Espectometria

ESPECTROSCOPIA

objeto de estudo são as interacoes

da radiação com a materia.

Metodos Espectroscopicos: baseiam-se na medida

da quantidade da radiacao produzida ou absorvida

pelas moleculas ou pelas espécies atômicas de

interesse.

-Elucidação de estruturas moleculares,

-Determinacao qualitativa e quantitativa de compostos organicos e

inorganicos

Radiacao eletromagnetica:E uma forma de energia transmitida atraves do espaco a velocidades enormes.

Pode ser descrita como uma onda ou uma particula(Onda: Transmitida pelo vacuo, propagacao mais rapida que o som;

Particula: Pacote discreto de energia ou particula (fotons ou quanta)

Propriedades das ondas: Ondas constituidas de campo eletrico e campo magnetico oscilantes e perpendiculares.

Onda com propriedades como comprimento de onda (Yprabaixo),frequencia, velocidade e amplitude.

Frequência (v): nº de oscilações do vetor campo elétrico por unidade de tempo

Número de Onda (Vlinha ): nº de ondas por centímetro = 1/ Yprabaixo (cm-1)

Velocidade (v): depende do meio e da frequência = V. Yprabaixo

Velocidade da Luz (c): c = V Yprabaixo = 3,00 , 10^8 = m s-1

Natureza de particula da luz: Luz e considerada como constituida por fotons ou quanta

E= hv= hc/Yprabaixo= hcVlinha

h: constante de Planck (6,63^10-34 J s)

(Relacao inversamente proporcional entre energia e comprimento de onda)

Espectro eletromagnetico: Classificacao dos metodos: regiao do espectro eletromagnetico

Interacoes entre a radiacao e o analito -> alterações

Medida espectroscopica:

1-Amostra e estimulada: energia na forma de calor, energia eletrica, luz, particulas ou reacao quimica

2-Estimulo faz com que especies do analito sofram uma transicao para estado de maior energia (excitado)

3-Retorno das especies do estado excitado para fundamental.

Espectroscopia de Absorcao Molecular:Baseia-se na radiacao ultravioleta (UV) e visivel (vis)

Yprabaixo: 10 a 1000 nm

Interacao da radiacao eletromagnetica na regiao UV-vis com especies moleculares para obter informacoes sobre uma amostra.

Absorcao: Mede-se a quantidade de radiacao absorvida em funcao do comprimento de onda -> Informacoes qualitativas ou quantitativas

Espectroscopia de Absorcao Molecular UV-vis:

-Amostra e excitada com radiacao UV-vis (potencia radiante)

-Analito absorve parte da radiacao

Absorcao: ocorre se a energia do feixe incidente correspondente a uma das diferencas de energia do estado fundamental e excitado

-Transicao molecular: dos eletrons do estado fundamental para excitado

-Absorção da radiacao eletromagnetica

-absorcao da radiacao incidente (Po) pelo analito resulta em um feixe de radiacao transmitido de menor potencia

-Espectro de Absorcao e gerado!

-Espectro Uv-vis: Grafico da radiacao absorvida em funcao da frequencia ou comprimento de onda.

Especies Moleculares que Absorvem Radiacao UV-Vis:

-Fenomeno da Absorcao -> moleculas que apresentam eletrons que podem ser promovidos a niveis de energia mais elevados mediante absorcao da radiacao eletromagnetica.

-Transicoes eletronicas -> transferencia de eletrons de um orbital molecular para outro.

-Transicoes rotacionais e vibracionais -> especies poliatomica que possuem niveis energeticos associados com as ligacoes que mantem a molecula unida.

E=E(eletronica)+E(vibracional)+E(rotacional)

Absorcao da Radiacao: A absorcao da radiacao eletromagnetica pelas especies moleculares (Yprabaixo característico) atenua o feixe incidente conforme Lei de Absorcao

Lei de Beer-Lambert ou Lei de Beer: Descreve quantitativamente como a grandeza da atenuacao do feixe depende das caracteristicas das moleculas absorventes e da extensao do caminho sobre a qual ocorre a absorcao.

-Analito que absorve -> Radiacao monocromatica que atravessa o meio contendo o analito (espessura b).

-Ocorre um decrescimo de intensidade da luz

-Proporcional a excitacao do analito

-Transmitancia: fracao da radiação incidente transmitida pela solucao

T= P/Po

-Absorbancia:

A=-logT=log(P/Po)=e.b.c

-Absorbancia e diretamente proporcional a concentracao de uma especie absorvente (c) e ao caminho otico (b)

Espectros de Absorcao x Lei de Beer:

-Grafico da absorbancia em funcao do comprimento de onda (ou numero de onda ou frequencia)

-Curva analitica: Relacao linear entre concentracao e absorbancia

Limitacoes da Lei de Beer:

-Desvios da proporcionalidade direta entre “A” e “c”

-Podem ser classificados em tres tipos: i.Desvios Reais; ii.Desvios Instrumentais -> método; iii.Desvios Quimicos -> alteracoes quimicas em funcao da concentracao

Instrumentacao uv vis:

-Fonte estavel de energia radiante;

-Seletor de comprimento de onda -> Isola uma regiao limitada do espectro para a medida;

-Recipientes para a amostra;

-Detector -> Converte a energia radiante para um sinal eletrico mensuravel

-Unidade de processamento e de leitura do sinal -> Computador.

Materiais opticos:

-Funcao: transmitir a radiacao eletromagnetica com o comprimento de onda investigada.

-Devem ser transparentes e nao absorver a radiacao

-Componentes: celulas, janelas, lentes espelhos,etc

Seletores de Comprimento de Onda:

-Dispositivos para restringir a radiacao que esta sendo medida dentro de um banda estreita que e absorvida pelo analito

-Lei de Beer : Radiacao Monocromatica

-Monocromador ou Filtro: Isolar a banda de comprimento de onda desejada

-Espectrografos: Desmembrar, ou dispersar, os comprimentos de onda

Filtros de Radiacao: Operam pela absorcao de toda a radiacao de uma fonte continua com excecao de uma banda estreita

Empregados somente para medidas com Yprabaixo fixo

-Filtros de Interferencia -> UV-vis e parte de IV