    Raman Difusión Identificación de materiales ilegales o peligrosos.
    Arqueología (análisis molecular).
    Masa Ionización Análisis toxicológicos, antidopaje, análisis médicos, análisis medioambientales, etc.
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