ESPECTROSCOPIA NA REGIÃO DO UV-VISÍVEL

ESPECTROSCOPIA NA REGIÃO DO UV-VISÍVEL

Introdução:

• A espectrofotometria UV-Visível é um dos métodos analíticos mais usados nas determinações analíticas em diversas áreas.

• A industria química, alimentícias, farmacológica. etc..

RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

Ondas eletromagnética: campos oscilantes

O aspecto de uma onda eletromagnética é demonstrado na figura abaixo. Note que os campos magnético (M) e elétrico (E) oscilam e são perpendiculares entre si.

A região do espectro do ultravioleta é na faixa de 200 a 400 nm e a da luz visível é entre 400 e 700 nm.

ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

O espectro de energia radiante é dividido em várias regiões e seus limites foram determinados por limites práticos de métodos experimentais apropriados de produção e detecção de radiação.

ABSORÇÃO MOLECULAR

A absorção molecular na região do UV e do visível depende da estrutura eletrônica da molécula. A absorção de energia e quantizada e conduz a passagem dos elétrons de orbitais do estado fundamental para orbitais de maior energia em um estado excitado.

DIAGRAMA DE NÍVEIS DE ENERGIA

Inicialmente a radiação a absorvida pelo átomo, levando este a um estado de mais alta energia.

A transição para os níveis mais baixos de energia ocorre por relaxamento vibracional

DIAGRAMA DE NÍVEIS DE ENERGIA

O átomo perde pequenas quantidades de energia que possibilitam a chegada a níveis mais baixos de energia.

Como o átomo não realiza a transição direta do nível mais alto para o estado fundamental, a radiação emitida apresenta energia menor que a radiação absorvida.

ANÁLISE QUALITATIVA

A identificação do composto é feita através da comparação com padrões do valor do comprimento de onda

ANÁLISE QUANTITATIVA

Quantidade do composto medida pelo valor de absorbância máxima (topo de um pico de absorção)

Observação:

A escolha do comprimento de onda (λ) máximo deve ser onde haja máxima absorbância (A)

LEI DE BEER-LAMBERT

- Lambert estudou a transmissão da luz por sólidos homogêneos.

- Beer estendeu o trabalho de Lambert ao estudo de soluções.

Através dessa lei:

intensidade da radiação incidente e emergente podem ser relacionadas com as concentrações do material presente na amostra.

CÁLCULOS DA CONCENTRAÇÃO (C), UTILIZANDO A LEI DE BEER

A) Com valor de absortividade (a) da amostra conhecido:

Usar a Lei de Beer-Lambert:A= abc, e tirar o valor de c

A = absorvânciaa = absortividade molecular ou coeficiente de extinçãoc = concentração do material absorvedorb = espessura da amostra através da qual a luz passa

(largura da cubeta)

DESVIOS DA LEI DE BEER-LAMBERT

Desvios Químicos:

Mudanças na concentração da solução por interação das moléculas do soluto entre si e com o solvente, através dos efeitos de associação ou dissociação.

Pode ser evitado trabalhando com soluções diluídas (0,01M)

ESPECTROFOTÔMETRO

Instrumento que registra dados de absorbância em função do comprimento de onda (λ).

A característica mais importante do espectrofotômetro é a seleção de radiações monocromáticas.

O espectro de absorção é característico para cada espécie química, sendo possível a identificação de uma espécie química através do seu espectro de absorção.

PRINCIPAIS COMPONENTES DE UM ESPECTROFOTÔMETRO

Abertura ajustável

Monocromador

Cubeta

Amostra

Leitor ótico

Amplificador

Leitura da absorbância

I0

It

I0 : Intensidade incidentelt: Intensidade detectada

L : Caminho ótico

L

Fonte de luz

MONOCROMADOR: SELECIONAR UMA BANDA OU UM ÚNICO COMPRIMENTO DE ONDA

DETECTOR :FOTOCÉLULAS QUE DETECTAM A QUANTIDADE DE RADIAÇÃO TRANSMITIDA APÓS A PASSAGEM PELA AMOSTRA, PORÉM O RESULTADO PODE SER CONVERTIDO EM QUANTIDADE DE RADIAÇÃO ABSORVIDA PELA AMOSTRA.

AMPLIFICADOR :AMPLIFICAÇÃO DA RESPOSTA (FÓTONS-MULTIPLICADORES) FÓTON DA RADIAÇÃO PASSA PELO AMPLIFICADOR E É REGISTRADO COM MAIOR NÚMERO DE ELÉTRONS

REGISTRADOR REGISTRADOR TRANSFORMA O SINAL ELÉTRICO QUE CHEGA AO DETECTOR E AMPLIFICADOR EM ENERGIA MECÂNICA FAZENDO O REGISTRADOR MOVER-SE.

FONTES DE RADIAÇÃO

Condições para uma fonte ser de boa qualidade para atuar na faixa do uv-visível.

gerar radiação contínua. ter intensidade de potência radiante suficiente para

permitir a sua detecção pelo sistema detector. ser estável.

FONTES DE RADIAÇÃO

Lâmpada de descarga de hidrogênio : é a mais usada para emissão de radiação ultravioleta.

Lâmpada de filamento de tungstênio: utilizada na região visível.

TIPOS DE ESPECTROFOTÔMETROS PARA REGIÃO VISÍVEL E ULTRAVIOLETA

Espectrofotômetro mono-feixe:

Espectrofotômetro duplo-feixe:

ESPECTROFOTÔMETRO MONO-FEIXE

Não são cômodos pois a amostra e o branco tem que ser colocados alternadamente no único feixe de radiação;

ESPECTROFOTÔMETRO DUPLO-FEIXE

Dois feixes de radiação são formados no espaço, por um espelho que divide o feixe vindo do monocromador em dois

As duas correntes serão determinadas e mostradas no indicador de sinal.

REGISTRA APENAS O ESPECTRO DA AMOSTRA

ESPECTROFOTÔMETRO

REFERÊNCIASMIRA, Nádia Valéria Mussi de et al . Extração, análise e distribuição dos ácidos fenólicos em genótipos pigmentados e não pigmentados de arroz (Oryza sativa L.).Ciênc. Tecnol. Aliment.,  Campinas,  v. 28,  n. 4, Dec.  2008 .

SKOOG, D. A.; HOLLER, F. J.; NIEMAN, T. A., Princípios de Análise Instrumental, 5ª ed., Bookman: São Paulo, 2002.