Turbidimetría: qué es, fundamentos, aplicaciones
¿Qué es la turbidimetría?
La turbidimetría es una técnica analítica de medición que determina cuánto se atenúa un haz de luz que se traslada a través de una suspensión. Esta atenuación se produce gracias a los fenómenos de absorción y dispersión que experimenta la luz debido a las partículas.
Entonces, se pueden deducir las dimensiones de las partículas presentes en una suspensión mediante la medición de la turbidez que hay en esta. En este sentido, este procedimiento se usa para cuantificar la absorción y dispersión de la luz: se demuestra su dependencia de las dimensiones de las partículas y de la concentración de estas en la suspensión.
Asimismo, los métodos analíticos basados en la turbidimetría poseen ciertas ventajas, como por ejemplo: cortos tiempos de análisis, simplicidad experimental, costos reducidos (con relación a otros procesos), ausencia de daño a la muestra y eliminación de la necesidad de calibrar.
Fundamentos
La turbidimetría se fundamenta en la medición de la intensidad de la radiación lumínica que se transmite a través de un medio constituido por partículas que manifiestan cierta dispersión, las cuales poseen un índice de refracción distinto al de la suspensión donde se encuentran.
Como se describió previamente, se manifiesta una atenuación de la intensidad la luz debido al fenómeno de dispersión, por lo cual se estudia la radiación lumínica que no sufre esta dispersión.
Esta técnica consiste en hacer que la luz atraviese un filtro, mediante lo cual se produce una radiación de la que se conoce su longitud de onda; después, esta radiación atraviesa una cubeta en la que se encuentra una solución y es recolectada por una celda de naturaleza fotoeléctrica. Así se obtiene una cuantificación de la luz que se ha absorbido.
Dicho de otro modo, esta técnica se utiliza para cuantificar la turbidez que posee una solución, basándose en medir los efectos que ejerce esta propiedad sobre los procesos de dispersión y transmisión de la radiación lumínica.
Cabe destacar que para estos análisis es indispensable que la suspensión sea uniforme, debido a que la falta de uniformidad puede afectar los resultados de la medición.
Turbidez
Se puede decir que la turbidez de un fluido se debe a la presencia de partículas que se encuentran finamente divididas en suspensión; por lo tanto, al hacer que un haz de luz atraviese una muestra que posee cierta turbidez, se observa la disminución de su intensidad debido a la dispersión.
Asimismo, la cantidad de radiación lumínica que se ha dispersado es dependiente de la distribución de las dimensiones de las partículas y su concentración, y se mide a través de un dispositivo llamado turbidímetro.
Como en las mediciones turbidimétricas se determina la intensidad de la radiación lumínica que se transmite a través de la muestra, mientras más dispersión exista menor será la intensidad de la luz transmitida.
De modo que cuando se realizan estimaciones de transmisión, tal como sucede con las de absorción, el decrecimiento de la intensidad de la luz depende de la concentración de las especies que se encuentran en la celda con cierta dispersión, sin variaciones en la longitud de onda.
Cuando se emplea la teoría de la dispersión de la luz se obtienen las mediciones de turbidez y se determinan las dimensiones de las partículas, así como su distribución en la suspensión.
Turbidímetro
Se conoce como turbidímetro al instrumento empleado en la medición de la claridad relativa que posee un fluido, al cuantificar la radiación lumínica en una muestra de fluido que ha sufrido dispersión ocasionada por partículas suspendidas.
Estas partículas que se encuentran suspendidas dificultan que la radiación sea transmitida a través de los fluidos, obstaculizando su paso. Entonces, la turbidez de una sustancia podría originarse debido a una sola especie o a un conjunto de especies químicas.
Los turbidímetros realizan la medición de esta obstaculización, con el fin de estimar la turbidez o la intensidad de la radiación lumínica presente en muestra, conociéndose como NTU a las unidades de turbidez nefelométrica con las cuales se representa. Sin embargo, estos instrumentos no se emplean en la estimación de las dimensiones de las partículas.
La estructura de los turbidímetros está constituida por una fuente de radiación lumínica, una lente que permite enfocar y conducir un haz de luz a través de un fluido y un dispositivo de naturaleza fotoeléctrica encargado de detectar y estimar la cantidad de radiación lumínica que se ha dispersado.
Además, existe una especie de trampa que previene la detección de otras radiaciones lumínicas que puedan interferir con la medición.
Aplicaciones de la turbidimetría
Detección de contaminantes
Esta técnica de medición posee una gran cantidad de aplicaciones, entre las que destacan la detección de contaminantes en forma de trazas en una variedad de muestras y la estimación de las dimensiones de las partículas en diversos fluidos.
Cuantificar células
Además, la turbidimetría es empleada en el campo de la biología para cuantificar las células presentes en determinadas soluciones, y en la observación de cultivos microbiológicos para la fabricación de fármacos antibióticos.
Inmunoturbidimetría
En el área de la química que estudia el diagnóstico de tipo clínico, se utiliza el método de inmunoturbidimetría en la estimación de las estructuras proteicas de tipo sérico que no pueden ser detectadas mediante otras técnicas clínicas.
Control de calidad del agua
Por otro lado, la turbidimetría es empleada en el control de la calidad del agua para estimar la cantidad de partículas suspendidas en aguas de origen natural, al igual que en el agua de las corrientes de procesamiento.
Medición de cantidad de azufre en muestras de petróleo
De la misma manera, se utiliza este método analítico para estimar la cantidad de azufre presente en muestras de petróleo, carbón y otras sustancias de naturaleza orgánica; en este caso, se produce una precipitación del azufre en forma de sulfato de bario.