O documento discute espectrofotometria UV-Vis, descrevendo sua teoria, lei de Lambert-Beer, componentes de um espectrofotômetro e aplicações analíticas."

1. 1
ESPECTROFOTOMETRIA
UV-VIS

2. Aespectroscopia na região UV-Vis do espectro eletrônico
é uma das técnicas analíticas mais empregadas, em
função de sua robustez, custo relativamente baixo e
grande número de aplicações desenvolvidas
Aabsorção molecular na região do ultravioleta e do visível
do espectro depende da estrutura eletrônica da molécula
Aabsorção de energia é quantizada e conduz à passagem
de elétrons de orbitais do estado fundamental para orbitais
de maior energia em um estado excitado
TEORIA
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3. A relação entre a energia absorvida em uma transição
eletrônica e a freqüência (ν), o comprimento de onda
(λ) e o número de onda da radiação que produz a
transição é:
 = hν = hc/ λ = h c
h = constante de Planck
c = velocidade da luz
 = energia absorvida pela molécula
na transição eletrônica
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4. AS CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE UMABANDA
DE ABSORÇÃO SÃOASUAPOSIÇÃO EASUA
INTENSIDADE
 POSIÇÃO
 INTENSIDADE
Aintensidade de uma absorção pode ser expressa em
transmitância (T) definida como:
T = l/l0
l0 = intensidade de energia radiante que incide na amostra
l = intensidade de radiação que emerge da amostra
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5. ANÁLISE ESPECTROFOTOMÉTRICA
“É um dos métodos mais usados nas
determinações analíticas em diversas áreas”.
APLICAÇÃO
 Determinação de compostos orgânicos e
inorgânicos.
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6. RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA
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7. RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA
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 Comprimento de onda () – É a distância entre dois
máximos ou dois mínimos de uma onda;
 Número de onda (-1) – Inverso do comprimento de
onda
 Período (p) – Tempo necessário para completar um
ciclo
 Frequência () – Ciclos/segundo ou Hertz

8. RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA
Velocidade de propagação da luz (c)
c=
Velocidade de propagação da luz (c)
E=h E=hc/
E (Energia) e h (Constante universal de Plank)
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9. ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
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10. • Aregião do espectro do ultravioleta éna faixa de 200 a
400 nmeadaluz visível é entre400 e800nm.
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11. PROPRIEDADES
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12. CORES FUNDAMENTAIS
Cor fundamental Comprimento de onda
(nm)
Violeta
Azul
Verde
Amarelo
Alaranjado
Vermelho
400 – 450
450 – 500
500 – 570
570 – 590
590 – 620
620 – 750
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13. CORES DA LUZ VISÍVEL
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14. LEI DE LAMBERT BEER
 ESTABELECE UMA RELAÇÃO ENTRE A
TRANSMITÂNCIA, A ESPESSURA DA AMOSTRA E A
CONCENTRAÇÃO DAS ESPÉCIES QUE ABSORVEM
log (I0/I) = kcb = A
k = constante característica do soluto
c = concentração do soluto
b = comprimento do caminho ótico através da amostra
A= absorvância
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15. QUANDO C É EXPRESSO EM MOL POR LITRO E O
COMPRIMENTO DO CAMINHO ÓTICO B EM CENTÍMETROS, A
EXPRESSÃO TORNA-SE:
A= cb
O termo  é conhecido como absortividade molar,
antigamente chamado de coeficiente molar
 Quando a concentração c = g/L
A= acb
 Onde a é a absortividade, que se relaciona com a
absortividade molar por:
 = aM

16. LEI DE LAMBERT - BEER
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17. LEI DE LAMBERT - BEER
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18. LEI DE LAMBERT - BEER
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“É a lei fundamental da Espectrofotometria”
“Em um feixe de radiação eletromagnético
incidindo em um meio transparente e
homogêneo (solução), uma parte desta
radiação é absorvida pela solução, outra parte
é transmitida e outra parte é refletida”.

19. LEI DE LAMBERT-BEER
Transmitância (T)
T=P/Po
Absorbância (A)
A=logPo/P A=- logT
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20. LEI DE LAMBERT-BEER
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Absorbância (A)
A=abc
a = absortividade (para c = g/L)
b = espessura do meio ou caminho ótico
c = concentração
 = absortividade molar (para c = mol/L)
A=bc

21. ESPECTROFOTÔMETRO
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22. ESQUEMADOSPRINCIPAISCOMPONENTESDE
UMESPECTROFOTÔMETRO
• A amostra deve estar em um recipiente (cubeta) de
quartzo quando a radiação for na região espectral do
ultravioleta. Quando for na região da luz visível usa-se
os de vidro por ter uma melhor dispersão.
• Os detectores devem ser altamente sensíveis.
• Os dados obtidos pelo detector são enviados para um
dispositivo de processamento de dados. 22

23. INSTRUMENTAÇÃO
FONTES DE RADIAÇÃO
COMPARTIMENTO
AMOSTRA/PADRÃO
DISPOSITIVO DE
PROCESSAMENTO DE DADOS
SISTEMA DETECTOR
MONOCROMADOR
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24. FONTESDERADIAÇÃO
• As fontes mais comuns baseiam-se na
incandescência, mas devem atuar em
temperaturas elevadas para ter uma
cobertura apreciável no ultravioleta.
• São constituídas por filamentos de
materiais que são excitados por
descargas elétricas com elevada
voltagem ou aquecimento elétrico.
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25. FONTESDERADIAÇÃO
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• Condições para uma fonte ser de boa
qualidade para atuar nessa faixa:
 gerar radiação contínua;
 ter intensidade de potência radiante
suficiente para permitir a sua detecção
pelo sistema detector;
 ser estável.
• Além disso deve ter um tempo de vida
longo e preço baixo.

26. FONTES DE RADIAÇÃO
 LÂMPADA DE FILAMENTO DE TUNGSTÊNIO.
Uso na região do visível
 = 180 – 370 nm
 LÂMPADA DE DESCARGA DE HIDROGÊNIO OU DE
DEUTÉRIO.
UV
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27. TIPOS DE FONTES
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28. MONOCROMADORES
• Função: seleção do comprimento de onda em que
se tem interesse para a
análise.
• Constituição:
 fenda de entrada de um elemento de dispersão de
radiação
 fenda de saída
• Tipos:
 prismático
 reticuladores
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29. MONOCROMADORPRISMÁTICO
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• A radiação policromática vinda da fonte de
radiação passa pela fenda de entrada e incide
sobre a face de um prisma, sofrendo um
desvio.
• Os vários comprimentos de onda terão
diferentes direções após a incidência no
prisma. Se for realizado um ajuste
rigorosamente controlado da fenda de saída,
pode-se selecionar o comprimento de onda
desejado.

30. MONOCROMADORPRISMÁTICO
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31. MONOCROMADORRETICULAR
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• O principal elemento dispersante é a rede de difração.
Essa rede consiste em uma placa transparente ou
refletora com muitas ranhuras paralelas e
equidistantes.
• Dispersão resultante desta rede é linear. Os vários
comprimentos de onda dispersos são igualmente
espaçados, por isso a fenda de saída isolará uma
banda de radiação de largura constante.
• A resolução é muito mais elevado que os prismas.

32. MONOCROMADORRETICULAR
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33. FEIXE SIMPLES ou MONO-FEIXE
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34. • Espectrofotômetros mono-feixe:
-Não são cômodos pois a amostra e o branco
tem que ser colocados alternadamente no
único feixe de radiação;
-Não é adequado para medir absorbâncias
em função do tempo;
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35. FEIXE DUPLO
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36. ESPECTROFOTÔMETRODUPLO-FEIXE
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• Dois feixes de radiação são formados no
espaço, por um espelho que divide o feixe
vindo do monocromador em dois. Um feixe
passa através da solução referencia (branco)
até o transdutor e outro, ao mesmo tempo,
passa através da amostra até o segundo
transdutor.
• As duas correntes serão determinadas e
mostradas no indicador de sinal. Com o auxílio
de um dispositivo apropriado, calcula-se a
diferença de transmitância entre os dois feixes,
essa diferença será mostrada no indicador de
sinal como absorvância

37. TIPOS DE CÉLULAS
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38. PROCEDIMENTOS
ANALÍTICOS EM
ESPECTROFOTOMETRIA
VISÍVEL EM ULTRAVIOLETA
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• Análise Qualitativa: dependendo de quanto de
luz que a amostra absorver vai determinar qual
é a espécie, pois o espectro é característico
daquela determinada espécie química.

39. PROCEDIMENTOS ANALÍTICOS
EM ESPECTROFOTOMETRIA
VISÍVEL EM ULTRAVIOLETA
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• Análise Quantitativa: dependendo da
absorbância irá determinar a concentração da
amostra. A condição especial para qualquer
determinação quantitativa é a observação à Lei
de Beer-Lambert, mas o controle do pH, as
técnicas de extração por solventes, o ajuste do
estado de oxidação, entre outras também são
muito importantes.

40. FLUORESCÊNCIAEFOSFORESCÊNCIA
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• Fluorescência é a emissão de luz associada com
elétrons que se movem de um estado excitado para o
estado fundamental.
• Fosforescência é a capacidade que uma espécie
química tem de emitir luz.
• Importante porque algumas substâncias quando
sujeitas às radiações ultravioleta emitem luz
visível.
• As duas são frequentemente muito mais úteis para
se estudar processos biológicos do que a
absorbância, por serem consideravelmente mais
sensíveis, podendo, então, detectar concentrações
bastante baixas.

41. AUTOMAÇÃO NOS MÉTODOS
ESPECTROFOTOMÉTRICOS
UTILIZAÇÃO
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• Os laboratórios que utilizam atualmente esse método
tem se automatizado com a aplicação da
computação, informação, robótica, eletrônica e
tecnologia da engenharia mecânica, com o intuito de
reduzir os erros nas análises.
• Além disso, as análises são complementadas por
outros métodos para se ter o máximo de certeza
possível.

42. MOTIVOS PARA O
DESENVOLVIMENTO DESSES
PROCESSOS
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• Preencher as necessidades dos laboratórios
de análises clínicas, surgidas com o
crescente número de análises.
• Aumento do número de espécies químicas a
serem determinadas no sangue como
análise de rotina
• Além da necessidade de diminuir o custo
dessas análises.

43. VANTAGENS DOS MÉTODOS
INSTRUMENTAIS
AUTOMATIZADOS
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• Maior velocidade no processamento das
análises;
• Maior confiabilidade dos resultados;
• Diminuição das contaminações;
• Diminuição na geração de resíduos
• Menor consumo de amostras e reagentes
• Redução de custos

44. Bibliografia
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⦁ HARRIS, D. C., Análise Química Quantitativa. 7a ed. Rio de
Janeiro. LTC editora. 2008.
⦁ MENDHAM, J., DENNEY, R. C., BARNES, J. D., THOMAS, M. J.
k., VOGEL - Análise Química Quantitativa. 6ª ed. Rio de
Janeiro. LTC editora. 2002.
⦁ BACCAN, M., ANDRADE, J.C., GODINHO, O. E. S., BARONE, J.
S. Química Analítica Quantitativa Elementar, 3a ed. São Paulo.
Editora Edgard Blucher Ltda. 1992.
⦁ SKOOG, D. A., WEST, D. M., HOLLER, F. J., CROUCH, S. R.,
Fundamentos de Química Analítica, 8a ed. São Paulo. Thomson.
2006.