JOSE ANTONIO GONZÁLEZ DELGADO

Dentro del diseño del plan de estudios para conseguir la formación integral en competencias científicas, y específicamente en aquellas competencias relacionadas con fenómenos químicos, de los alumnos que cursan el Grado en Química, el estudio de las propiedades foto-químicas y foto-físicas de los compuestos orgánicos ocupa un lugar destacado. El conocimiento de esta rama de la química permite conocer la potencialidad de estas familias de compuestos en aplicaciones de interés para la sociedad, especialmente en el campo de la biomedicina o en ciencia de los materiales. El alumno debe desarrollar habilidades en el empleo de las herramientas experimentales de análisis químico que ya han estudiado de manera teórica con anterioridad, en otras asignaturas de su plan de estudios. En base a ello, la finalidad principal de este Manual es detallar los fundamentos teóricos de los diferentes tipos de medidas espectroscópicas, así como el procedimiento de trabajo experimental de laboratorio que se efectúa para caracterizar de forma correcta propiedades foto-químicas de compuestos orgánicos fotoactivos. Se pretende inicialmente contextualizar el contenido del Manual a través de una explicación de las características más significativas de los compuestos orgánicos fotoactivos, definiendo sus principales características y cuáles son las familias de estos compuestos más representativas o más empleadas en base a sus propiedades foto-químicas y foto-físicas. Posteriormente, se definirán las medidas o parámetros básicos para llevar a cabo una correcta caracterización foto-química y foto-física de dichos compuestos. En este apartado se detallará el fundamento teórico general de este tipo de medidas, las distintas leyes o ecuaciones que se aplican, y el procedimiento experimental. Este último punto, de trabajo en el laboratorio, incluye tanto los cálculos iniciales para la preparación de las muestras en base a sus propiedades estructurales, como la puesta a punto de los instrumentos que se van a utilizar y el protocolo de trabajo técnico para que estos equipos trabajen en las condiciones óptimas, hasta el tratamiento final de los datos. Específicamente, las medidas más representativas que tienen lugar en la caracterización foto-química de compuestos orgánicos son, inicialmente, la determinación del máximo de absorbancia, en espectrofotometría de absorción molecular ultravioleta visible, comúnmente llamada espectrofotometría UV-VIS, para así poder posteriormente calcular el coeficiente de extinción molar . Posteriormente se determina el máximo de emisión de fluorescencia, en espectroscopía de fluorescencia, también llamada fluorimetría, siendo ésta un tipo de espectroscopía basada en la emisión fluorescente de una muestra. En este caso se registran adicionalmente los espectros de excitación de las muestras, y se efectúa el posterior cálculo del rendimiento cuántico de fluorescencia (?f) de los compuestos estudiados. Adicionalmente se caracterizan estos compuestos definiendo su tiempo de vida medio de fluorescencia (?f), siendo el tiempo promedio que permanece la molécula en su estado de excitación antes de emitir un fotón. Todos estos conceptos son explicados antes de proceder al apartado experimental. Finalmente, se mostrará un ejemplo práctico sobre caracterización foto-química básica de compuestos orgánicos realizado en el laboratorio, que comprende la caracterización de cuatro compuestos trivalentes de boro, en el que se muestra el procedimiento de trabajo para la realización de todo lo nombrado anteriormente. Globalmente, con el estudio detallado de los contenidos de este área de la Química, así como con la adquisición de las competencias planteadas, se pretende para los alumnos tanto desarrollar su capacidad de comprensión de la estructura espacial de los compuestos orgánicos, la relación de sus propiedades foto-químicas en base a estas propiedades, así como su preparación, manipulación, trabajo de medida en equipos de laboratorio avanzados y determinación de sus propiedades. Asimismo, se pretende desarrollar su capacidad en trabajos grupo, discusión de problemas reales de experimentación en laboratorio, estructuras de moléculas orgánicas, síntesis tecnológicamente viables y caracterización de productos complejos. En este Manual se presenta el material correspondiente al desarrollo del temario en el transcurso de diversas asignaturas pertenecientes a los planes de estudios de Graduado en Química (GQ) por la Universidad de Huelva, y del Máster en Química Aplicada (MQA): Ampliación de Química Orgánica (4º curso, GQ); Avances en Química Orgánica (MQA, módulo común).