espectrofotometria

1. 1
ESPECTROFOTOMETRIA
UV-VIS

2. A espectroscopia 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
TEORIA
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3. A absorção molecular na região do
ultravioleta e do visível do espectro depende
da estrutura eletrônica da molécula
A absorção 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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4. 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 = h.c/ λ = h .c
h = constante de Planck
c = velocidade da luz
 = energia absorvida pela molécula na
transição eletrônica
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5. CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE UMA BANDA DE
ABSORÇÃO SÃO A SUA POSIÇÃO E A SUA
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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6. 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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7. RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA
7

8. RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA
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 Comprimentode onda () – É a distância
entre dois máximos ou dois mínimos de uma
onda;
 Número de onda (-1) – Inverso do
comprimento de onda

9. RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA
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 Período (p) – Tempo necessário para
completar um ciclo
 Frequência () – Ciclos/segundo ou
Hertz

10. 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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11. ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
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12. Aregião do espectro do ultravioleta é na faixa
de 200 a 400 nme a da luz visível é entre 400
e 800 nm.
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13. PROPRIEDADES
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14. 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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15. CORES DA LUZ VISÍVEL
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16. LEI DE LAMBERT BEER
 ESTABELECE UMA RELAÇÃO ENTRE A
TRANSMITÂNCIA, A ESPESSURA DA AMOSTRA E A
CONCENTRAÇÃO DAS ESPÉCIES QUE ABSORVEM
log (I0/I) = k.c.b = A
k = constante característica do soluto
c = concentração do soluto
b = comprimento do caminho ótico através da amostra
A= absorbância
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17. LEI DE LAMBERT - BEER
17

18. LEI DE LAMBERT - BEER
18

19. LEI DE LAMBERT - BEER
19
“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 e outra
parte é transmitida".

20. LEI DE LAMBERT-BEER
Transmitância (T)
T=P/Po
Absorbância (A)
A=logPo/P A=- logT
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21. 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

22. ESPECTROFOTÔMETRO
22

23. ESQUEMA DOS PRINCIPAIS COMPONENTES DE
UM ESPECTROFOTÔMETRO
• 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. 23

24. INSTRUMENTAÇÃO
FONTES DE RADIAÇÃO
COMPARTIMENTO
AMOSTRA/PADRÃO
DISPOSITIVO DE
PROCESSAMENTO DE DADOS
SISTEMA DETECTOR
MONOCROMADOR
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25. 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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26. 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.

27. 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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28. TIPOS DE FONTES
28

29. 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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30. 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.

31. MONOCROMADORPRISMÁTICO
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32. MONOCROMADOR RETICULAR
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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.

33. MONOCROMADORRETICULAR
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34. FEIXE SIMPLES ou MONO-FEIXE
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35. • 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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36. FEIXE DUPLO
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37. ESPECTROFOTÔMETRO DUPLO-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

38. TIPOS DE CÉLULAS
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39. PROCEDIMENTOS
ANALÍTICOS EM
ESPECTROFOTOMETRIA
VISÍVEL EM ULTRAVIOLETA
39
• 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.

40. 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.

41. FLUORESCÊNCIA E FOSFORESCÊNCIA
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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.

42. 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.

43. 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.

44. 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

45. EXERCÍCIOS
• DEFINA:
• TRANSMITÂNCIA
• ABSORBÂNCIA
• Qual é o intervalo de comprimento de onda
da luz visível? E da Luz Ultravioleta?
• Por que é mais exato medir a
absorbância na faixa entre 0,2 e 0,9?

46. EXERCÍCIOS
• Calcule a Absorbância a partir da
transmitância fornecida: A = - log T
a) 3,15%
b) 0,0290
c) 1,15%
d) 0,001
e) 0,812
f) 2,75%
g) 0,556
h) 40,5%

47. EXERCÍCIOS
• Calcule Transmitância a partir da absorbância
fornecida: T = 10-A
a) 6,12%
b) 0,0890
c) 2,35%
d) 0,021
e) 0,732
f) 5,75%
g) 0,8656
h) 30,5%

48. EXERCÍCIOS
Considere os dados espectrofotométricos da tabela
abaixo para um determinado composto.
• Concentração (mol L-1) Absorbância
• 0,000016 0,003
• 0,000039 0,031
• 0,0078 0,079
• 0,000157 0,186
• 0,000313 0,392
• 0,000470 0,610
• 0,000626 0,784
• 0,000783 1,058
Construa o gráfico de Absorbância versus
concentração.

49. Bibliografia
49
⦁ 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.