Punto isosbéstico

En espectroscopia, un punto isosbéstico es una longitud de onda, un número de onda o una frecuencia específicos en los que la absorbancia total de una muestra no cambia durante una reacción química o un cambio físico de la muestra. La palabra deriva de dos palabras griegas: "iso", que significa "igual", y "sbestos", que significa "extinguible".

Trama isosbéstica

Cuando se construye un gráfico isosbéstico mediante la superposición de los espectros de absorción de dos especies (ya sea usando absortividad molar para la representación, o usando absorbancia y manteniendo la misma concentración molar para ambas especies), el punto isosbéstico corresponde a una longitud de onda en la que estos espectros se cruzan.

Un par de sustancias pueden tener varios puntos isosbésticos en su espectro.

Cuando una reacción química 1 a 1 (un mol de reactivo da un mol de producto) (incluidos los equilibrios) involucra un par de sustancias con un punto isosbéstico, la absorbancia de la mezcla de reacción a esta longitud de onda permanece invariante, independientemente del alcance de la reacción (o de la posición del equilibrio químico). Esto ocurre porque las dos sustancias absorben luz de esa longitud de onda específica en la misma medida y la concentración analítica permanece constante.

Para la reacción:

${displaystyle Xderecho Sí.$

la concentración analítica es la misma en cualquier punto de la reacción:

${displaystyle C_{X}+c_{Y}=c,}$.

La absorbancia de la mezcla de reacción (asumiendo que depende sólo de X e Y) es:

${displaystyle A=lcdot (epsilon) - ¿Qué? ¿Qué?$.

Pero en el punto isosbéstico, ambas absortividades molares son iguales:

${displaystyle epsilon ¿Qué? ¿Qué?$.

Por lo tanto, la absorbancia

${displaystyle A=lcdot (epsilon) - ¿Qué? ¿Por qué?$

no depende del grado de reacción (es decir, de las concentraciones particulares de X e Y)

El requisito para que se produzca un punto isosbéstico es que las dos especies involucradas estén relacionadas linealmente por estequiometría, de modo que la absorbancia sea invariante en una determinada longitud de onda. Por tanto, son posibles proporciones distintas de 1 a 1. La presencia de un punto isosbéstico normalmente indica que sólo dos especies que varían en concentración contribuyen a la absorción alrededor del punto isosbéstico. Si un tercero participa en el proceso, los espectros normalmente se cruzan en longitudes de onda variables a medida que cambian las concentraciones, creando la impresión de que el punto isosbéstico está "fuera de foco", o que cambiará a medida que cambien las condiciones. La razón de esto es que sería muy poco probable que tres compuestos tuvieran coeficientes de extinción vinculados en una relación lineal por casualidad para una longitud de onda particular.

Aplicaciones

En cinética química, los puntos isosbésticos se utilizan como puntos de referencia en el estudio de las velocidades de reacción, ya que la absorbancia en esas longitudes de onda permanece constante durante toda la reacción.

Los puntos isosbésticos se utilizan en medicina en una técnica de laboratorio llamada oximetría para determinar la concentración de hemoglobina, independientemente de su saturación. La oxihemoglobina y la desoxihemoglobina tienen (no exclusivamente) puntos isosbésticos a 586 nm y cerca de 808 nm.

Los puntos isosbésticos también se utilizan en química clínica, como método de garantía de calidad, para verificar la precisión en la longitud de onda de un espectrofotómetro. Esto se hace midiendo los espectros de una solución estándar en dos condiciones de pH diferentes (por encima y por debajo del pKa de la sustancia). Los estándares utilizados incluyen dicromato de potasio (puntos isosbésticos a 339 y 445 nm), azul de bromotimol (325 y 498 nm) y rojo congo (541 nm). La longitud de onda del punto isosbéstico determinada no depende de la concentración de la sustancia utilizada, por lo que se convierte en una referencia muy fiable.

Un ejemplo del uso de puntos isosbésticos en la síntesis orgánica se ve en la reacción fotoquímica de cierre del anillo de cicloisomerización de la corrina A/D, que fue el paso clave en la síntesis total de vitamina B12 de Eschenmoser/ETH Zürich. Los puntos isosbésticos proporcionan prueba de una conversión directa del complejo de secocorrina en el ligando de corrina libre de metales sin intermediarios ni productos secundarios (dentro de los límites de detección de la espectroscopia UV/VIS).