Aula 2-INTERAÇÃO DA LUZ COM A MATERIA.pptx

A interação da luz com a matéria resulta em transmissão, reflexão e absorção, que podem ser estudadas pela espectroscopia. A luz é uma onda eletromagnética que interage com os elétrons na matéria, resultando em fenômenos como excitação eletrônica, aquecimento ou emissão de luz (espalhamento, fluorescência).
A frequência da luz determina o tipo de transição energética (eletrônica, vibracional, rotacional) que ocorre na matéria, afetando as cores observadas ou a energia absorvida.
Fenômenos de Interação da Luz com a Matéria
Transmissão: A luz atravessa o material, como no caso do vidro.
Reflexão: A luz é devolvida pela superfície do material, permitindo que o vejamos.
Absorção: A luz é absorvida pela matéria quando sua frequência corresponde à frequência de ressonância do material, convertendo-se em energia térmica ou excitando elétrons.

1. São Bernardo - MA 2018.1 ESPECTROSCOPIA Absorção no visível e no Ultravioleta ( fluorimetria ). Prof. Drª . Maria Garreto 1

2. Perguntas comuns na química analítica : Qual a composição química da matéria? Qual a concentração de cada componente? Ex. como determinar a presença de sais de bário numa amostra? através do teste de chama. De uma forma bem rudimentar, usando a chama do bico de Bunsen como fonte de excitação e os olhos como detector, a visualização de uma coloração verde-amarelada nos dá uma forte indicação da presença de Ba 2+ na amostra.

3. E quantitativo ? E se…. Tivermos uma mistura de Na + e Ca 2+ ? O teste de chama seria não conclusivo, pois ambos os íons emitem luz de coloração amarelada e o olho humano não é capaz de “ resolver ” a diferença de cores. O que fazer ? Métodos de Análise!!!!!!

4. PORQUE UTILIZAR A COR? Há uma relação entre as cores da substancia e a estrutura eletrônica. A energia fornecida por uma fonte de luz promoverá os elétrons do estado fundamental para o estado excitado. 4

5. 5 Ativação do núcleo : A interação de radiações com energia superior à energia de ligação dos núcleos com um material, pode provocar reações nucleares, resultando num núcleo residual e emissão de radiação. Ionização: Interação onde elétrons são removidos dos orbitais pelas radiações, resultando elétrons livres de alta energia, íons positivos ou radicais livres quando ocorrem quebra de ligações químicas Excitação atômica ou molecular: Interação onde elétrons são deslocados de seus orbitais de equilíbrio e, ao retornarem, emitem a energia excedente sob a forma de luz ou raios X característicos. INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA

6. Luz: É uma forma de energia que se propaga no espaço a uma enorme velocidade - normalmente em linha reta . manifesta , ao mesmo tempo, propriedades ondulatórias e de partículas ( propriedades corpusculares ). Responsável por diversos fenômenos ópticos : refração reflexão , espalhamento Polarização interferência , Radiação Eletromagnética e Interação com a Matéria : Tranmissão Difração Polarização Absorção Reações fotoquímicas ( absorção e quebra de ligação química Fluorescência e fosforecência ( absorção e reemissão )

7. Quantizada → ABSORÇÃO DE RADIAÇÃO processo no qual energia eletromagnética é transferida para átomos, íons ou moléculas que compõem a amostra Interação da Radiação Eletromagnética com a Matéria  ABSORÇÃO ATÔMICA Absorção da energia eletromagnética por átomos  espectros de linhas  transições eletrônicas de um ou mais elétrons  ABSORÇÃO MOLECULAR Absorção da energia eletromagnética por moléculas  espectros de bandas E t = Evibracional + Erotacional + Eeletrônica

8. 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 1 10 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 11 10 12 300 800 Visível Raios cósmicos Raios gama Raios X IR Microondas Ondas de rádio UV Comprimento de onda ( nm ) Energia REGIÕES DO ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO É dividido em algumas regiões, obtidas experimentalmente que informam o tipo e o mecanismo de interação com a matéria. As regiões mais importantes são: Espectro eletromagnético (radiações eletromagnéticas) – É o arranjo ordenado das radiações conforme seus comprimentos de onda ( λ ) . Compreende toda região da luz, em seus diferentes componentes de E.

9. 9 Relação entre comprimento de onda e interação com a matéria

10. ESPECTRO VISÍVEL  As radiações de 3 00nm a 800 nm são detectadas pelo olho humano  Essas radiações também são chamadas de LUZ BRANCA 3 00 nm 8 00 nm

11. Como e para que medir a luz? 11

12. 12

13. Absorção da radiação eletromagnética: Quando um feixe de radiação atravessa um meio material – sólido, líquido ou gasoso – certas freqüências podem ser seletivamente absorvidas. Para que a absorção possa ocorrer, o fóton excitador deve possuir uma energia apropriada (E = h.f ). h= contante de Plank (6,62 x 10-34 J.s ); f= frequencia (hertz = /s= s -1 ) Essa excitação pode ser produzida por varias formas, tais como: a) Bombardeamento com elétrons b) Exposição a uma corrente elétrica c) Exposição ao calor de uma chama d) Irradiação com um feixe de radiação eletromagnética ou fonte de luz e) Reação química exotérmica. 13

14. Aplicabilidade da absorção e emissão a) Métodos de Absorção - baseados na medida dos comprimentos de onda ou das intensidades da REM absorvidas pela amostra: na análise quantitativa : o nº de fótons absorvidos é função da concentração ou nº de átomos, íons ou moléculas das espécies absorventes; na análise qualitativa : os comprimentos de onda absorvidos são característicos dos átomos, íons ou moléculas que os absorvem. 14

15. Aplicabilidade da absorção e emissão b) Métodos de Emissão - baseados na emissão da energia radiante emitida por átomos, íons ou moléculas excitados. Na análise qualitativa : baseia-se na medição dos comprimentos de onda de radiação ( espeífico de cada átomo) análise quantitativa : mede-se a intensidade da radiação emitida. 15