Espectrofotometria de absoro molecular- UVVis

NATUREZA DA ENERGIA ELETROMAGNTICA Forma de energia que se propaga no espao a enormes velocidades, normalmente em linha reta

Caractersticas ondulatrias e corpusculares

PARMETROS ONDULATRIOSPERODO (p, 1/) tempo requerido, em segundos, para a passagem de mximos ou mnimos sucessivos por um ponto fixo no espao.

FREQNCIA () nmero de oscilaes do campo que ocorrem por segundo 1/p depende da fonte Hz ou ciclos/s ou s-1

VELOCIDADE (vi) velocidade com que a onda se move no meio depende da freqncia e do meio vi =

no vcuo e no ar c=3,00x108 m/s

COMPRIMENTO DE ONDA () distncia linear entre dois mximos ou mnimos sucessivos de uma onda cm, m, nm

NMERO DE ONDA (, ) nmero de ondas por centmetro de percurso no vcuo cm-1PARMETROS ONDULATRIOS

FEIXE MONOCROMTICO feixe de radiao cujos raios tm comprimentos de onda idnticos

FEIXE POLICROMTICO feixe de radiao constitudo de raios de comprimentos de onda diferentesPARMETROS ONDULATRIOS

PARMETROS CORPUSCULARES A radiao eletromagntica um conjunto de partculas (ftons) de determinada freqncia

A energia deste fton dada pela equao E = h E = energia (unidade = erg)h = 6,624x10-24 erg.s = freqncia

ESPECTRO ELETROMAGNTICO o arranjo ordenado das radiaes conforme seus comprimentos de onda

O espectro foi dividido em vrias regies conforme a origem das radiaes, as fontes e os instrumentos

Regio Comprimento de Onda (nm)

Ultra-Violeta Afastado10 - 200Ultra-Violeta Prximo200 - 380Visvel380 - 780Infravermelho Prximo780 - 3000Infravermelho Mdio3000 - 30000Infravermelho Afastado30000 - 300000Microondas300000 - 1000000000

Joint Committee on Nomenclature in Applied SpectroscopyESPECTRO ELETROMAGNTICO

10-610-510-410-310-210-1110102103104105106107108109101010111012300800VisvelRaios csmicosRaios gamaRaios XIRMicroondasOndas de rdioUVComprimento de ondaEnergiaESPECTRO ELETROMAGNTICO

ESPECTRO VISVEL As radiaes de 800 nm at 300 nm so detectadas pelo olho humano

Essas radiaes tambm so chamadas de LUZ BRANCA

300 nm800 nm

Interao da Radiao Eletromagntica com a Matria No Quantizada

Reflexo Refrao Disperso Espalhamento

Quantizada

ABSORO DE RADIAO processo no qual energia eletromagntica transferida para tomos, ons ou molculas que compem a amostra

Interao da Radiao Eletromagntica com a Matria

Interao da Radiao Eletromagntica com a Matria ABSORO ATMICA Absoro da energia eletromagntica por tomos espectros de linhas transies eletrnicas de um ou mais eltrons ABSORO MOLECULAR Absoro da energia eletromagntica por molculas espectros de bandas

Et = Evibracional + Erotacional + Eeletrnica

Mtodo baseado na medida da energia eletromagntica absorvida por solues inicas ou moleculares

Incidncia da radiao monocromtica sobre meio homogneo

Refletida Absorvida TransmitidaIo = Feixe incidenteI = Feixe transmitidoESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORO MOLECULAR NO ULTRAVIOLETA-VISVEL

A LEI DE LAMBERT Quando a luz monocromtica passa atravs de um meio transparente, a taxa de decrscimo da intensidade com a espessura do meio proporcional intensidade da luz.

A LEI DE BEERA intensidade do feixe de luz monocromtica decresce exponencialmente medida que a concentrao da substncia absorvente aumenta aritmeticamente. Log Po/P =abc Lei de Lambert- Beer ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORO MOLECULAR NO UV-VISVEL

T= transmitncia frao de radiao incidente e transmitida pela soluoT = P/PoA= absorvncia logaritmo decimal da razo entre o poder radiante incidente e o transmitido Relao entre transmitncia e absorvncia. A= log Po/P= log 1/T A= - Log TESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORO MOLECULAR NO UV-VISVEL

Relao entre absorvncia e concentrao A = abc = bc a= absortividade (dependente de b e c)b= comprimento do caminho ticoc= concentrao das espcies absorventes = absortividade molar unidades de c e b so, respectivamente, moles/litro e cm ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORO MOLECULAR NO UV-VISVEL

A radiao incidente monocromtica

As espcies absorventes comportam-se independentemente em relao ao processo de absoro

A absoro ocorre em um volume uniforme de seco transversal

O ndice de refrao da soluo independe da concentrao

Concentrao menor que 10-2 M ( < 10-2 M )LEI DE BEER

REPRESENTAO GRFICA DA LEI DE BEER

Grfico1

0.24

0.095

0.05

0.002

Concentrao ( c )

Absorbncia ( A )

Curva analtica

Plan1

50.240

20.095

10.050

00.002

Plan1

Concentrao ( c )

Absorbncia ( A )

Curva analtica

Plan2

Plan3

ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORO MOLECULAR NO UV-VISVEL

No constncia na relao A/C

Consideraes feitas para deduo da lei no podem ser rigorosamente seguidas na prtica

ndice de refrao no permanece constante quando as concentraes so altas

Radiao no monocromtica DESVIOS DA LEI DE BEER

REAISManifestam-se principalmente para valores elevados de concentrao (C > 10-2 M ) Interao entre os centros absorvente Indice de refrao

APARENTESQumicos Instrumentais DESVIOS DA LEI DE BEER

Componentes

Fonte de radiao( caractersticas)Radiao na faixa espectral desejada (emisso)Emisso estvelPotncia suficiente ( maior potncia < amplificao do sinal)Filamento de tungstnio (375 a 2000 nm)Deutrio (200 a 400 nm)Arco de xennio (200 a 1000 nm)

Filtros e monocromadoresFiltros de absoro (Isolam uma banda espectral ), largura espectral de 30 a 50 nm e transmitncia mxima de 5 a 20 % . Vidros coloridos ou peliculas de gelatina contendo corantes. Filtros de interferncia ( isolam faixa espectral mais estreita) Baseiam-se nos fenmenos de interferncia para isolar uma faixa espectral desejada.

Monocromadores Componentes: fenda de entrada, fenda de sada e sistema de disperso ( Prisma ou rede)

Monocromadores Componentes: fenda de entrada, fenda de sada e sistema de disperso ( Prisma ou rede)

Monocromadores Componentes: fenda de entrada, fenda de sada e sistema de disperso ( Prisma ou rede)

Porta amostra- cubetas Cubetas- recipiente que contem a amostraQuartzo, silica fundida- Regio UV-VisVidro a base de borosilicatos- Regio VisForma e tamanhoRetangulares (1,2 ,5 cm )Cilndricas ( usadas em instrumentos simples, devem ser colocadas sempre na mesma posio)

Detectores - Celula fotovoltaicaCaractersticas- baixo custo, sem fonte externa de alimentao, sujeito a fadiga ( resposta decresce quando exposta a iluminao continua)

Detectores - Celula fototuboCaractersticas- Corrente gerada diretamente proporcional ao poder radiante .Amplificao do sinal de resposta facil

Detectores - Celula fotomultiplicadoraCaractersticas- poder de amplificao alto implica que o poder radiante pode ser pequeno (potncia radiante pode ser 200 vezes menor do que o do foto tubo)

VANTAGENS aplicao extensiva a muitos elementos qumicosinstrumentao relativamente barataas amostras podem ser de natureza inorgnica ou orgnicadisponibilidade de mtodos simultneos e contnuosintervalo de aplicao :10-3 a 10 -6 Mtempo gasto por anlise: moderadoCusto : relativamente baixoTipo de amostras: slidas liquidas e gasosas

Referncias bibliogrficasSKOOG.D.A,HOLLER,F.J.,NIEMAN,T. A .-Princpios de Anlise Instrumental, 5a ed. Bookman,2002SKOOG.D., WEST,D.M.&HOLLER,F.J. Fundamentals of Analytical Chemistry, Saunders College Publ.t th Ed.NY,1996Harris,D.C. Anlise Quimicas Quantitativa, 5a ed. LTC editora,RJ,Brasil, 2001Cienfuegos,F.Vaitsman,D.Anlise Instrumental, Editora Intercincia, RJ,2000.