Espectroscopía y Técnicas de Análisis Térmico: Fundamentos y Aplicaciones

Espectroscopía y Técnicas de Análisis Térmico

La espectroscopía se basa en registrar la intensidad de una radiación electromagnética que emerge de la muestra en función de la longitud de onda, frecuencia o energía de la radiación. Pueden ocurrir varios fenómenos:

Fenómenos Espectroscópicos

• Absorción de la Radiación: La radiación pasa a través de una muestra. La energía se transfiere de la radiación a la muestra y las moléculas se elevan a un estado energético de excitación, considerado como la suma de 4 clases de energía:
  • Translacional: asociada con la elevación de la temperatura de la muestra.
  • Electrónica: La absorción en la región ultravioleta y visible del espectro.
  • Vibracional: La absorción en el infrarrojo medio se manifiesta como aumento en la energía vibracional de los grupos funcionales de la muestra.
  • Rotacional: La absorción en la región de radiofrecuencias, se produce la rotación de los núcleos atómicos dando lugar a la Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (ERMN).
• Emisión de Radiaciones: Destacan la fluorescencia, fosforescencia y luminiscencia.
• Difusión de Radiaciones: Destaca la Espectroscopía Raman.

Tipos de Espectroscopía

• Espectroscopia Vibracional Infrarroja: Cuando los enlaces son excitados por una onda electromagnética, los átomos pueden comenzar a vibrar por estiramiento y flexión.
• Raman: Región Visible: Dispersión elástica de los fotones; Tiene que cambiar la polarización de la molécula.
• ERMN (Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear): Registra transiciones entre los niveles de energía de núcleos magnéticos en un campo magnético externo.

Técnicas de Análisis Térmico

A continuación, se presenta una tabla con diferentes técnicas de análisis térmico, la variable que miden, la propiedad que determinan y sus aplicaciones:

• Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC): (Calor y temperatura de transiciones y reacciones; Entalpía; Cinéticas de reacción, análisis de purezas, curado de polímeros).
• Análisis Térmico Diferencial (DTA): (Temperatura de transiciones y reacciones; Temperatura; Diagramas de fase, estabilidad térmica).
• Análisis Termogravimétrico (TGA): (Cambios de masa; Masa; Estabilidad térmica).
• Análisis Termomecánico (TMA): (Cambios de viscosidad y de dimensiones; Módulo; Temperaturas de reblandecimiento, coeficientes de expansión).
• Análisis Termomecánico Dinámico (DMTA): (Módulos, humedad y comportamiento viscoelástico; Módulo; Resistencia al impacto, estabilidad mecánica).