Espectrofotometria de absorção molecular- UVVis

1. Espectrofotometria de absorção molecular- UVVis

2. NATUREZA DA ENERGIA ELETROMAGNÉTICA  Forma de energia que se propaga no espaço a enormes velocidades, normalmente em linha reta  Características ondulatórias e corpusculares

5. PARÂMETROS ONDULATÓRIOS • PERÍODO (p, 1/) tempo requerido, em segundos, para a passagem de máximos ou mínimos sucessivos por um ponto fixo no espaço. FREQÜÊNCIA ()  número de oscilações do campo que ocorrem por segundo  1/p  depende da fonte  Hz ou ciclos/s ou s-1 • VELOCIDADE (vi)  velocidade com que a onda se move no meio  depende da freqüência e do meio  vi =    no vácuo e no ar  c=3,00x108 m/s

6. PARÂMETROS ONDULATÓRIOS • COMPRIMENTO DE ONDA ()  distância linear entre dois máximos ou mínimos sucessivos de uma onda  cm, m, nm • NÚMERO DE ONDA (, )  número de ondas por centímetro de percurso no vácuo  cm-1

7. PARÂMETROS ONDULATÓRIOS • FEIXE MONOCROMÁTICO  feixe de radiação cujos raios têm comprimentos de onda idênticos • FEIXE POLICROMÁTICO  feixe de radiação constituído de raios de comprimentos de onda diferentes

8. PARÂMETROS CORPUSCULARES  A radiação eletromagnética é um conjunto de partículas (fótons) de determinada freqüência  A energia deste fóton é dada pela equação E = h  E = energia (unidade = erg) h = 6,624x10-24 erg.s  = freqüência

9. ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO  É o arranjo ordenado das radiações conforme seus comprimentos de onda  O espectro foi dividido em várias regiões conforme a origem das radiações, as fontes e os instrumentos

10. ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO Região Comprimento de Onda (nm) Ultra-Violeta Afastado 10 - 200 Ultra-Violeta Próximo 200 - 380 Visível 380 - 780 Infravermelho Próximo 780 - 3000 Infravermelho Médio 3000 - 30000 Infravermelho Afastado 30000 - 300000 Microondas 300000 - 1000000000 Joint Committee on Nomenclature in Applied Spectroscopy

11. ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO 300 Visível 800 Raios gama Raios cósmicos Raios X UV IR Microondas Ondas de rádio 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 Energia Comprimento de onda

12. ESPECTRO VISÍVEL As radiações de 800 nm até 300 nm são detectadas pelo olho humano  Essas radiações também são chamadas de LUZ BRANCA 300 nm 800 nm

13. Interação da Radiação Eletromagnética com a Matéria Não Quantizada  Reflexão  Refração  Dispersão  Espalhamento

14. Interação da Radiação Eletromagnética com a Matéria • Quantizada ABSORÇÃO DE RADIAÇÃO  processo no qual energiaeletromagnética é transferida para átomos, íons ou moléculas que compõem a amostra

15. Interação da Radiação Eletromagnética com a Matéria  ABSORÇÃO ATÔMICA Absorção da energiaeletromagnética por átomos espectros de linhastransições eletrônicas deum ou maiselétrons  ABSORÇÃO MOLECULAR Absorção da energiaeletromagnética por moléculas espectros de bandas Et = Evibracional + Erotacional + Eeletrônica

16. b Io I ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR NO ULTRAVIOLETA-VISÍVEL Método baseado na medida da energia eletromagnética absorvida por soluções iônicas ou moleculares  Incidência da radiação monocromática sobre meio homogêneo  Refletida  Absorvida  Transmitida Io = Feixe incidente I = Feixe transmitido

18. ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR NOUV-VISÍVEL  A LEI DE LAMBERT “Quando a luz monocromática passa através de um meio transparente, a taxa de decréscimo da intensidade com a espessura do meio é proporcional à intensidade da luz.”  A LEI DE BEER “A intensidade do feixe de luz monocromática decresce exponencialmente à medida que a concentração dasubstância absorvente aumenta aritmeticamente.” Log Po/P =abc Lei de Lambert- Beer

19. ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR NOUV-VISÍVEL T= transmitância  fração de radiação incidente e transmitida pela solução T = P/Po A= absorvância  logaritmo decimal da razão entre o poder radiante incidente e o transmitido Relação entre transmitância e absorvância. A= log Po/P= log 1/T A= - Log T

20. ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR NOUV-VISÍVEL • Relação entre absorvância e concentração • A = abc = bc • a= absortividade (dependente de b e c) •  b= comprimento do caminho ótico •  c= concentração das espécies absorventes • = absortividade molar  unidades de c e b são, respectivamente, moles/litro e cm

21. LEI DE BEER • A radiação incidente é monocromática • As espécies absorventes comportam-se independentemente em relação ao processo de absorção • A absorção ocorre em um volume uniforme de secção transversal • O índice de refração da solução independe da concentração  Concentração menor que 10-2 M ( < 10-2 M )

22. REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DA LEI DE BEER

23. ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR NOUV-VISÍVEL

24. DESVIOS DA LEI DE BEER • Não constância na relação A/C • Considerações feitas para dedução da lei não podem ser rigorosamente seguidas na prática • Índice de refração não permanece constante quando as concentrações são altas Radiação não monocromática

25. DESVIOS DA LEI DE BEER • REAIS • Manifestam-se principalmente para valores elevados de concentração (C > 10-2 M ) • Interação entre os centros absorvente • Indice de refração APARENTES • Químicos • Instrumentais

26. Componentes

27. Fonte de radiação( características) Radiação na faixa espectral desejada (emissão) Emissão estável Potência suficiente ( maior potência < amplificação do sinal) Filamento de tungstênio (375 a 2000 nm) Deutério (200 a 400 nm) Arco de xenônio (200 a 1000 nm)

28. Filtros e monocromadores Filtros de absorção (Isolam uma banda espectral ), largura espectral de 30 a 50 nm e transmitância máxima de 5 a 20 % . Vidros coloridos ou peliculas de gelatina contendo corantes. Filtros de interferência ( isolam faixa espectral mais estreita) Baseiam-se nos fenômenos de interferência para isolar uma faixa espectral desejada.

29. Monocromadores Componentes: fenda de entrada, fenda de saída e sistema de dispersão ( Prisma ou rede)

30. Monocromadores Componentes: fenda de entrada, fenda de saída e sistema de dispersão ( Prisma ou rede)

31. Monocromadores Componentes: fenda de entrada, fenda de saída e sistema de dispersão ( Prisma ou rede)

32. Porta amostra- cubetas Cubetas- recipiente que contem a amostra Quartzo, silica fundida- Região UV-Vis Vidro a base de borosilicatos- Região Vis Forma e tamanho Retangulares (1,2 ,5 cm ) Cilíndricas ( usadas em instrumentos simples, devem ser colocadas sempre na mesma posição)

33. Detectores - Celula fotovoltaica Características- baixo custo, sem fonte externa de alimentação, sujeito a fadiga ( resposta decresce quando exposta a iluminação continua)

34. Detectores - Celula fototubo Características- Corrente gerada é diretamente proporcional ao poder radiante .Amplificação do sinal de resposta é facil

35. Detectores - Celula fotomultiplicadora Características- poder de amplificação alto implica que o poder radiante pode ser pequeno (potência radiante pode ser 200 vezes menor do que o do foto tubo)

38. VANTAGENS • aplicação extensiva a muitos elementos químicos • instrumentação relativamente barata •  as amostras podem ser de natureza inorgânica ou orgânica • disponibilidade de métodos simultâneos e contínuos • intervalo de aplicação :10-3 a 10 -6 M • tempo gasto por análise: moderado • Custo : relativamente baixo • Tipo de amostras: sólidas liquidas e gasosas

39. Referências bibliográficas • SKOOG.D.A,HOLLER,F.J.,NIEMAN,T. A .-Princípios de Análise Instrumental, 5a ed. Bookman,2002 • SKOOG.D., WEST,D.M.&HOLLER,F.J. Fundamentals of Analytical Chemistry, Saunders College Publ.t th Ed.NY,1996 • Harris,D.C. Análise Quimicas Quantitativa, 5a ed. LTC editora,RJ,Brasil, 2001 • Cienfuegos,F.Vaitsman,D.Análise Instrumental, Editora Interciência, RJ,2000.