ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO

FUNDAÇÃO DE ASSISTÊNCIA E EDUCAÇÃO – FAESA

FACULDADES INTEGRADAS ESPÍRITO-SANTENSES

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

LARISSA BARBOSA

LETÍCIA RAMOS

ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO

VITÓRIA

2016

LARISSA BARBOSA

LETÍCIA RAMOS

ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO

Trabalho Acadêmico do Curso de Engenharia Química apresentado às Faculdades Integradas Espírito-santense, como parte das exigências da disciplina Análise Instrumental sob orientação do professor Estevão Frigini Mai

VITÓRIA

2016

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO......................................................................................................03
2. ESPECTRO NO INFRAVERMELHO....................................................................05
3. INSTRUMENTAÇÃO............................................................................................08
4. MANUSEIO DE AMOSTRAS................................................................................11
5. MÉTODO DE FUNCIONAMENTO........................................................................12
6. TRANSFORMADA DE FOURIER.........................................................................15
7. INTERPRETAÇÃO DOS ESPECTROS................................................................17
8. APLICAÇÕES.......................................................................................................19
9. CONCLUSÃO.......................................................................................................20

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................................21

1. INTRODUÇÃO

A espectrometria no infravermelho (IV) é um método de análise química para identificar o que tem em determinada amostra, sem destruí-la, usando a medição do comprimento de onda e intensidade de absorção de luz infravermelha.

O manuseio da amostra é uma etapa importante da análise e uma das mais difíceis e demoradas, pois não há bons solventes transparentes na região de interesse. Para cada tipo de fluido tem-se uma técnica diferente para o preparo da amostra. Para realizar esse tipo de análise é necessário ter: fonte de radiação, área de amostras, fotômetro, monocromador, detector e dispositivo de leitura (SKOOG; HOLLER; NIEMAN, 2002, p. 363).

A radiação infravermelha não possui energia suficiente para provocar transições eletrônicas, como há na ultravioleta e visível. Ela provoca outros dois tipos de transições, transição rotacional, que tem como característica linhas discretas e bem definidas para absorção por gases, e nos líquidos e sólidos há um alargamento dessas linhas devido ás colisões intermoleculares e interações; e transição vibracional. Essa técnica quando utilizada produz espectros de absorção e/ou transmissão, fazendo um feixe de luz na região IV incidir na amostra á ser analisada e assim determinando as suas frequências específicas absorvidas por ela. A absorção pode ser quantificada, primeiramente dividindo a intensidade final pela inicial (equação 1.0), acha-se a absorção (equação 1.1), e então a concentração pela lei de Beer (equação 1.2).

               (1.0)[pic 1]

[pic 2]

                    (1.1)

[pic 3]

(1.2)

Na espectroscopia no infravermelho é possível realizar dois tipos de análises, a quantitativa, que determina a concentração do analito á ser analisado, pela lei de Beer, onde a concentração é diretamente proporcional á absortividade, e a qualitativa. Cada átomo que formam as moléculas possui uma frequência específica de vibração, o que se torna possível a análise, que tem como base medir a frequência absorvida pela amostra.

Os espectrômetros no infravermelho com a transformada de Fourier melhoraram drasticamente a qualidade, diminuindo o tempo necessário para a obtenção dos dados.

As aplicações nessa região tem um potencial de determinar um número muito grande de substâncias, principalmente na análise de misturas de compostos orgânicos, como por exemplo, a análise de uma mistura de hidrocarbonetos aromáticos e a determinação de contaminantes do ar. (SKOOG; HOLLER; NIEMAN, 2002, p. 373).

1. ESPECTRO NO INFRAVERMELHO

O espectro no infravermelho começou á ser estudado em um dos experimentos montados por Newton (Figura 1), a luz proveniente do sol, indicada pela letra S, entra em um quarto escuro através de um orifício na parede e passa por um prisma, indicado por P1. Um anteparo com vários furos permite selecionar pequenas faixas de luz. Uma dessas faixas de luz atravessa o orifício, indicado pela letra G, e passa por um segundo prisma, indicado por P2. Esse prisma não decompõe a luz em novas cores, apenas produz uma mancha da cor selecionada, que é indicada pela letra M. O trabalho de Newton sobre óptica foi complementado por Frederick William Herschel. Foi ele quem descobriu a luz no infravermelho (MOREIRA, [200-?]).

Figura 1 – Esquema montado por Newton

[pic 4]

FONTE: MOREIRA, [200-?]

A espectroscopia no infravermelho é uma importante técnica analítica disponível atualmente. Uma vantagem dessa técnica é que a amostra pode ser estudada em todos os estados físicos (sólidos, líquidos, gases) e podem ser analisada com a escolha de técnica de amostragem e de sua preparação (SKOOG; HOLLER; NIEMAN, 2002, p. 363).

O espectro de IV em conjunto com outros dados é útil para determinar a estrutura das moléculas, e mesmo moléculas simples podem produzir espectros extremamente complexos. O químico utiliza vantajosamente desse fato quando compara o espectro de um composto desconhecido com o de uma amostra conhecida. O objetivo dessa técnica de absorção é a determinação dos grupos funcionais de um determinado material, sendo que cada grupo absorve em frequências especificas (CIENFUEGOS; VAITSMAN, 2000, p. 55).