ANÁLISE QUÍMICA INSTRUMENTAL - s3-sa-east … · • É o número de oscilações completas que a onda faz a cada segundo. (unidade hertz (Hz) = ciclo/s) ... Energia/unidade de

ANÁLISE QUÍMICA INSTRUMENTALMétodos espectrais e opticos

Prof. Vanderlei I. Paula contato: [email protected] 07/03/2018 2

6°Ed.Cap. 6 Pg.147-151

6°Ed.Cap. 1 Pg.1-28

6°Ed.Cap. 24 Pg.669-690

Prof. Vanderlei I. Paula contato: [email protected]

Espectro eletromagnético

Fonte: www.cena.usp.br/ irradiacao/espectro.htm

http://www.cena.usp.br/irradiacao/espectro.htm



Você pode se lembrar das cores noespectro visível por meio do nemônicoVELA VAIV, que abrevia Vermelho,Laranja, Amarelo, Verde, Azul, Índigo eVioleta.


CORCOMPRIMENTO DE

ONDA

COR

COMPLEMENTAR

VERMELHO780-620nm VERDE

LARANJA 620-580nmVERDE

AZULADO

AMARELO580-560nm

AZUL

VERDE560-495nm VERMELHO

AZUL 495-465nm AMARELO

VIOLETA465-400nm

AMARELO

ESVERDEADO



Cor absorvida e cor complementar

complementarabsorvidaLuz branca



FUNDAMENTOS DE ESPECTROFOTOMETRIA

Espectrofotometria: Qualquer procedimento que utiliza a luz para medir aconcentração química de qualquer espécie

1. Propriedades da Luz – Radiação Eletromagnética*onda/partícula*onda: campo elétrico/magnético oscilatórios e

perpendiculares entre si

l = comprimento de onda – distância entre 2 máximos (m)

n = freqüência - no. de oscilações/seg (s-1)


Comprimento de onda (l)

• É a distância entre dois máximos vizinhos.

• Pode ter como unidades o m (10-6 m), o nm (10-9 m) ou o A (10-10 m).

Fonte:http://aol.klickeducacao.com.br/Vestibular/02_materias/_image/fis75.gif


Amplitude (A)

• É a distância ortogonal à direção de propagação

Fonte: http://aol.klickeducacao.com.br/Vestibular/02_materias/_image/fis75.gif


Número de onda (ṽ)

• Corresponde ao número de oscilações por distância linear.

• É o inverso do comprimento de onda.

• Depende do índice de refração do meio.

• n = 1/ l


Freqüência (n)

• É o número de oscilações completas que a onda faz a cada segundo. (unidade hertz (Hz) = ciclo/s)


Velocidade de propagação (c)

• 3,00.108 m/s no vácuo

• n = c/l ou n = ṽ.c


Relação entre l e n

c = velocidade da luz (2,998 x 108 m.s-1 no vácuo)

Energia: luz trafega na forma de partículas (fótons)cada fóton possui uma energia E

E = h.n

h = constante de Plank = 6,626 x 10-34 J.s

E = h.n = hc/l

Energia: diretamente proporcional a ninversamente proporcional a l

c = l.n


Absorciometria

Luz absorvida = Io -I

Io I


Transmitância

T = I/Io

ou

T = I/Io x 100

• É a fração da luz original que passa pela amostra.


Absorbância

A = - log T

Ou

A = -log I/Io

• É diretamente proporcional a concentração• Ver cálculo na planilha de Excel





Dependência da Transmitância

• Depende da espessura, ou seja do caminho óptico (c).



• Com a concentração



• Números espécies absorventes

• Quando aumenta a espessura ou aconcentração, aumenta o número deespécies absorventes

• A parte da molécula que absorve a luz éconhecida como cromóforo.


Absorbância (A) A = log Po/P = log 1/T = - log T

Ex: Ausência de absorção P = Po T = 1 A = 0

90% de luz absorvida 10% transmitida P = Po/10 A = 1

LEI DE BEERAbsorbância é diretamente proporcional à concentração da espécie absorvedora

de luz

A = e.b.c

A = absorbância (adimensional)

b = caminho ótico (cm)

c = concentração (mol.L-1)

e = absortividade molar (mol-1.L.cm-1) característico de cada substância em cada l


Quando uma amostra absorve luz, o poder radiante (Po) do feixe de luz édiminuído

Poder radiante: Energia/unidade de tempo/unidade de área do feixe de luz(W/m2)

Fonte de

Luz

Selector de l(monocromador)

Po Amostra PDetector

bluz monocromática

um único l

P < Po

Transmitância (T): Fração original da luz que passa pela amostra

T = P/Po

0 T 1

% T = T.100

0 %T 100%


Espectrofotômetro

• A amostra é colocada em uma cubeta devidro.

• Mede-se a intensidade da luz radiante quepassa através de uma cubeta de referênciacontendo branco (Po).

• Mede-se a amostra.

Fonte

Luminosa

Seletor de

comprimento de onda

(monocromador)

Amostra Detector de luzI0 I


Análise

• Escolher o comprimento de onda onde a absorção é máxima.– A lei de Beer é melhor obedecida quando a absorbância é

praticamente constante dentro da faixa de comprimento deonda selecionada.

– A sensibilidade é maior na região correspondente a absorbânciamáxima.

• A maioria dos espectrofotômetros são mais exatos nos níveisintermediários de absorbância. Ajustar a concentração nestafaixa.

• Cuidados– Com o posicionamento de cubeta,– Limpeza da cubeta.– Entrada de luz externa no compartimento


Análise

• Construir a curva analítica usando padrõesde concentrações conhecidos do analito.

• Medir as amostras de concentraçãodesconhecida.


Calcule a absorbância e transmitância de uma solução 0,00240 mol.L-1 de umasubstância com e = 313 M-1cm-1 em uma cela com 2 cm de caminho ótico

A = e.b.c = 313 x 2 x 0,00240 A = 1,50

A = -log T log T = -A T = 10-A T = 0,0316 T = 3,16%

Espectro de absorção gráfico que mostra a variação de A com l

Cromóforo: parte da molécula responsável

pela absorção

Luz branca: todas as cores do visível –

absorção de certos l da luz branca produz cor

– l que não foram absorvidos

Lei de Beer

i) Vale p/ radiação monocromática

ii) Vale p/ soluções diluídas ( < 0,01 mol.L-1)

Sol. concentradas – proximidade entre

moléculas - interações



0,84

0,69

0,52

0,36

0,18

Curva de calibração em espectotometro UV-Vis


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