espetroscopia do infravermelho

Espetroscopia do Infra-Vermelho
Técnicas de medição em física
Curso: Meteorologia
Discentes :
Machava, Azaldo
Ganhane, Gonçalves
João, Elvino
Massango, Mussagy

U NIVERSIDAD E EDUARDO

Objectivo Geral:
 Conhecer os princípios gerais de medição da
espectroscopia;
Identificar e conhecer os princípios de
funcionamento dos aparelhos usados na medição
da espectroscopia.

Objectivos Específicos
 Descrever e explicar os principais factores que
regem o processo de absorção na espectroscopia
do infravermelho;
 Explicar o princípio de funcionamento de
aparelhos de medição da espetroscopia no
infravermelho;
 Importancia e suas aplicações nas diversas áreas
socias.

introdução
Atualmente é muito importante o
conhecimento de Espectrofotometria
em análises químicas, e fisicas devido
ao facto de serem ciências
esperimentais e que estudam as
transformações das substancias e
varios outros fenómenos fisicos que
acontecem na naturesa.


Princípios básicos
Espectroscopia

De uma maneira geral, consiste no estudo da
radiação eletromagnética emitida
ou absorvida por um corpo.


Princípios básicos
Radiação Eletromagnética
São ondas que se propagam pelo espaço,
algumas das quais são percebidas ao olho
humano como no caso da luz.


Princípios Básicos
Espectro
É a relação da intensidade de radiação
transmitida, absorvida ou refletida em
função do comprimento de onda ou
freqüência da dita radiação.


Princípios Básicos
Radiação infravermelha
É uma radiação não ionizante na porção
invisível do espectro eletromagnético que
está adjacente aos comprimentos de onda
longos, ou final vermelho do espectro da
luz visível.


Breve historial da espetroscopia
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 denominadade infravermelho

.


TÉCNICAS DE ESPECTROSCOPIA
DE IV
Destacam-se três (3) técnicas:

Absorção
Reflectância Difusa
ATR - Attenuated Total Reflection


TÉCNICAS DE ESPECTROSCOPIA
DE IV
Absorção
Esta técnica não necessita de acessórios
muito complexos, no entanto exige
preparação cuidada
da amostra.
A amostra tem que ter uma espessura tão
pequena quanto a necessária para que a
radiação a
possa atravessar se tal não for possível

TÉCNICAS DE
ESPECTROSCOPIA DE IV
Continuação: pode-se recorrer a outras
variantes que facilitam o suporte e
preparação da amostra, de que as mais usuais
são:
- Pastilha de KBr-para a qual é necessário ter a
amostra sob a forma de pó/grãos finos,
-Célula de diamante-para pequenas quantidades
de amostras, em que duas peças de diamante
comprimem a amostra sob a forma de uma lâmina
fina e passível de transmitir a radiação.


TÉCNICAS DE ESPECTROSCOPIA DE
IV
fig. Fotografia da célula de diamante


IV
Reflectância Difusa
Quando um feixe IV, focado, incide numa partícula material
a interacção entre os dois pode ocorrer de diversas
formas:
-reflexão especular que ocorre à superfície das partículas,
isto é, sem penetração;
-reflexão difusa pelas partículas da amostra, a qual se deve
à difusão da radiação incidente e
penetrante, pela estrutura cristalina da amostra.


IV
Fig.2 Esquema do acessório utilizado em processo de
reflectância difusa que ocorre na amostra


TÉCNICAS DE ESPECTROSCOPIA DE IV
TR - Attenuated Total Reflection
A técnica utiliza o fenómeno de reflexão interna total no
interior de um cristal, para analisar uma
amostra em contacto com esse mesmo cristal. A reflexão
do feixe no interior do cristal (a qual depende
do ângulo de incidência do feixe no cristal (θ)) irá dar
origem a uma onda “evanescente” que se estende
para lá da superfície do cristal em contacto com a
amostra e para o interior desta. A profundidade de
penetração da onda evanescente (p), dada por:


IV
Onde n1 e n2 são os índices de refracção da amostra e do
cristal, respectivamente.
Esquemas de um acessório de ATR em que a atenuação do
sinal ocorre por múltiplas reflexões


Interação do iv com a matéria

A radiação infravermelha, no intervalo de 10.000 - 100 cm1 é
absorvido e convertido por uma molécula orgânica em
energia de vibração molecular Esta absorção é
quantificado:


Resultados da absorção
 Quando uma molécula absorve a radiação
Infravermelha, passa para um estado de
energia excitado.
 A absorção se dá quando a energia da
radiação IV tem a mesma freqüência que a
vibração da ligação.
 Após a absorção, verifica-se que a vibração
passa ter uma maior amplitude.


Principios fisicos


Princípios físicos
Cont.


Técnica de análise para colher o
espectro infravermelho
A figura abaixo mostra as características essenciais de
um espectrofotômetro de feixe simples.


Técnica de análise para colher o
espectro infravermelho


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.


Aplicações
MEDICINA
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.


Aplicações
INDÚSTRIA
Pirômetros em siderúrgicas – Lei de Wien – radiação de corpo negro.


Aplicações

ASTRONOMIA
Uso em telescópios espaciais como o hubble ou sondas espaciais
enviadas pela NASA


Aplicações

Informação química das estrelas e planetas.


Aplicações
Na fisica e Quimica
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.


conclusão
Depois de ter feito este trabalho concluimos que a
espectroscopia do infravermelho é um tipo de
espectroscopia de absorção a qual usa a região do
infravermelho do espectro electromagnético e que ela se
baseia no simples facto de que as ligações químicas das
substâncias
possuem
frequências
de
vibrações
específicas, as quais correspodem a niveis de energia da
molécula.


Bibliografia

 Workman Jr., Jerome. An Introduction to Near Infrared
Spectroscopy. 2005
 Barbara S, Bill G, Peter McI. Modern Infrared Spectroscopy.
University of Greenwich : JohnWiley and Sons.
 Manual de Métodos de Física Experimental (edição do
Departamento de Física, R.J.Uthui, 1993);


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