Espectrómetro de bajo costo y alta performance para radiación visible

Abstract

Un problema en la enseñanza – aprendizaje del análisis químico instrumental es el alto costo de la instrumentación comercial, incluyendo aspectos de mantenimiento y servicio. Esto limita el acceso de los estudiantes a la operación directa de los diversos instrumentos, comprometiendo la calidad de su formación profesional. En este trabajo se describe detalladamente un espectrómetro de luz visible de 390 – 650 nanómetros, de fácil construcción, bajo costo, robusto y de altas prestaciones, adecuado para espectro-fotometría de absorción y fluorescencia moleculares y emisión atómica. El espectrómetro no tiene partes móviles y usa como detector una cámara Web conectada a una computadora personal, que permite la adquisición, presentación, procesamiento y registro de los espectros, a condiciones elegidas por el experimentador. El dispersor es la cara metálica interna de un pedazo de DVD virgen, expuesta para obtener una red de difracción de reflexión de primera superficie y la luz se transmite al dispersor mediante una fibra óptica acrílica. Los componentes del instrumento están montados rígidamente sobre una placa de aluminio ennegrecida. Se presentan ejemplos de espectros obtenidos y mediciones de absorbancia y se discuten las ventajas y limitaciones del instrumento.

A problem of teaching and learning of instrumental chemical analysis is the high cost of commercial instrumentation, including aspects of maintenance and service. This limits the access of the students to the direct operation of the instruments, compromising the quality of their professional formation. In this work, a homemade spectrometer for visible light of 390 – 650 nanometers is described in detail. The instrument is of easy construction, low cost, robust and of high performance, being useful for spectrometry of molecular absorption, molecular fluorescence and atomic emission. The spectrometer has no mobile parts and uses as detector a web cam, connected to a PC, allowing the acquisition, presentation, processing and recording of the spectra, under controlled conditions chosen by the experimenter. The grating is a piece of the metallic layer of a virgin DVD, exposed in order to get a first surface reflective grating and the light is transmitted to the grating by means of a piece of an acrylic optical fiber. The components of the instrument are rigidly mounted on a darkened aluminum plate. Examples of obtained spectra and absorbance measurements are presented and the advantages and limitations of the instrument are discussed.