Espectrofotometria.pptx

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 A a b s orção molecular n a r egião d o u lt r a viole t a e do vis í v el 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 2

3. A relação entre a energia absorvida em uma transição eletrônica e a freqüência (ν), o co m pr i m e nto d e onda (λ) e o núm e ro d e onda da radiação que produz a transição é:  = hν = hc/ λ = h c h = constante de Planck c = velocidade da luz  = energia absorvida pela molécula na transição eletrônica 3

4. AS CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE UMA BANDA DE ABSORÇÃO SÃO A SUA POSIÇÃO E A SUA INTENSIDADE  POSIÇÃO  INTENSIDADE A intensidade de uma absorção pode ser expressa em transmitância (T) definida como: T = l/l l = intensidade de energia radiante que incide na amostra l = intensidade de radiação que emerge da amostra 4

5. ANÁLISE ESPECTROFOTOMÉTRICA “ É u m d o s m éto d o s mai s u s a do s na s determinações analíticas em diversas áreas”. APLICAÇÃO Det e r m i naçã o d e com p ostos o rgâ n ico s e inorgânicos . 5

6. RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA 6

7. RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA 7 Comprimento d e onda (  ) – É a di s t â n c i a entre d o is máximos ou dois mínimos de uma onda; Número de onda (  -1 ) – Inverso do comprimento de onda P eríodo (p ) – Tempo n e cess á ri o para completar um ciclo Frequência (  ) – Ciclos/segundo ou Hertz

8. RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA Velocidade de propagação da luz (c) c =  Velocidade de propagação da luz (c) E = h  E = h c /  E (Energia) e h (Constante universal de Plank) 8

9. ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO 9

10. A região do espectro do ultravioleta é na faixa de 200 a 40 n m e a d a l u z v i s í v e l é en t r e 40 e 80 nm . 10

11. PR O PR I EDADES 11

12. CORES FUNDAMENTAIS Cor fundamental Comprimento de onda (nm) Violeta Azul Verde Amarelo Alaran j ado Vermelho 400 – 450 450 – 500 500 – 570 570 – 590 590 – 620 620 – 750 12

13. CORES DA LUZ VISÍVEL 13

14. LEI DE LAMBERT BEER  ESTABELECE UMA RELAÇÃO ENTRE A TRANSMITÂNCIA, A ESPESSURA DA AMOSTRA E A CONCENTRAÇÃO DAS ESPÉCIES QUE ABSORVEM log (I /I) = kcb = A k = constante característica do soluto c = concentração do soluto b = comprimento do caminho ótico através da amostra A = a b s o r vância 14

15. QUANDO C É EXPRESSO EM MOL POR LITRO E O COMPRIMENTO DO CAMINHO ÓTICO B EM CENTÍMETROS, A EXPRESSÃO TORNA-SE: A =  cb O termo  é conhecido como absortividade molar, antigamente chamado de coeficiente molar Quando a concentração c = g/L A = acb Onde a é a absortividade, que se relaciona com a absortividade molar por:  = aM

16. LEI DE LAMBERT - BEER 16

17. LEI DE LAMBERT - BEER 17

18. LEI DE LAMBERT - BEER 18 “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, outra parte é transmitida e outra parte é refletida”.

19. LEI DE LAMBERT-BEER Transmitância (T) T = P / P o Absorbância (A) A= lo g P o /P A= - lo g T 19

20. LEI DE LAMBERT-BEER 20 Absorbância (A) A = a b c a = absortividade (para c = g/L) b = espessura do meio ou caminho ótico c = concentração  = absortividade molar (para c = mol/L) A =  bc

21. ESPECTROFOTÔMETRO 21

22. ES Q U E M A D O S P R I NC I P A I S C O M P O N E N T E S D E U M ESPE C T R O F O T Ô M E T R O 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. 22

23. INSTRUMENTAÇÃO FONTES DE RADIAÇÃO COMPARTIMENTO A M OSTRA/P A D RÃ O DISPOSITIVO DE PROCESSAMENTO DE DADOS SISTEMA DETECTOR MONOCROMADOR 23

24. F O N T E S D E R A D I A Ç Ã O 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. 24

25. F O N T E S D E R A D I A Ç Ã O 25 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.

26. 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 26

27. TIPOS DE FONTES 27

28. 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 28

29. M O N O CR O M A D O R P R I S M Á T I C O 29 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.

30. M O N O CR O M A D O R P R I S M Á T I C O 30

31. M O N O CR O M A D O R R E T I CU L A R 31 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.

32. M O N O CR O M A D O R R E T I CU L A R 32

33. FEIXE SIMPLES ou MONO-FEIXE 33

34. 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; 34

35. FEIXE DUPLO 35

36. ESPE C T R O F O T Ô M E T R O DU P L O - F E I X E 36 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

37. TIPOS DE CÉLULAS 37

38. PROCEDIMENTOS ANALÍTICOS EM ESPECTROFOTOMETRIA VISÍVEL EM ULTRAVIOLETA 38 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.

39. PROCEDIMENTOS ANALÍTICOS EM ESPECTROFOTOMETRIA VISÍVEL EM ULTRAVIOLETA 39 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.

40. F L U O R ES C Ê NC I A E F O S F O R ES C Ê NC I A 40 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.

41. AUTOMAÇÃO NOS MÉTODOS ESPECTROFOTOMÉTRICOS UTILIZAÇÃO 41 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.

42. MOTIVOS PARA O DESENVOLVIMENTO DESSES PROCESSOS 42 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.

43. VANTAGENS DOS MÉTODOS INSTRUMENTAIS AUTOMATIZADOS 43 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

44. Bibliografia 44 HARRIS, D. C., Análise Química Quantitativa . 7 a 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 , 3 a ed. São Paulo. Editora Edgard Blucher Ltda. 1992. SKOOG, D. A., WEST, D. M., HOLLER, F. J., CROUCH, S. R., Fundamentos de Química Analítica , 8 a ed. São Paulo. Thomson. 2006.