ANÁLISE QUÍMICA

1. Análise química Instrumental
Prof.ª. Drª. Helilma Pinheiro
Polo: Arari
ESPECTROSCOPIA

2.  De uma maneira geral, consiste no estudo da radiação
eletromagnética emitida ou absorvida por um corpo.
 Esta técnica é largamente empregada na Química, Física,
engenharias, astronomia, e várias outras áreas.
 Em astronomia, ela permite saber informações sobre a constituição
química das estrelas e a evolução das reações que lá acontecem
assim como a expansão do universo.
 Na Física e na Química, a espectroscopia nos fornece informações
sobre as propriedades nucleares, atômicas e moleculares da matéria.
Definição

3.  A radiação emitida ou absorvida pode ser luz visível,
infravermelho, ultravioleta, raios-X, elétrons,... A Partir dela,
podemos obter informações características do corpo ou material
em estudo.
Radiação
Principais regiões empregadas em
espectroscopia
Sentido crescente de 
UV Visível Infravermelho
Próximo NIR – Near
Infrared
2500
4000
700
14285
400
25000
200
50000
25000 nm
400 cm
-1
Infravermelho Médio

4. É a relação da intensidade
de radiação transmitida,
absorvida ou refletida em
função do comprimento de
onda ou frequência da dita
radiação. O espectro pode
ser melhor interpretado
como a decomposição da
radiação nos comprimentos
de onda que a compõem.
Espectro
O conjunto das cores obtidas ao passar a luz do sol por
um prima, é um exemplo de espectro.

5. Exemplo de espectro: Nosso arco-íris
O arco-íris é o espectro da luz do sol no visível, que é formado pela decomposição
da luz através da refração (semelhante ao que ocorre num prisma – Porém aqui
são as gotículas de água no ar que refratam a luz):

6. Sabia-se desde a antiguidade
que a luz solar pode ser
decomposta nas cores do
arco-íris, mas foi Isaac
Newton, no século XVII, que
pela primeira vez explicou de
forma adequada o fenômeno
da decomposição da luz pelo
prisma, assim como de sua
recomposição por um segundo
prisma.
Descoberta

7.  Em 1814, o jovem construtor de instrumentos ópticos alemão Joseph
Fraunhofer, usando inicialmente prismas e depois grades de difração,
constatou que o espectro solar na realidade contém centenas de linhas
negras sobre as cores.
 Fraunhofer designou as linhas mais fortes pelas letras do
alfabeto, de A até I, e mapeou 574 linhas entre a linha B
(no vermelho) e a linha H (no violeta). Também ocorriam
linhas nas regiões invisíveis do espectro. Com o passar do
tempo, verificou-se que o número de linhas era bem maior,
chegando a vários milhares.
Diagrama de Fraunhofer.
Descoberta

8. Espectros solar e de vários elementos individuais. O primeiro, acima, é o espectro
contínuo de emissão do Sol, ao qual estão sobrepostas várias linhas negras
correspondentes aos espectros de absorção de elementos químicos presentes no
Sol. Os 11 seguintes são espectros de emissão de vários elementos, obtidos em
laboratório.

9.  O astrônomo inglês William Herschel, em 1800, experimentou
colocar o bulbo de um termômetro em cada uma das regiões
coloridas do espectro solar.
 O resultado observado foi que a temperatura do mercúrio
aumentava pela incidência da luz, mas esse era mais rápido
quanto mais próximo da extremidade vermelha.
 Ao testar a região não iluminada depois do vermelho,
Herschel descobriu que a temperatura subia ainda mais
rapidamente.
 A radiação invisível que provocava este efeito foi então
denominada de infravermelho.
Descoberta do infravermelho

10.  Robert Wilhelm Bunsen, inventor do queimador de gás comum
de laboratório, associou-se em 1859 ao Físico Gustav Robert
Kirchhoff na criação do primeiro espectroscópio.
Espectrômetro
 O espectroscópio é usado para medir a intensidade da luz
em comparação com a de uma luz procedente de uma fonte
padrão. Essa comparação permite determinar a concentração
da substância que produz esse espectro.
 Desenvolveram a Lei Fundamental da Absorção Atômica:
“Todos os corpos podem absorver radiação que eles
próprios emitem”

11. O espectroscópio de Bunsen e Kirchhoff.
Espectrômetro

12. https://youtu.be/DE2_sES1Ozk
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13. Espectrômetros Atuais

14. Espectrógrafo
Espectrômetro
Radiação
a ser analisada Decompõe a
radiação
Gera os espectros
Espectro de emissão
Espectro de absorção
Espectroscopia – Esquema Geral

15.  Espectroscopia de absorção - Correlaciona a quantidade da
energia absorvida em função do comprimento de onda da
radiação incidente.
 Espectroscopia de emissão - Analisa a quantidade de energia
emitida por uma amostra contra o comprimento de onda da
radiação absorvida. Consiste fundamentalmente na reemissão
de energia previamente absorvida pela amostra.
 Espectroscopia de espalhamento (ou de dispersão) - Determina
a quantidade da energia espalhada (dispersa) em função de
parâmetros tais como o comprimento de onda, ângulo de
incidência e o ângulo de polarização da radiação incidente. É
pouco usado em relação a espectroscopia de absorção e de
emissão.
Tipos de Espectroscopia

16. Espectro de absorção
Espectro de emissão

17. Algumas Aplicações
A espectroscopia possibilitou a descoberta, em poucos anos, de
inúmeros elementos químicos, em especial muitos dos que
correspondiam às lacunas presentes na tabela periódica que seria
publicada por Dmitri Mendeleiev em 1869.
TABELA PERIÓDICA

18. Algumas Aplicações
A espectroscopia de prótons por
ressonância magnética é um método não
invasivo que possibilita a detecção de
alterações metabólicas e bioquímicas de
áreas do encéfalo.
MEDICINA
•Pirômetros em siderúrgicas
– Lei de Wien – radiação de
corpo negro.
INDÚSTRIA

19. Algumas Aplicações
Uso em telescópios espaciais como o
hubble ou sondas espaciais enviadas
pela NASA.
Informação química das estrelas e
planetas.
ASTRONOMIA

20. Algumas Aplicações
Detecção e quantificação de substâncias em
amostras desconhecidas a partir da comparação
computacional com milhares de espectros de
referência armazenados num banco de dados.
Informações químicas
e estruturais de
materiais.
QUÍMICA E FÍSICA