ARTIGO: ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO: UMA APRESENTAÇÃO PARA O ENSINO MÉDIO

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ – UNIOESTE

CENTRO DE ENGENHARIA E CIENCIAS EXATAS – CECE

ENGENHARIA QUIMICA – 3a SÉRIE

ANA CAROLINA FURMAN

DISCIPLINA: ANÁLISE INSTRUMENTAL

PROFESSORA: DANIELLA DE SOUZA E SILVA

RESUMO SOBRE O ARTIGO: ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO:

UMA APRESENTAÇÃO PARA O ENSINO MÉDIO

Toledo, 02 de agosto de 2018.

Espectroscopia no infravermelho:

uma apresentação para o Ensino Médio

(Infrared spectroscopy: a presentation for high school students)

Diego de Oliveira Leite e Rogéio Junqueira Prado

Instituto de Física, Universidade Federal do Mato Grosso, Cuiabá, MT, Brasil

Recebido em 19/11/2010; Aceito em 17/11/2011; Publicado em 2/6/2012

RESUMO

Este texto foi escrito com o intuito de transmitir aos alunos do Ensino Médio conteúdos não usualmente abordados diariamente em sala de aula, propondo a organização, apresentação e discussão da identificação e caracterização de materiais através da espectroscopia no infravermelho.

 Para que serve a espectroscopia?

        A partir de medidas do espectro de absorção ou emissão de radiação pela matéria (espectroscopia) é possível organizar modelos e conhecer as estruturas atômicas que formam os matérias. Existem várias técnicas espectroscópica que podem ser utilizadas para identificar substâncias presentes na cena de um crime, determinar a concentração de substâncias em alimentos e medicamentos, produção e utilização de novos materiais e entre outros. Particularmente, as técnicas espectroscópicas podem ser utilizadas para a caracterização de materiais. Sendo assim, é possível obter informações sobre os tipos de ligações entre os átomos, a vizinhança atômica destes, a presença e a concentração de substâncias em amostras, etc. Logo, a espectroscopia é uma técnica com aplicação do conhecimento científico que nos permite gerar mais conhecimento.

Espectros de radiação e a interação entre radiação e matéria

        O espectro de radiação eletromagnética é o conjunto de ondas eletromagnéticas de todas as frequências possíveis, as ondas eletromagnéticas são caracterizadas pela oscilação de campos elétricos e magnéticos.

        O tipo de onda eletromagnética mais comum é a luz visível, a qual não é composta apenas por um comprimento de onda, mas por comprimentos de onda que estão numa faixa aproximadamente entre 400 e 730 nm. As cores são geradas através da percepção fisiológica diferente dada a cada comprimento de onda na região visível.

        A radiação no infravermelho é invisível ao olho humano, que é caracterizado por comprimentos de onda entre 730 e 1.000.000 nm. Diante disso, pode ser detectada com um experimento semelhante ao que Herschel realizou no ano de 1.800. Neste experimento considera-se como cada tipo de onda é produzido e como cada tipo de onda eletromagnética interage com a matéria.

        As ondas eletromagnéticas são geradas a partir do movimento de cargas elétricas aceleradas ou durante transições entre dois níveis de energia quantizados. Logo, quanto mais elétrons “livres” o material possuir, maior será sua capacidade em refletir a luz, pois os elétrons estão livres para vibrar e interagir com a luz incidente. Então, da mesma maneira que cargas elétricas oscilantes podem gerar radiação eletromagnética, radiação eletromagnética também pode fazer com que cargas elétricas oscilem, logo afirma-se que ondas eletromagnéticas podem ser absorvidas pelo material, cedendo energia a ele.

        O espectro de emissão/absorção de cada elemento possui um padrão único, diante disso, pode-se utilizar os espectros de uma substância para identificar e quantificar os diferentes elementos químicos nela presentes, como se fosse uma impressão digital do elemento.

        O espectro de absorção é obtido quando o espectro contínuo de luz atravessa uma substância, neste caso duas coisas podem acontecer, a luz pode atravessar a substância ou a luz pode ser absorvida pela substância. Os átomos e moléculas tendem a absorvem radiações eletromagnéticas nas mesmas frequências em que as emitem, de modo que o espectro de absorção é equivalente ao espectro de emissão. De fato, o espectro de absorção de um elemento é o espectro contínuo incidente subtraído do espectro de emissão do elemento.