ESPECTROMETRIA /COLORIMETRIAAnlise InstrumentalProfa. Denise Esteves Moritz

uma forma de energia que se propaga no espao a uma enorme velocidade - normalmente em linha reta.manifesta, ao mesmo tempo, propriedades ondulatrias e corpusculares. Responsvel por diversos fenmenos pticos:refrao, - Difraoreflexo, - Polarizaointerferncia, - DifraoIntroduoRadiao Eletromagntica e Interao com a Matria:

MTODOS PTICOSSo mtodo que se baseiam nas interaes da radiao eletromagntica com a matria.ABSOROIncide-se radiao no material e verifica-se as consequncias.EMISSOExcita-se o material com alguma forma de energia, por exemplo, calor, eletricidade, radiao, e verifica-se as consequncias.

Introduoao contrrio de outros fenmenos ondulatrios a exemplo do som, a radiao eletromagntica no requer suporte material para a sua propagao e, como tal, transmitida no vcuo.a interpretao do fenmeno foto-eltrico e de muitas interaes da radiao eletromagntica com o meio material somente tornou-se possvel admitindo que a radiao consiste de partculas discretas de energia, chamadas ftons.

A onda eletromagntica comporta, pois, um componente eltrico e um componente magntico; os dois componentes oscilam em planos perpendiculares ao outro e perpendiculares direo de propagao da radiao eletromagntica.O que caracteriza a energia luminosa a energia dos ftons pelo comprimento de onda (- lmbda), por uma velocidade de propagao (vi) e por uma frequncia () assim relacionadas: PORTANTO, a LUZ dita onda eletromagntica porque na fsica clssica ela foi descrita como uma oscilao de um campo eltrico se propagando no espao. Esta aproximao permite calcular vrios fenmenos ondulatrios e, a energia das partculas da luzIntroduo

Comprimento de onda

comprimento de onda i a distncia entre dois mximos de onda sucessivas e tem unidades mais usadas so a angstrm (=10- 8 cm), nanmetro (nm = 10 = 10-7 cm ) e o micrmetro (m=104 = 10-4 cm). A freqncia (nmeros de ciclos) tem unidade em ciclos por segundo (s-1) ou hertz (Hz).

Espectro eletromagnticoEspectro eletromagntico se estende desde os raios gama, altamente energticos, at as ondas de rdio, fracamente energticas. A regio visvel do espectro apenas uma pequena faixa de comprimentos de onda dos quais o olho humano sensvel, que vai aproximadamente de 380 a 780 nm. Abaixo e acima da regio visvel do espectro, na escala dos comprimentos de onda, tm-se o ultravioleta e o infravermelho.

Para saber.

Para saber.A razo entre a radiao transmitida e a radiao absorvida pela amostra analisada a transmitncia (T). E o equipamento j fornece a medida em absorbncia (A= -logT ).

Lei de Beer

Para saberOs filtros so caracterizados, tecnicamente, pelo seu coeficiente de transmisso (ou transmitncia), pela sua densidade ptica, ou ainda, pela sua curva de transmisso.Associao de Filtros

Em algumas situaes pode ser conveniente a utilizao de dois ou mais filtros superpostos. Ex: A atenuao do brilho da Lua cheia com filtros neutros pode requerer o uso de mais de um filtro, principalmente quando apenas um no produz a reduo requerida. O agrupamento de vrios filtros superpostos ou separados por uma certa distncia chamado de associao de filtros.

Para saberChama-se coeficiente de transmisso ou transmitncia T ( ), de um filtro ptico neutro ou colorido, em um particular comprimento de onda ( ), a relao entre a intensidade da radiao transmitida ( I ) e a intensidade da radiao incidente ( Io ) sobre ele.O coeficiente de transmisso est sempre compreendido entre 0 (zero) e 1 (um) ou entre 0% e 100%. Quanto maior o coeficiente de transmisso, mais transparente o filtro para o comprimento de onda (ou intervalo de comprimentos de onda) considerado.

Transmitncia & Absorbncia

Perguntas:Qual a composio qumica da matria? Qual a concentrao de cada componente?Ex. presena de sais de brio numa amostra atravs do teste de chama. De uma forma bem rudimentar, usando a chama do bico de Bunsen como fonte de excitao e os olhos como detector, a visualizao de uma colorao verde-amarelada nos d uma forte indicao da presena de Ba2+ na amostra.

E quantitativo?E se.Tivermos uma mistura de Na+ e Ca2+?O teste de chama seria no conclusivo, pois ambos os ons emitem luz de colorao amarelada e o olho humano no capaz de resolver a diferena de cores.

Para conhecermos as caractersticas dos ftons que foram absorvidos para promover a transio eletrnica, precisamos de ferramentas que permitam decompor a radiao incidente nos seus diferentes comprimentos de onda ou frequncia.Para a quantidade de Na+ na amostra, precisamos encontrar uma relao entre intensidade de luz observada e concentrao.

Espectro

Colorimetria Comum!A colorimetria comum baseia-se na comparao visual da colorao da soluo problema com as coloraes de solues padres semelhantemente desenvolvidas. Geralmente, empregada luz branca, natural ou artificial. A comparao visual levada a efeito com equipamento muito simples, mas est sujeita s limitaes do olho humano dificuldade em distinguir pequenas diferenas de intensidade de colorao e reduzida sensibilidade abaixo de 450 nm e acima de 675 nm.As aplicaes da colorimetria se limitam determinao de constituintes menores, na faixa de 10-5 a 1%. As duastcnicas de comparao mais usadas na colorimetria visual so o mtodo da escala de padres e o mtododa variao da espessura.

Colorimetria visual

Fundamento dos Monocromadores

A idia geral de um mtodo instrumentalMtodos espectroscpicosMtodos eletroqumicosi trs a informao sobre a concentraoA trs a informao sobre a concentrao

Mtodos espectroscpicos

Tipo de EspectroscopiaFaixa de comprimento de onda usualFaixa de nmero de onda usual/cm-1Tipo de transioEmisso de raios-gama0,005-1,4 -----nuclearAbsoro, emisso, fluorescncia e difrao de raios-x0,1-100 -----Eltrons internosAbsoro, emisso no UV-vcuo10 180 nm106-5x104Eltrons de valnciaAbsoro, emisso no UV-vis-NIR, Espalhamento Raman180-1400 nm5x104-7x103Eltrons de valncia, vibrao/rotao molecularAbsoro, emisso no infravermelho1,4 - 300m7x103-33Rotao/vibrao molecularAbsoro de microonda0,75 3,75 mm13-2,7Rotao molecularRessonncia de spin eletrnico (EPR)3 cm0,33Spin eletrnicoRessonncia magntica nuclear (RMN)0,6 10 m1,7x10-2-10-3Spin Nuclear

Difrao

Monocromadores Fendas mecnicasFendas mecnicas - As fendas de um monocromador exercem um papel importante na determinao das caractersticas e qualidades do mesmo.A fenda de entrada age como uma fonte de radiao, cuja imagem ser focalizada no plano focal contendo a fenda de sada. Ou, no caso do uso de um detector multicanal, ou uma chapa fotogrfica, no plano focal da rede de difrao cncava, como a da figura.Existe uma relao entre o recproco da disperso linear quando ela escrita da seguinte forma:Onde y pode ser substitudo pela largura da fenda mecnica, w. Ou seja:Onde ef = fenda, ou resoluo espectral.

FIM!Bons estudos!