Fundamentos espectroscopia, Trabalhos de Química

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FCVA/ UNESP JABOTICABAL

FUNDAMENTOS DE ESPECTROSCOPIA

MOLECULAR UV-VISÍVEL

Profa. Dra. Luciana Maria Saran

1. Introdução

E spectroscopia é qualquer processo que utiliza a luz para medir as concentrações químicas. Baseia-se na análise da radiação eletromagnética emitida ou absorvida pelas substâncias.

Espectroscopia UV-Visível: baseia-se em medidas de absorção da radiação eletromagnética, nas regiões visível e ultravioleta do espectro.

Mede-se a quantidade de luz absorvida pela amostra e relaciona-se a mesma com a concentração do analito.

2. Radiação Eletromagnética

É composta por: raios X e , radiação ultravioleta (UV), radiação visível, infravermelho, microondas e ondas de rádio.

Propaga-se como uma onda.

Grandezas importantes relacionadas a uma onda:

- Freqüência, ; - Comprimento de onda, ; - Amplitude, A.

3. Características de uma Onda

a) Freqüência ( ): corresponde ao número de ciclos de onda ( cristas ou vales sucessivos ) que passam em um dado ponto por unidade de tempo. Unidade: hertz, s-1^ (1 Hz = 1 ciclo por segundo).

b) Comprimento de onda ( ): é a distância entre cristas sucessivas (ou vales sucessivos). Pode ser dado em metros (m), em nanômetros (nm) ou em qualquer unidade de comprimento que seja conveniente.

c) Amplitude (A): corresponde a altura de uma crista (ou a profundidade de um vale).

4. Relações entre Energia (E), Frequência ( ) e

Comprimento de Onda ( )

E = h****. em que, h = 6,626x10-34^ J.s (constante de Planck)

. = c em que, c = 2,998x10^8 m/s (velocidade da luz no vácuo)

E = h. c/

Destas equações conclui-se que:

- Energia Alta freqüência, , alta e pequeno; - Energia Baixa freqüência baixa e grande.

Segmento ampliado do Espectro Visível

Figura 3: Espectro eletromagnético.

Figura 4: Decomposição da luz branca (policromática) nos seus componentes monocromáticos.

4. Colorimetria

A percepção visual da cor depende da absorção seletiva de certos comprimentos de onda da luz incidente pelo objeto colorido.

Os demais comprimentos de onda são refletidos ou transmitidos de acordo com a natureza do objeto e são percebidos pelo olho como a cor do objeto.

Objeto branco: reflete igualmente todos os comprimentos de onda.

Objeto preto: reflete pouca luz de qualquer comprimento de onda.

Figura 5: Roda de cores.

Neste círculo de cores, as cores complementares entre si estão localizadas em posições opostas.

Comprimento de Onda de Máxima Absorção (nm)

Cor Absorvida

Cor Observada

380 – 420 Violeta Verde-amarelo 420 – 440 Violeta-azul Amarelo 440 – 470 Azul Laranja 470 – 500 Azul-verde Vermelho 500 – 520 Verde Roxo 520 – 550 Amarelo- verde

Violeta

550 – 580 Amarelo Violeta-azul 580 – 620 Laranja Azul 620 – 680 Vermelho Azul-verde 680 – 780 Roxo Verde

Tabela 1: Cores da Luz Visível.

4. Colorimetria

A base de uma análise colorimétrica é a variação de cor da solução em função da concentração do analito.

A cor da solução é, usualmente devida, à formação de de um composto colorido pela adição de um reagente apropriado ou é inerente ao constituinte que se deseja analisar.

A intensidade da cor é comparada com a intensidade da cor que se obtém com o mesmo procedimento pelo tratamento de uma amostra cuja quantidade e concen- tração são conhecidas.

4. Colorimetria

Figura 6: Comparação de cor.

Figura 7: Espectro eletromagnético, mostrando os processos moleculares que ocorrem quando a luz é absorvida em cada região.

Um espectro de absorção é um gráfico mostrando como A (ou ) varia com o comprimento de onda,.

Figura 8: Espectros de absorção de alguns compostos orgânicos.

7. Espectros de Absorção