Atividade01

329 visualizações

Publicada em

Publicada em: Saúde e medicina
0 comentários
0 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
329
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
2
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
2
Comentários
0
Gostaram
0
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Atividade01

  1. 1. INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA COM A MATÉRIA1 1. Conceitos fundamentais Radiação eletromagnética é um tipo de energia que interage com a matéria em umagrande variedade de maneiras e, portanto é de grande importância em química. A fim de entendera natureza dessas interações, alguma familiaridade com as propriedades da energia radiante énecessária. A radiação eletromagnética ou energia radiante não é facilmente caracterizada, possuialgumas propriedades consistentes com a teoria das ondas, porém possui outras propriedades quea faz com que se comporte como partícula. Radiação eletromagnética pode ser considerada como uma combinação de correnteelétrica alternada e campo magnético que percorre através do espaço com um movimento deonda. Devido a radiação atuar como uma onda, ela pode ser classificada tanto em termos decomprimento de onda como de freqüência, as quais estão relacionadas pela seguinte equação: v = c/λ (1)onde: v = freqüência em segundos-1 (s-1); c = velocidade da luz (3 x 10-8 m s-1); λ = comprimento de onda em metros (normalmente em nm = 10-9 m).1 Arquimedes Lavorenti. Professor Associado do Depto. de Ciências Exatas, ESALQ/USP, Caixa Postal 9, 13418-900 – Piracicaba – SP. E-mail: alavoren@carpa.ciagri.usp.br – Publicação Destinada ao Ensino de Ciências - Química - 28/3/2002 1
  2. 2. Nem todas as interações entre radiação eletromagnética e matéria podem serexplicadas em termos de uma simples teoria das ondas. Um entendimento de certas interaçõesrequer que a radiação seja visualizada como uma partícula ou um pacote de energia denominadade fóton. A energia de um fóton associada com a radiação eletromagnética é definida pelaseguinte equação: E = hv (2)onde: E = energia em joules (J); h = constante de Planck (6,62 x 10-34 J s). Uma vez que freqüência e comprimento de onda são inversamente proporcionais, aenergia de um fóton é descrita em termos de comprimento de onda pela equação: E = h c/λ (3) Tentando usar simultaneamente as características de onda e partícula, a radiaçãoeletromagnética pode ser considerada como sendo pequenos pacotes de energia se movendo noespaço na forma de onda. Através das equações acima, verifica-se que as radiações com menores comprimentosde onda possuem maior energia. Quando a radiação interage com a matéria, um certo número de processos podeocorrer, incluindo reflexão, espalhamento, absorção, fluorescência/fosforescência (absorção e re-emissão), e reações fotoquímicas (absorção e quebra de ligações químicas). Como a luz é uma forma de energia, absorção de luz pela matéria faz com que aquantidade de energia das moléculas (ou átomos) aumente. A energia potencial total de uma molécula é representada geralmente como a soma desuas energias eletrônica, vibracional e rotacional: 2
  3. 3. Etotal = Eeletrônica + Evibracional + Erotacional (4) A quantidade de energia que uma molécula possui em cada uma das formas não écontínua mas uma série de níveis discretos ou níveis de estado. As diferenças de energia entre osdiferentes estados são na seguinte ordem: Eeletrônica > Evibracional > Erotacional Em algumas moléculas e átomos, luz tem energia suficiente para ocasionar transiçõesentre os diferentes níveis eletrônicos de energia. O comprimento de onda da luz absorvida é aquele que tem energia suficiente paramover um elétron de um nível inferior de energia para um nível superior de energia. Para transições eletrônicas, a diferença de energia entre o estado fundamental e oestado excitado é relativamente grande. Portanto, a absorção de energia e o retorno para o estadofundamental são processos rápidos, e o equilíbrio é alcançado muito rapidamente. Assim, umasimples relação linear entre absorbância e concentração e a relativa facilidade de medida da luztêm feito com que a espectroscopia seja a base de vários métodos analíticos quantitativos. 2. Leis da absorção de radiação Quando luz passa através de uma amostra ou quando ela é refletida de uma amostra, aquantidade de luz absorvida é a diferença entre a radiação incidente (I0) e a radiação transmitida(I). A quantidade de luz absorvida é expressa tanto como transmitância ou absorbância. Transmitância é dada normalmente em termos de uma fração da radiação transmitida(I) ou como uma percentagem e, é definida como: T = I/I0 ou %T = (I/I0) 100 (5) A absorbância é definida como: A = - log T (6) 3
  4. 4. A primeira formulação matemática relacionando transmitância da luz comconcentração de uma substância foi atribuída a Lambert em 1760, embora tenha sido comentadoque Bouguer já tenha verificado este efeito em 1729: T = I/Io = e-kb (7)onde: T = transmitância; I = intensidade incidente; Io = intensidade transmitida; e = base do logarítmo natural; k = constante; b = comprimento do percurso (cm). A lei de Beer é idêntica à lei de Bouguer, exceto que está relacionada com aconcentração. A quantidade de luz absorvida é proporcional ao número de moléculas queabsorvem através da passagem da luz. Combinando as duas leis resulta na lei de Beer-Bouguer-Lambert: T = I/I0 = e-kbc (8)onde: c = concentração das espécies absorvedoras (expresso normalmente em g L-1 ou mg L-1). Esta expressão pode ser transformada de uma maneira linear aplicando logaritmo,ficando da seguinte forma: A = - log T = - log (I/I0) = log (I0/I) = εbc (9)onde: ε = absorção molar ou coeficiente de extinção. Esta expressão é conhecida normalmente como lei de Beer. O coeficiente de extinção ou absortividade molar (ε) é característico de uma dadasubstância sob uma série de condições exatamente definidas, tais como comprimento de onda,solvente, e temperatura. 4
  5. 5. Na prática, a medida do coeficiente de extinção também depende parcialmente dascaracterísticas do instrumento utilizado. Por esta razão, valores pré-determinados para ocoeficiente de extinção, não são usados normalmente em análises quantitativas. Em seu lugar, éfeita uma curva de calibração da substância que vai ser analisada, usando uma ou mais soluçõespadrões com concentrações conhecidas do analito. 5

×