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Absorcao molecular
O documento descreve os principais parâmetros da radiação eletromagnética, incluindo sua natureza ondulatória e corpuscular. Detalha características como período, frequência, comprimento de onda e espectro eletromagnético, além de descrever como a radiação interage com a matéria através de absorção.
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- 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/ ν ) ⇒ tempo requerido, em segundos, para a passagem de máximos ou mínimos sucessivos por um ponto fixo no espaço. FREQÜÊNCIA ( ν ) ⇒ número de oscilações do campo que ocorrem por segundo ⇒ 1/p ⇒ depende da fonte ⇒ Hz ou ciclos/s ou s -1 VELOCIDADE (v i ) ⇒ velocidade com que a onda se move no meio ⇒ depende da freqüência e do meio ⇒ v i = ν λ no vácuo e no ar c=3,00x10 8 m/s
- 6. PARÂMETROS ONDULATÓRIOS COMPRIMENTO DE ONDA (λ) distância linear entre dois máximos ou mínimos sucessivos de uma onda ⇒ cm, µm, nm NÚMERO DE ONDA ( ν , σ ) 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 ν E = energia (unidade = erg) h = 6,624x10 -24 erg.s ν = 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 Raios cósmicos gama 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 Asradiações 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 Eletromagnéticacom a Matéria Não Quantizada Reflexão Refração Dispersão Espalhamento
- 14. Interação da Radiação Eletromagnética com a Matéria Quantizada ABSORÇÃO DE RADIAÇÃO processo no qual energia eletromagnética é transferida para átomos, íons ou moléculas que compõem a amostra
- 15. Interação da RadiaçãoEletromagnética com a Matéria ABSORÇÃO ATÔMICA Absorção da energia eletromagnética por átomos espectros de linhas transições eletrônicas de um ou mais elétrons ABSORÇÃO MOLECULAR Absorção da energia eletromagnética por moléculas espectros de bandas E t = Evibracional + Erotacional + Eeletrônica
- 16. 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 b Io I Refletida Absorvida Transmitida Io = Feixe incidente I = Feixe transmitido
- 18. ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR NO UV- 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 da substância absorvente aumenta aritmeticamente.” Log Po/P =abc Lei de Lambert- Beer
- 19. ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR NO UV- VISÍVEL de radiação incidente e T= transmitância fração 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 NO UV- VISÍVEL Relação entre absorvância e concentração A = abc = εbc a= absortividade (dependente de b e c) b= comprimento do caminho ótico c= concentração das espécies absorventes ε = 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 DALEI DE BEER Absorbância ( A ) Curva analítica y = 0,0476x + 0,0016 0,300 R2 = 0,9999 0,200 0,100 0,000 0 2 4 6 Concentração ( c )
- 23. ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULARNO UV- VISÍVEL
- 24. DESVIOS DA LEIDE 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 LEIDE 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
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- 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 - Celulafotovoltaica Características- baixo custo, sem fonte externa de alimentação, sujeito a fadiga ( resposta decresce quando exposta a iluminação continua)
- 34. Detectores - Celulafototubo Características- Corrente gerada é diretamente proporcional ao poder radiante .Amplificação do sinal de resposta é facil
- 35. Detectores - Celulafotomultiplicadora 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.
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