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Prof. Cláudia Miranda
➢ Conceitos Básicos
• Espectrometria: Termo analítico para quantificação de substâncias através de
medidas baseadas na luz e outras formas de radiação eletromagnética (interação
da radiação com a matéria);
• Métodos Espectroscópicos: Qualquer técnica empregada para o levantamento
de dados físico-químicos através de energia radiante incidente em uma amostra;
• Medem a quantidade de radiação emitida ou absorvida pelas substâncias de
interesse = concentração da espécie;
• A RE (Radiação Eletromagnética) classificados de acordo com as regiões
espectrais;
➢ Regiões 
Espectrais
➢ Conceitos Básicos
• Métodos Espectroquímicos: técnicas espectroscópicas de determinação
qualitativa e quantitativa de compostos orgânicos e inorgânicos;
✓Consideraremos particularmente: absorção da radiação UV, visível e IV;
• Radiação Eletromagnética: emissão de pequenos pulsos de energia através do
espaço em velocidades altíssimas.
✓Principal característica (RE): propriedades ondulatórias;
✓Propriedades (RE): comprimento de onda (), frequência (), velocidade (c) e
amplitude (A);
➢ Propagação da RE
➢ Propriedades da RE:
•Comprimento de onda (): é distancia linear entre dois máximos ou mínimos
de onda (duas cristas ou dois vales);
• Medido em diferentes unidades: 
 Frequência (): número de oscilações do
vetor campo elétrico por unidade de
tempo ( 1/p);
 Unidades: Hertz (Hz) ou ciclo/s (1 s-1);
Logo: 1 Oscilação / s = 1 hertz (Hz)
106 Oscilações / s = 1 MHz
 Determinada pela fonte que a emite e
permanece constante independente do
meio que atravessa;
➢ Propriedades da RE:
 Amplitude (A): é o comprimento do vetor campo elétrico no ponto máximo da onda;
➢ Propriedades da RE:
• Velocidade: depende do meio da frequência; 
c =  .
No vácuo assume valor constante: Cvácuo = 3 x 10
10 cm.s-1 = 300.000 Km.s-1 = 3 x 108 m.s-1
Cmeio  Cvácuo  em meios contendo matéria a luz move-se com velocidade menor pela
interação do campo eletromagnético com a matéria (elétrons do meio);
• O fator segundo o qual a velocidade é reduzida chama-se índice de refração (n):
n = Cvácuo /Cmeio
Comprimento de onda
frequencia
➢ Propriedades da RE:
Questão 1: Sabendo que a frequência da cor vermelha é f = 4,6 . 1014 e sendo a velocidade da 
luz c = 3 . 108 m/s, calcule o comprimento de onda dessa cor.
➢ Colocando em prática
c =  .
Resolução: 
 = 
𝐜

 = 
𝟑 𝐱 𝟏𝟎𝟖
𝟒,𝟔 𝐱 𝟏𝟎 𝟏𝟒
𝛌 = 0,65 x 10−6m
𝛌 = 650 x 10−9m λ = 650 𝑛m
Questão 2: Uma radiação eletromagnética se desloca à velocidade da luz, 3 x 108 m.s-1, com
uma frequência de 4,32 x 1014 oscilações por segundo. Calcule o comprimento de onda da
radiação em nm?
➢ Colocando em prática
c= 𝑣 . 𝜆
𝜆 =
𝑐
𝑣
𝜆 =
3 𝑥 108
4,32 𝑥 1014
𝜆 =6,9444 x 10-7m
𝜆 = 695 x 10-9m
𝜆 = 695 nm
➢ Propriedades da RE:
• Número de onda: número de ondas por centímetro = 1/ . Unidade : cm-1.
Utilidade: descrever radiação no infravermelho na detecção de espécies orgânicas na faixa
de 2,5 a 15 µm.
Número de onda = diretamente proporcional à energia e frequência;
Exercício 1. Calcule o número de onda de um feixe de radiação infravermelha de
comprimento de onda de 5,00 µm.
Dica: n° onda ( υ ) = 1/ 
➢ Propriedades da RE:
∪=
1

∪=
1
5 . 𝟏𝟎−𝟒 ∪=
1
5 . 𝟏𝟎−𝟒
∪= 2 . 103𝑐𝑚−1
• Potência Radiante (P): energia de um feixe que atinge uma determinada área por
unidade de tempo. Unidade : watts (W);
• Intensidade (I): frequentemente empregadas como sinônimos. É a potência radiante
por unidade de ângulo. Ambas as unidades são proporcionais ao quadrado da
amplitude.
Logo:
P = I = A2
O modelo ondulatório falha quando se considera os fenômenos de absorção e emissão
de energia radiante. Para estes processos a radiação eletromagnética pode ser tratada
como pacotes de energia ou partículas denominadas fótons ou quanta.
Quando a R.E. é absorvida ou emitida  ocorre uma transferência de energia de um
meio para outro.
➢ Propriedades da RE:
• Relação entre energia, frequência, comprimento de onda e número de onda:
E = h.
Como : c =  . , logo E = h. c/ 
Como : ( υ ) = 1/  , logo
E = h.c. υ
Onde:
• E = energia em joule (J)
•  = frequência em Hertz (1 s-1 )
• h = constante de Planck = 6,6256 x 10-34 J.s
• υ = número de onda (cm-1)
• c = velocidade ( se for no vácuo 3 x 1010 cm.s-1 ou 3 x 108 m.s-1)
•  = comprimento de onda (nm, cm, m, µm);
➢ Propriedades da RE:
Questão 3: A menor quantidade de energia radiante que um corpo pode emitir ou absorver
é um quantum de energia, n = 1
E = nhν⇒ E = nhcλ
São dados:
n = 1
h = 6, 63 × 10−34 J s
c = 3, 0 × 108 m.s−1
λazul = 470 nm = 4,70 × 10−7 m
λvermelha = 700 nm = 7,00 × 10−7 m
➢ Colocando em prática
Resolução: 
𝑆𝑢𝑏𝑠𝑡𝑖𝑡𝑢𝑖𝑛𝑑𝑜 𝑜𝑠 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑑𝑎𝑑𝑜𝑠, 𝑛𝑎 𝑒𝑞𝑢𝑎çã𝑜 𝐸 = 𝑛ℎ
𝑐
𝜆
𝑡𝑒𝑟𝑒𝑚𝑜𝑠:
1 Passo: utilizando o comprimento de onda azul.
𝐸𝑎𝑧𝑢𝑙 = 𝑛ℎ
𝑐
𝜆𝑎𝑧𝑢𝑙
𝐸𝑎𝑧𝑢𝑙 = 1 𝑥 6,63 𝑥 10
−34 𝐽𝑠
3 𝑥 108𝑚. 𝑠−1
4,70 𝑥 10−7𝑚
𝐸𝑎𝑧𝑢𝑙 = 4,23 𝑥 10
−19𝐽
2 Passo: utilizando o comprimento de onda vermelha.
𝐸𝑣𝑒𝑟𝑚𝑒𝑙ℎ𝑎 = 𝑛ℎ
𝑐
𝜆𝑣𝑒𝑟𝑚𝑒𝑙ℎ𝑎
𝐸𝑣𝑒𝑟𝑚𝑒𝑙ℎ𝑎 = 1 𝑥 6,63 𝑥 10
−34 𝐽𝑠
3 𝑥 108𝑚. 𝑠−1
7,00 𝑥 10−7𝑚
𝐸𝑣𝑒𝑟𝑚𝑒𝑙ℎ𝑎 = 2,84 𝑥 10
−19𝐽
• Espectro eletromagnético cobre uma faixa enorme de energias. A interação do
analito com a radiação eletromagnética pode resultar em várias alterações como:
spin (rotação), orientação, da configuração, distribuição eletrônica, configuração
nuclear (raios gama);
➢ Propriedades da RE:
Medidas espectroscópicas
• Muitos elementos químicos foram
descobertos por meio da
espectroscopia.
• Amostra é estimulada;
• Antes do estímulo, o analito se
encontra no estado fundamental
(energia mais baixo);
• Estímulo faz com que espécies do
analito sofram uma transição para
um estado excitado (maior
energia);
• Resultados expressos através de
um espectro (gráfico); Espectroscopia de emissão ou quimiluminescência 
Diagrama de níveis energéticos
Espectro = gráfico de radiação
• Durante o processo de estímulo nem toda radiação incidente é absorvida e transmitida. No
entanto, a quantidade absorvida fornece informações sobre o analito;
• Espectroscopia de absorção: mede-se a quantidade de luz absorvida em função do
comprimento de onda (informações qualitativas e quantitativas);
• Espectroscopia de fotoluminescência: a emissão de fótons é medida após a absorção
(fluorescência e fosforescência);
• Foco = espectroscopia de absorção na região UV/Visível = largamente empregada em
química, biologia, ciências forenses, engenharia, análises clínicas e etc.
Medidas espectroscópicas
Absorção de RE
 A absorção da R.E. por um meio material  é uma interação quantizada que depende
da estrutura das espécies atômicas ou moleculares envolvidas
 Quando um feixe de radiação atravessa um meio material, seu vetor campo elétrico (E)
atua sobre os átomos, moléculas e íons do meio e certas frequências são seletivamente
absorvidas;
• Exemplo – Determinação
colorimétrica do ferro baseada
no seu complexo com
tiocianato (Fe(SCN)+2
Medidas espectroscópicas
• A energia absorvida é fixada por átomos ou moléculas que, sofrendo excitação,
passa do estado fundamental para um estado excitado (estado energético
superior)
• Átomos, moléculas e íons  possuem número limitado de níveis de energéticos
• Ex: Na11 = 1s2 2s2 2p6 3s1
• Para a absorção ocorrer o fóton excitador deve possuir uma energia apropriada:
h = E
Onde:
h = energia do fóton
E = Diferença de energia entre o estado fundamental e o estado excitado
• Retorno do elétron do estado excitado  através de diferentes processos
Medidas espectroscópicas
• Exercício 4. Em quantos quilojoules por mol a energia de O2 aumenta quando ela
absorve a radiação ultravioleta com um comprimento de onda de 147nm?
• Dica: E = h = h.c/ 
Energia encontrada será em 1 molécula de O2;
Em 6,022 x 1023 moléculas = 1 mol = resposta!!!
Medidas espectroscópicas
Resolução
Dados importantes
h= 6,6 x 10-34 J/s
C = 3 x 108 m/s 
E=
ℎ.𝑐
 E=
6,6 .10−34 𝐽 . 𝑠−1 𝑥 3 .108𝑚 .𝑠−1
147 𝑥 10−9𝒎
E= 1,35 x 10-18J / molécula
E= 8,11 x 105 J/mol
E = 811 KJ/mol
Exercício 5: Qual energia (em quilojoules ) é transportada por um mol de fótons de luz
vermelha com λ = 650 nm?
E=
ℎ.𝑐

E=
6,6 .10−34 𝐽 . 𝑠−1 𝑥 3 .108𝑚 .𝑠−1
650 𝑥 10−9𝒎
E= 3,04 x 10-18J / molécula
E= 3,04 x 10-18J x 6,02 x 1023mol
E= 1,83 x 106 J/mol
E= 183,01 KJ/mol
ou
Medidas espectroscópicas
Espectrometria de Absorção pode ser: Atômica ou Molecular
Espectrometria de Absorção Molecular
• Medidas de absorção da radiação UV-Vis  ampla aplicação na quantificação de
espécies inorgânicas e orgânicas;
• Absorção de UV-Vis pelas moléculas geralmente ocorre em uma ou mais bandas de
absorção, cada uma contendo muitas linhas discretas, próximas uma das outras;
• Cada linha = elétron de um estado fundamental para um estado excitado;
• O comprimento de onda no qual uma molécula absorve depende de quão fortemente
seus elétrons estão ligados (fótons interagem com elétrons da ligação);
• Faixa de trabalho 180-780nm;
Compreende três tipos de energia: rotacional, vibracional e eletrônica
Et = Er + Ev + Ee
•Er  associada a rotação da molécula em torno do seu centro de gravidade “ocorrem em
regiões de baixa energia (µ ondas e I.V.). A energia não é suficiente para provocar outros
tipos de transição”
•Ev  energia da molécula como um todo devido às vibrações interatômicas (entre átomos);
•Ee  associada com os elétrons nos vários orbitais externos da molécula “ocorrem nas
regiões entre 110 e 750 nm. São sempre acompanhadas das outras transições”
Espectrometria de Absorção Molecular
Espectrometria de Absorção Molecular
•Agentes cromóforos:
grupos orgânicos que
absorvem na região
do UV-Vis;
Espectrometria de Absorção Molecular
• Espectrometria UV-Vis  Transmitância (T), Absorbância (A), Células
transparentes, Caminho ótico (b)
• Concentração (c)  relação linear com A
• Quando um feixe de radiação monocromática atravessa uma solução
contendo uma espécie absorvente, uma parte dessa energia é absorvida,
enquanto a outra é transmitida;
• Transmitância  atenuação sofrida pelo feixe de radiação incidente;
• Absorbância  depende do número de centros absorventes (concentração);
Espectrometria de Absorção Molecular
➢ Processo de Absorção
• A grandeza de atenuação depende da
concentração das moléculas absorventes e da
extensão do caminho sobre o qual ocorre o
processo;
• À medida que a luz atravessa um meio, um
decréscimo de intensidade ocorre na
proporção que o analito é excitado;
• Quanto mais longo for o caminho percorrido
pela luz (caminho óptico), maior será a
atenuação;
• Para um dado caminho óptico quanto maior
for a concentração mais forte será a
atenuação;
Espectrometria de Absorção Molecular
feixe
incidente, Po
feixe
emergente, P
Reflexão (perda) Espalhamento (perda)Transmitância/Absorbância
Transmitância: normalmente é expressa como porcentagem = %
T = P / Po x 100%
Absorbância: relacionada com a transmitância de forma
logarítmica. Grandezas inversamente proporcionais;
Espectrometria de Absorção Molecular
Capacidade de 
transmitir a luz
Capacidade de 
absorver a luz
 Compensar os efeitos de perda utiliza-se uma célula idêntica contendo somente o
solvente ou branco dos reagentes;
 Absorbância experimental que se aproxima da real é:
P
P
P
P
A o
solução
solvente loglog =
0 % T: realizado na ausência de radiação, compensar a corrente de escuro
100 % T: compensar absorbância do solvente
Espectrometria de Absorção Molecular
A = – log%T
➢ Colocando em prática
Questão 6: Calcule a absorbância sabendo-se que a transmitância é:
a) 3,15%
b) 1,15% 
c) 55,8%
T = 0,0315 A = 1,50
T = 0,0115 A = 1,94
T = 0,558 A = 0,2534
A = -logT
T = 10-A
➢ Colocando em prática
Questão 6: Calcule a absorbância sabendo-se que a transmitância é:
a) 3,15%
b) 1,15% 
c) 55,8%
a) A = 1,50
b) A = 1,94
c) A = 0,253
➢ Colocando em prática
Questão 7: Uma solução colorida possui transmitância T sob determinadas condições
espectrofotométricas. Se dobrarmos a sua concentração a nova transmitância nas mesmas
condições será:
a) ( ) log 2T
b) ( ) 2T
c) ( ) ½ T
d) ( ) T2
e) ( ) T1/2
T = 10-A
T2 = (10-A)2
T2 = 10-2A
➢ Colocando em prática
Questão 7: Uma solução colorida possui transmitância T sob determinadas condições
espectrofotométricas. Se dobrarmos a sua concentração a nova transmitância nas mesmas
condições será:
a) ( ) log 2T
b) ( ) 2T
c) ( ) ½ T
d) ( ) T2
e) ( ) T1/2
x
(a) fonte de luz, 
(b) colimador, 
(c) prisma ou rede de difração, 
(d) fenda seletora 
(e) cubeta contendo solução, 
(f) detector, 
(g) leitor.
Espectrofotômetro de Absorção
➢ Lei de Beer - Lambert
Espectrometria de Absorção Molecular
Onde:
I = Intensidade da luz transmitida
Io = Intensidade da luz incidente
x = constante denominada coeficiente de absorção e que depende do meio absorvente empregado
1 = Espessura do meio absorvente
Esta lei pode ser expressa pela seguinte equação:
I = Io . 10 
-x1
✓ Lambert (1870) observou a relação entre a transmissão de luz e a espessura da camada do
meio absorvente. Quando um feixe de luz monocromática, atravessava um meio transparente
homogêneo, cada camada deste meio absorvia igual a fração de luz que atravessava,
independentemente da intensidade da luz que incidia. A partir desta conclusão foi enunciada
a seguinte lei: " A intensidade da luz emitida decresce exponencialmente à medida que a
espessura do meio absorvente aumenta aritmeticamente ".
➢ Lei de Beer - Lambert
Espectrometria de Absorção Molecular
✓ Beer em 1852 observou a relação existente entre a transmissão e a concentração do meio
onde passa o feixe de luz. Uma certa solução absorve a luz proporcionalmente à
concentração molecular do soluto que nela encontra, isto é, " A intensidade de um feixe de
luz monocromático decresce exponencialmente à medida que a concentração da substância
absorvente aumenta aritmeticamente ".
Expressa pela equação:
I = Io . 10
-kc
Onde:
I = Intensidade da luz transmitida
Io = Intensidade da luz incidente
k = Constante denominada coeficiente de absorção
c = Concentração do meio absorvente
As leis de Beer-Lambert são o fundamento da espectrofotometria. Elas são tratadas
simultaneamente, processo no qual a quantidade de luz absorvida ou transmitida por uma
determinada solução depende da concentração do soluto e da espessura da solução ( l ).
➢ Lei de Beer - Lambert
Espectrometria de Absorção Molecular
• Como a A = -logT, temos:
A = -logT
A = - logT = logPo/P = abc
• a = constante de proporcionalidade (absortividade) (L g-1 cm-1)
• b = caminho óptico;
• c = concentração
• Quando expressamos a concentração em mol.L-1 e b em centímetros, a constante de
proporcionalidade é chamada de absortividade molar () (L mol-1 cm-1 );
➢ Lei de Beer - Lambert
Espectrometria de Absorção Molecular
A=bc
➢ Representação gráfica da Lei de Beer
Espectrometria de Absorção Molecular
Questão 8: Uma solução 7,25 x 10-5 mol L1 de permanganato de potássio apresenta
uma transmitância de 44,1% quando medida em uma célula de 2,10 cm no
comprimento de onda de 525 nm. Calcule
(a) a absorbância dessa solução;
(b) a absortividade molar do KMnO4.
➢ Colocando em prática
A=bc
a) A = 0,356 A=bc
0,356 =  . 2,10 . 7,25 x 105
0,356 =  . 1,5225 . 106
 = 2,34 . 10-7
Questão 9: Encontre a absorbância e a transmitância de uma solução 0,00240 mol L-1 de
uma substância com coeficiente de absortividade molar de 313 L mol-1 cm–1 numa cubeta
de 2,00 cm de caminho óptico.
➢ Colocando em prática
A=bc
 = 3,56 . 104 L . Mol-1 . cm-1
Questão 10: A absorbância de uma solução 2,31 x 10-5 mol L-1 de um composto é de 0,822,
no comprimento de onda de 266 nm, numa cubeta de 1 cm de caminho óptico. Calcule a
absortividade molar do composto em 266 nm.
➢ Colocando em prática
A=bc
 = 3,56 . 104 L . mol-1 . cm-1
Questão 11: Uma soluçãodo analito (ε = 676cm-1M-1) tem uma absorbância de 0,228
numa célula de amostra de 1,00 cm. Qual é a concentração do analito?
➢ Colocando em prática
C = 3,37 . 10-4 M
Questão 12: Na determinação de uma proteína pelo método de Bradford, a cor de um
corante muda de marrom para azul a (medida pela absorbância da luz em um comprimento
de onda de 595 nm) é proporcional à concentração de proteína presente.
➢ Colocando em prática
a) Utilizando qualquer programa de computador, tente obter a curva analítica com os
dados fornecidos, bem como a equação da curva e o coeficiente de correlação.
a) Uma amostra desconhecida de proteína forneceu uma absorbância corrigida de 0,507.
Calcule quantos microgramas de proteína estão na amostra