Espectrofotometria Atômica -
   Fundamentos e Instrumentação


Patrocinadores:




Instrutores ± Msc Nilton Pereira Alves
              Dsc Denílson de Nogueira de Moraes
Métodos Espectrofotométricos

    São um conjunto de técnicas
  relacionadas com a interação da
radiação eletromagnética e a matéria.

 Existem muitos tipos de métodos
 baseados em interações atômicas e
           moleculares:
              Absorção
               Emissão
            Fluorescência
Radiação Eletromagnética
   Energia do Fóton
   E = hR
   h = Constante de Planck (6,626 x 10-34 J.S)
   R = freqüência (sec-1)

PR = c
c = velocidade da luz
P = comprimento de onda               Unidades comuns
Quando P aumenta, R e a energia do
                                         Qm = 10-6 m
fóton diminuem
                                         nm = 10-8 m
                                         Å = 10-10 m
Onda Eletromagnética - Luz
Tipos de Espectros
Espectro Solar - Contínuo
Espectro de Linhas - Atômico
Radiação Eletromagnética
 Tipo         Comprimento         Interação
                de onda



   K           < 10 nm       emissão nuclear

Raios -X       < 10 nm      ionização atômica

  UV          10-380 nm     transição eletrônica

  Vis         380-800 nm    transição eletrônica

  IV          800-100Qm           ligações

 Rádio          metros       absorção nuclear
Dois tipos de interações são exploradas como base dos
          métodos que deverão ser tratados a seguir:

Absorção ± a luz é absorvida por um átomo, íon ou
molécula indo para um estado energético mais elevado.

Emissão ± é a emissão de um fóton pelo atómo, íon ou
molécula, retornando para um estado energético mais
baixo.

.
História da Espectroscopia

   Associada com o início dos
     estudos sobre a luz no
          século XVII
         Invenção do
    espectroscópio em 1859
Isaac Newton - (1643-1727)
Newton foi o
   primeiro
  cientista a
descobrir que a
 luz branca e
 composta de
outras cores de
      luz
História
1862 - Inventores do Espectroscópio e
        Fundadores da Análise Espectroscópica


   G.
Kirchhoff




   R. W.
  Bunsen
A partir da invenção do espectroscópio vários
        elementos foram descobertos:

      Césio ± 1859 ± Hirchhoff e Bunsen
     Rubídio ± 1861 - Hirchhoff e Bunsen
        Tálio ± 1861 - William Crookes
       Indio ± 1863 ± Ferdinand Reich
   Hélio ± 1868 ± Sir Norman Lockyer (Sol)
 Praseodímio e Neodímio ± 1882 ± Baron von
                 Welsbach
       Holmio ± 1878 ± Homio - Cleve
Cloreto de Alumínio    Cloreto de Cálcio




    Cloreto de Cobre    Cloreto de Lítio
Cloreto de Sódio
                           Cloreto de Estrôncio




Cloreto de Manganês (II)   Cloreto de Magnésio
Espectro - Césio




Espectro - Rubídio




Espectro - Indio
Espectro - Tálio




                   Litio

                   Estrôncio

                   Cálcio

                   Sódio
Bário

Molibdênio

 Boro

Fósforo

Zinco

Telúrio
Antimônio

Chumbo

Cobre

Selênio

 Arsênio

 Potássio
Espectrofotômetro Rudimentar ± Absorção molecular
Modelos Atômicos
Os Processos de Absorção

    A luz é absorvida somente quando a energia
corresponde a energia necessária para provocar uma
              transição na substância.

      Transições nas substâncias podem ser:

                  · Eletrônicas
                 · Vibracionais
                  · Rotacionais

   As duas últimas somente são observadas em
                   moléculas
Os Processos de Absorção

                        Eletrônico

Mudanças nas distribuições dos elétrons de átomos ou moléculas.

                        Molecular

               T p     T            W   pW


                        Atômico
Os Processos de Absorção

y Vibracional

Mudanças nas distâncias de separações entre
os núcleos (comprimentos das ligações) - IV
A     B         A          B

y Rotacional

Mudanças na energia de uma molécula na
forma de rotações ao redor de um centro de
gravidade
Os Processos de Absorção


A absorção de luz é um processo complicado.

Cada estado eletrônico é subdividido em um número de
subníveis vibracionais.

Por sua vez, cada subnível vibracional é dividido em
subníveis rotacionais.
Os Processos de Absorção
Os Processos de Absorção
Com moléculas não temos um espectro de linhas e sim um espectro de
bandas devido as interações da luz com outras moléculas e com solventes.
Além das transições eletrônicas temos transições para subníveis
vibracionais e rotacionais.
Os Processos de Absorção
Processos de Emissão

Átomos, íons e moléculas podem ser
excitados por vários processos
Quando eles ³relaxão´ ocorre a
³devolução do excesso de energia.
Em alguns casos o relaxamente resulta na
emissão de radiação.
O tipo de emissão EM é característico da
espécie.

Espectrofotometria

  • 1.
    Espectrofotometria Atômica - Fundamentos e Instrumentação Patrocinadores: Instrutores ± Msc Nilton Pereira Alves Dsc Denílson de Nogueira de Moraes
  • 2.
    Métodos Espectrofotométricos São um conjunto de técnicas relacionadas com a interação da radiação eletromagnética e a matéria. Existem muitos tipos de métodos baseados em interações atômicas e moleculares: Absorção Emissão Fluorescência
  • 3.
    Radiação Eletromagnética Energia do Fóton E = hR h = Constante de Planck (6,626 x 10-34 J.S) R = freqüência (sec-1) PR = c c = velocidade da luz P = comprimento de onda Unidades comuns Quando P aumenta, R e a energia do Qm = 10-6 m fóton diminuem nm = 10-8 m Å = 10-10 m
  • 4.
  • 5.
  • 7.
  • 8.
  • 9.
    Radiação Eletromagnética Tipo Comprimento Interação de onda K < 10 nm emissão nuclear Raios -X < 10 nm ionização atômica UV 10-380 nm transição eletrônica Vis 380-800 nm transição eletrônica IV 800-100Qm ligações Rádio metros absorção nuclear
  • 10.
    Dois tipos deinterações são exploradas como base dos métodos que deverão ser tratados a seguir: Absorção ± a luz é absorvida por um átomo, íon ou molécula indo para um estado energético mais elevado. Emissão ± é a emissão de um fóton pelo atómo, íon ou molécula, retornando para um estado energético mais baixo. .
  • 11.
    História da Espectroscopia Associada com o início dos estudos sobre a luz no século XVII Invenção do espectroscópio em 1859
  • 12.
    Isaac Newton -(1643-1727)
  • 14.
    Newton foi o primeiro cientista a descobrir que a luz branca e composta de outras cores de luz
  • 15.
  • 16.
    1862 - Inventoresdo Espectroscópio e Fundadores da Análise Espectroscópica G. Kirchhoff R. W. Bunsen
  • 18.
    A partir dainvenção do espectroscópio vários elementos foram descobertos: Césio ± 1859 ± Hirchhoff e Bunsen Rubídio ± 1861 - Hirchhoff e Bunsen Tálio ± 1861 - William Crookes Indio ± 1863 ± Ferdinand Reich Hélio ± 1868 ± Sir Norman Lockyer (Sol) Praseodímio e Neodímio ± 1882 ± Baron von Welsbach Holmio ± 1878 ± Homio - Cleve
  • 20.
    Cloreto de Alumínio Cloreto de Cálcio Cloreto de Cobre Cloreto de Lítio
  • 21.
    Cloreto de Sódio Cloreto de Estrôncio Cloreto de Manganês (II) Cloreto de Magnésio
  • 22.
    Espectro - Césio Espectro- Rubídio Espectro - Indio
  • 23.
    Espectro - Tálio Litio Estrôncio Cálcio Sódio
  • 24.
  • 25.
  • 26.
  • 27.
  • 28.
    Os Processos deAbsorção A luz é absorvida somente quando a energia corresponde a energia necessária para provocar uma transição na substância. Transições nas substâncias podem ser: · Eletrônicas · Vibracionais · Rotacionais As duas últimas somente são observadas em moléculas
  • 29.
    Os Processos deAbsorção Eletrônico Mudanças nas distribuições dos elétrons de átomos ou moléculas. Molecular T p T W pW Atômico
  • 30.
    Os Processos deAbsorção y Vibracional Mudanças nas distâncias de separações entre os núcleos (comprimentos das ligações) - IV A B A B y Rotacional Mudanças na energia de uma molécula na forma de rotações ao redor de um centro de gravidade
  • 31.
    Os Processos deAbsorção A absorção de luz é um processo complicado. Cada estado eletrônico é subdividido em um número de subníveis vibracionais. Por sua vez, cada subnível vibracional é dividido em subníveis rotacionais.
  • 32.
    Os Processos deAbsorção
  • 33.
    Os Processos deAbsorção Com moléculas não temos um espectro de linhas e sim um espectro de bandas devido as interações da luz com outras moléculas e com solventes. Além das transições eletrônicas temos transições para subníveis vibracionais e rotacionais.
  • 34.
    Os Processos deAbsorção
  • 35.
    Processos de Emissão Átomos,íons e moléculas podem ser excitados por vários processos Quando eles ³relaxão´ ocorre a ³devolução do excesso de energia. Em alguns casos o relaxamente resulta na emissão de radiação. O tipo de emissão EM é característico da espécie.