Espectrofotometria na regi

1
Espectrofotometria na região UV-VIS
2
RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

• Comprimento de onda (?)
• Período (p) tempo necessário para completar um
  ciclo
• Freqüência (f) ciclos/s ou Hertz

f c/ ? c velocidade da
luz no vácuo 3.1010 cm/s

? unidades nm 10-9 m A 10 -10 m
Energia (E) E h.f gt E h.c/? h constante de
Planck
3
Espectro visível da luz de uma lâmpada difratada
por um prisma(a) esquema e (b) fotografia.
Exemplo de difração de luz produzida na natureza.
4
Interação da radiação com a matéria
O que faz com que alguns raios interajam e outros
passem através das coisas? Dois requerimentos
devem ser observados para que uma determinada
radiação possa ser absorvida por uma molécula 1
- A radiação incidente deve ser de frequência
equivalente aquela rotacional ou vibracional,
eletrônica ou nuclear da molécula, 2 - A
molécula deve ter um dipolo permanente ou um
dipolo induzido, ou seja, deve haver algum
trabalho que a energia absorvida possa fazer.
5
Aplicações da espectroscopia
Rotação
6
Leis de absorção
Io
I1
I1 50
Io 100
I2 25
I1 50
Io 100
Transmitânica It/ Io T
It/Io x 100
7


Pierre Bouguer (1729) e de Johann Heindrich
Lambert (1760) duas leis fundamentais - A
intensidade de luz (monocromática) transmitida
por um corpo homogêneo é proporcional à
intensidade de luz incidente. Isto é
- A intensidade de luz
(monocromática) transmitida decresce
exponencialmente com o aumento da espessura da
camada do corpo homogêneo It/Io 10 cba
onde
c concentração
ba constante T 10-cba log T log 10 -cba
log T -cba log 10 log T -cba
-log T cba log 1/T
cba log Io/It
cba log Io/It
Absorbância
8
(No Transcript)
9
Lei de Lambert- Beer
A absorbância ou absorvância
A e b c qdo a concentração é expressa em
moles/L ou A a
b c qdo a concentração é expressa em outra
unidade a/ e absortividade/absortividade
molar b caminho ópticoc c concentração
10

• Representação gráfica da Lei de Beer, para
  soluções de KMnO4 em l 545 nm e um caminho
  óptico de 1 cm.
• Em Transmitância T versus c
• b) Em Absorbância A versus c
•  

11
Absortiviade (a) ou absortividade
molar Característica de uma substância para um
determinado comprimento de onda e um determinado
solvente
A abc
Absortividade capacidade da molécula em
absorver energia
12
Fenômenos envolvidos quando um feixe
(monocromático) de radiação incide sobre uma
cubeta contendo uma solução que absorve no
comprimento de onda incidente.
Io Ir Ie Ia It Io
Ia It Io Intensidade do feixe incidente, Ir
Intensidade do feixe refletido, resultado das
diferenças do índice de refração entre o
absorvedor e o ambiente, Ie Intensidade do
feixe espalhado, resultado de um meio não
homogêneo (suspensão) e/ou de flutuações
térmicas, Ia Intensidade do feixe absorvido
pelo meio It Intensidade do feixe transmitido.
13
Espectro de absorção do permanganato de potássio
A amostra (1) tem 66mg/L de concentração. As
demais (2),(3),(4) e (5) foram diluídas para
(0.8), (0.6), (0.4) e (0.2) da concentração da
primeira amostra, respectivamente.
14
Se várias substâncias absorverem a a radiação,há
um efeito aditivo
Abs a1b1C1 a2b2C2 . . .
Corante vermelho
Corante azul
Máx. de absorção a 525 nm A 0,233 a
Máx. de absorção a 625 nm A 0.318 -gt a
0,106/ppm.cm
A 510 nm 0,183 a 0,061/ppm.cm
Mistura corante azul vermelho
Mistura A 510 nm 0,317 A625nm 0,477
15
Figura 1 - a. conjunto dos comprimentos de onda
correspondentes ao espectro de emissão de uma
lâmpada de tungstênio-halogênio (luz branca) b.
região espectral transmitida por uma solução de
azul de bromotimol e o respectivo espectro de
absorção c. região espectral transmitida por uma
solução de solução amarela de fluoresceína e o
respectivo espectro de absorção.
c - Espectro de uma solução etanólica de
fluoresceína 10-5 mol L-1 (amarela)
b- Espectro de uma solução aquosa de azul de
bromotimol 10-5 mol L-1 (laranja)
a- Espectro de uma lâmpada de luz branca
16
Erro fotométrico
17
INSTRUMENTAÇÃO
Esquema Básico de um Instrumento para Medir a
Absorção
Sistema de Feixe Simples
Sistema de Feixe Duplo
18
Fontes de radiação UV-VIS Lâmpada de Tungstênio
e Tungstênio-Halogênio O filamento da lâmpada de
tungstênio vaporiza-se e esses vapores fixam-se
na face interna do bulbo da lâmpada. Lâmpada de
Deutério Normalmente usa-se a lâmpada de
deutério para comprimentos de onda entre 180 a
370nm.
Monocromadores Filtros, Filtros de
interferência, Prismas , Grades de difração
19
Grade de difração
Espectro visível da luz de uma lâmpada difratada
por uma grade de difração (a) esquema e (b)
fotografia.
20
Detectores
Fotografias de arranjos de diodo com 1024
elementos (detectores de diodo) a. vista de
topo b. vista de perfil.
Esquema (a) e fotografia (b) do tubo
fotomultiplicador HAMAMATSU - R928
21
Esquema óptico de um espectrofotômetro com
detector de arranjo de diodos
Vê-se neste esquema duas fontes de radiação, as
lâmpadas de deutério e de tungstênio, cujas
emissões são focalizadas através de uma lente
sobre a amostra. Portanto, todo o espectro de
emissão da lâmpada incide sobre a mesma, sendo
que a radiação incidente será, em parte,
absorvida. Esta radiação que atravessou a amostra
(transmitida ou emergente) irá incidir sobre uma
lente que focaliza o feixe sobre uma fenda, e
desta sobre uma grade de difração. Esta grade
irá difratar a radiação, separando os seus
diferentes comprimentos de onda, sendo que cada
um deles irá incidir sobre um diodo do arranjo.
Este diodo, ao ser irradiado, produz uma corrente
elétrica cuja magnitude depende da intensidade da
emissão (novamente aqui se aplica o efeito
fotoelétrico). Através de um circuito de
calibração adequado, esta corrente será
transformada em absorbância nos diferentes
comprimentos de onda, resultando no que se
convenciona chamar de espectro de absorção.
22
Exemplo de espectro obtido com detector de
arranjo de diodos
23
Créditos Chemkeys http//www.chemkeys.com/bra/
index.htm Micronal Termos e Significados em
análises espectrofotométricas UV-Visível
http//www.micronal.com.br/artigostecnicos/glossar
io.pdf Gary L. Bertrand http//web.umr.edu/gber
t/color/AAcolor.html
24
(No Transcript)