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Espectrometria de Absorção 
Molecular UV/Vis
Aspectos teóricos I
Radiação eletromagnética
ØEnergia transmitida no espaço
ØNão necessita de meio para propagação
ØAlta velocidade (3.1010 cm s-1 no vácuo)
ü Absorção de energia
ü Emissão de energia
ü Interferência
ü Reflexão
ü Refração
ü Difração
ü Polarização
M
O
D
E
L
O
S
Espectroscopia
Ondulatório Corpuscular
ÄAmplitude (A): medida da intensidade do campo com valor máximo da onda
ÄPeríodo da radiação (p): intervalo de tempo necessário para dar passagem a dois
sucessivos máximos através de um ponto fixo no espaço
ÄFreqüência (n = Hz ou s- 1): número de oscilações por segundo, inverso do período, 
função da fonte, invariável com o meio
Radiação eletromagnética
Ä Comprimento de onda (l): distância linear entre dois sucessivos máximos
Ä Velocidade de propagação (vi = n li): depende da composição do meio de transmissão
c = velocidade da luz no vácuo = 2,99792 x 108 m/s
c = vλ
Espectro Eletromagnético
Espectrometria: medida do espectro eletromagnético
Orientação 
de spin
Transição 
Molecular
Transição 
Eletrônica
Transição 
Nuclear
Espectro Eletromagnético
Caracterizar processos de absorção, transmissão e reflexão de uma variedade de
importantes materiais tecnológicos como: pigmentos, películas protetoras, janelas,
filtros, etc.
Aplicações qualitativas requerem o registro do espectro UV-Vis para a caracterização
das propriedades óticas e eletrônicas dos materiais.
Aplicações quantitativas relacionam a concentração de uma espécie absorvente com
a quantidade de luz absorvida.
Espectroscopia UV-Visível
O espectro Visível pequena parte do espectro eletromagnético (l da ordem de 400 to 700 nm) 
Objeto sólido opaco
(reflete a luz)
Objeto líquido translúcido
(deixa passar a luz)
c Só percebemos as cores na presença de luz.
PP0
Absorção da luz visível e as cores
< 380 ultravioleta
> 780 infravermelho 
Interações entre radiação eletromagnética e espécies 
moleculares e atômicas: aplicações analíticas
Microondas: preparo de amostras
Ultra-som : preparo de amostras
Infravermelho: identificação de estruturas
Raio-X: medidas qualitativas e quantitativas
Ultravioleta, visível: medidas quantitativas
◦ espectrofotometria
◦ fluorescência
◦ quimiluminescência
Reações fotoquímicas
Efeito fotoelétricoAbsorção e emissão da 
energia radiante
E = h n = h c / l
onde E = energia em Joules
h = constante de Planck (6,63 . 10-34 J s)
n = freqüência (Hz ou s-1)
Foton ou 
Quanta
Relação entre energia e 
frequência
Propriedades 
corpusculares
~ hn
P0
~ hn
PE0E0
E1 E1
estado 
fundamental
estado 
excitado
DE = E1 – E0 = hn P0 > P
Absorção atômica
Potencia radiante P em watts (W) é a energia de um feixe 
que atinge uma determinada área por unidade de tempo.
ABSORÇÃO 
ATÔMICA:
O espectro é em forma de linhas finas devido 
aos níveis atômicos sem subníveis energéticos.
Diagrama parcial de níveis 
de energia para o sódio
Espectro de absorção 
atômica de vapor de sódio
Métodos 
Espectrométricos
Diagrama de níveis de energia ilustrando as mudanças associadas com a 
absorção da radiação eletromagnética
Absorção 
Molecular
A – Transição rotacional pura (far IR)
B - Transição vibracional-rotacional (near IR)
C - Transição eletrônica vibracional-rotacional(UV-Vis)
Etotal = Eel + Erot + Evib
Métodos Espectrométricos
lmax
350 400 450 500 550 600 650 700 750
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
 
 
Ab
so
rv
ân
ci
a
l (nm)
ABSORÇÃO 
MOLECULAR:
O espectro de absorção é caracterizado por bandas largas 
devido aos vários níveis e subníveis energéticos dos 
orbitais moleculares.
Absorção 
Molecular
Etotal = Eel + Erot + Evib
lmax
350 400 450 500 550 600 650 700 750
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
 
 
Ab
so
rv
ân
ci
a
l (nm)
O espectro de absorção é caracterizado por bandas largas devido 
aos vários níveis e subníveis energéticos dos orbitais moleculares.
Comprimentos de onda de absorção característicos das 
transições eletrônicas.
Transição
Faixa de 
comprimentos 
de onda (nm)
Exemplos
s à s* < 200 C–C, C–H
n à s* 160 – 260 H2O, CH3OH, CH3Cl
p à p* 200 – 500 C=C, C=O, C=N, C≡C
n à p* 250 – 600 C=O, C=N, N=N, N=O
Ø grupamentos funcionais que apresentam absorção característica 
na região do UV-Vis: geralmente espécies com ligações 
insaturadas
β-Caroteno 
λmax: 452 nm
Grupos cromóforos
Grupos cromóforos
Antocianina 
λmax: 545 nm
Grupos cromóforos
Ditizona
Ditiocarbamato de sódio
8-hidroxinolina
Orto-fenantrolina
Cianina eriocromo R
Espectro Visível 
Os máximos de absorção devem-se à presença de 
cromóforos na molécula. 
Espectro Ultravioleta
Os máximos de absorção devem-se à presença de 
cromóforos na molécula. 
Termos importantes e símbolos usados em 
medidas de absorção
Termo Símbolo Definição
Potência de radiação ou
Intensidade de radiação
incidente
Po ou Io Potência radiante em watts incidente 
na amostra
Potência de radiação ou
Intensidade de radiação
transmitida
P ou I Potência transmitida pela amostra
Absorvância A log Po/P ou log Io / I
Transmitância T P/ P0 ou I / I0 
Caminho ótico da amostra b Comprimento sobre o qual ocorre a 
atenuação da radiação
Absortividade* a A/bc
Absortividade molar** e A/bc
* c expresso em g L-1, b expresso em cm
** c expresso em mol L-1, b expresso em cm
A = a.b.c
Espectrometria de Absorção Molecular UV/Vis
A = log Po/P
Lei de Beer (Bouguer-Lambert-Beer)
A = e.b.c A = Absorvância
ɛ = Absortividade Molar (L mol-1 cm-1)
b = caminho ótico (cm)
C = Concentração (mol L-1)
a = absortividade (L g-1 cm-1)
ou
Característica de 
uma substância 
absorver energia 
para um 
determinado λ
23
Espectrometria de Absorção Molecular UV/Vis
Lei de Beer (Bouguer-Lambert-Beer)
Relação Linear 
entre 
C e A 
Medidas feitas 
observando as 
condições de 
contorno
Caminho ótico 
constante, 
radiação 
monocromática, 
soluções diluídas
24
25
Traçado da curva de calibração e medida da 
amostra.
Escolher como comprimento de onda de 
trabalho o ponto de máxima absorvância obtido 
no traçado da curva de absorção.
No comprimento de onda escolhido realizar as 
medidas de absorvância de todas as soluções 
padrões e da amostra.
Traçar o gráfico “absorvância X concentração” e 
determinar o valor da concentração da solução 
problema.
A = m.conc + n [R2 = x,xxxx]
Análise Quantitativa
y = ax + b
Espectrometria de Absorção 
Molecular UV/Vis
Aspectos teóricos II
Relação entre radiação 
absorvida e concentração
Desvios
Reais
Aparentes
Químicos
Instrumentais 
A= - log T=log(1/T) = log(Po/P) = ebc
b
P0 P
l l
T = P/P0
P0 > P
Desvios da Lei 
de Beer
Válida para baixas concentrações 
(< 0,01 mol/L)
Altas concentrações : Interações 
entre as espécies
Altas concentrações variação do 
índice de refração (h)
Reais
Desvios da Lei 
de Beer
• a lei de Beer é válida para radiações
monocromáticas;
• equipamentos com fontes 
monocromáticas são caros e pouco 
práticos;
• acessórios (monocromadores, filtros) 
que isolam um l a partir do espectro 
emitido por uma fonte contínua, 
produzem uma banda + / – simétrica.
Efeito da radiação policromática 
Erro fotométrico (Δc/C)
Instrumentais
Efeito da radiação policromática na lei de Beer
Ø Curva com dados da Banda A mostra poucos desvios pois o e não muda muito 
na região da banda escolhida. 
Ø Curva com dados da Banda B apresenta grande desvio pois o e muda muito 
na região da banda escolhida. 
Desvios da Lei 
de Beer
• Radiações estranhas que alcançam o 
detector
• Flutuações na potência da fonte de radiação
• Alterações na sensibilidade do detector
Luz Espúria
Instrumentais
Pe = luz espúria
radiação do instrumento 
que está fora da banda de 
comprimentos de onda 
nominal escolhida para 
uma determinação
Desvios Químicos da Lei de Beer
Ocorre quando o analito se dissocia, associa, ou reage com o solvente, formando um 
outro composto com diferente espectro 
Ex1: Cr2O7 2- + H2O Û 2 CrO4 2- + 2 H3O+
(lmáx=350,5 nm) (lmáx =372 nm)
- pH baixoCr2O7 2-
- pH alto CrO4 2-
ØEspécies que podem participar de equilíbrio químico em 
solução devem ser analisadas em um meio onde apenas 
uma espécie predomine
lmáx @ 440 nm lmáx @ 580 nm
Ponto 
isobéstico
Desvios Químicos da Lei de Beer
Erros nas medidas 
fotométricas
Precisão das medidas: limitada pelo
erro indeterminado (ruído) associado ao
instrumento
Ø Baixos valores de absorvância c o ruído é fator determinante
Ø Altos valores de absorvância c P ~ zero 
Diferenciando a equação: Dividindo por c:
Dc/c = medida do erro relativo de conc. devido ao erro absoluto na medida de T
DT /T = erro relativo em T atribuido ao ruído; DT = incerteza
Ø O erro relativo Dc/c varia com magnitude de T
Ø Ajusta-se a concentração e/ou o caminho ótico para que : 65% > T% > 20% 0,2 < A < 0,8
v
Erros nas medidas fotométricas
Observa-se que o erro nas medições pode ser minimizado efetuando-se leituras de 
absorbância dentro de certas faixas de valores para cada tipo de equipamento.
0,25 0,75
Erros nas medidas fotométricas
11
log
434,0 2 +=
TT
k
c
sc
TT
s
c
s Tc
log
434,0
=
T
k
c
sc
log
434,0 3-=
Espectro de absorção de uma 
mistura de dois componentes
Análise de misturas absorventes: quando existe mais de uma espécie absorvente (X,Y,Z)
Lei de Beer: Propriedade aditiva: soma das absorvâncias 
“individuais” das várias espécies
A’ = em’ bCm + en’ bCn Þ l’
A’’= em’’ bCm + e n’’ bCn Þ l’’
Várias espécies em uma amostra com 
espectros não sobrepostos podem ser 
determinadas 
Valor de ɛ conhecido em cada λ
37
A’ = eCr2O72-’ bCCr2O72-’ + eMnO4-’ bC MnO4-’ Þ l’ = 440 nm
A’’= e Cr2O72- “’ bCCr2O72-“ + eMnO4-” bC MnO4-” Þ l’’ = 545 nm
Análise de misturas absorventes: quando existe mais de uma espécie absorvente (X,Y,Z)
Lei de Beer: Propriedade aditiva: soma das absorvâncias 
“individuais” das várias espécies
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Instrumentação
39
Fonte de 
radiação
Seletor de 
comprimento 
de onda
Amostra Transdutor Processador de sinal
Emissão de radiação pela oscilação de
átomos e moléculas do sólido condensado,
pelo fornecimento de energia.
D2 + Ee g D2* g D’ + D” + hn
Região Visível: 
380 a 780 nm
•Lâmpada de filamento de 
tungstênio
•LED coloridos
•Lâmpada de xenônio (UV/Vis)
Região Ultravioleta:
180 a 380 nm
•Lâmpada de Deutério 
•Lâmpada de Hidrogênio
Fonte de 
radiação
Função: emitir radiação que será 
absorvida pelo analito - cobrir a 
região espectral de interesse
R = l / Dl
t = P / Po
- faixa de absorvância máxima
- A X Conc. Linear
Ø TIPOS Filtros: absorção e interferência
Monocromadores: prismas e reticulares
Policromadores
F FATOR DE TRANSMISSÃO:
quantidade de radiação transmitida 
de uma dada frequência
F PODER DE RESOLUÇÃO:
habilidade de separar 
intervalos espectrais 
adjacentes
Seletor de 
frequência
Função: isolar faixas espectrais 
estreitas
Ø FILTROS
ü Filtro de absorção:
- usados somente na região do visível
- isolam determinados comprimentos de 
onda por absorção dos demais
- são baratos
- vidros coloridos c maior estabilidade 
térmica
- filtros de corte (cut-off-filters)
- faixas espectrais largas 
ü Filtro de interferência:
- usados no UV, Vis, e IV
- princípio de separação: 
interferência de frequências
Resolvem uma radiação complexa em diversos comprimentos de onda e, então, isolam uma 
estreita faixa espectral
ü Com redes
J Dispersão espacial homogênea 
dos l em toda faixa espectral.
Redes : série de ranhuras muito próximas, paralelas e
eqüidistantes, traçadas sobre placa de vidro (rede de
difração), placa metálica (rede de reflexão), superfície
côncava e rede holográfica.
ü Prismáticos
Dispersão baseada na variação do índice de refração 
com o l. 
J Fácil fabricação.
ØMONOCROMADORES (redes e prismáticos)
Detector
Cubeta Fenda Lentes
Lentes
Fenda
Rede de 
difração
Fonte 
luminosa
Celas de 
medidas
Cubetas: Conter a amostra 
Deve ser transparente à região 
espectral de trabalho
Ø Tipos de cubetas
R = KP R = KP + k’
DETECTORES FOTOELÉTRICOS
células fotovoltaicas 
fototubos
tubos fotomultiplicadores
fotocondutivos
fotodiodos
Ø RESPOSTA
R = resposta
K = sensibilidade
P = potência
k’= corrente escura
Detectores
FUNÇÃO: transformar a energia 
radiante em um sinal elétrico 
facilmente mensurável
Ø FOTOTUBO
FOTOMULTIPLICADORAS
Ø ARRANJO DE FOTODIODO
Instrumentação
49
Instrumentação
50
Literatura consultada
51
o VOGEL, Análise Química Quantitativa, 6ª Edição, LTC 
Editora, Rio de Janeiro-RJ, 2002. 
o TEXEIRA, L.S.G. et all. Quim. Nova, Vol 29, No 4, 741-745, 
2006. Determinação espectrofotométrica simultânea de 
cobre e ferro em álcool etílico combustível com reagentes 
derivados da ferroína.
o SKOOG, D. A., WEST, D. M., HOLLER, F. J., CROUCH, S. R. 
Fundamentos de Química Analítica. São Paulo: Cengage
Learning, 2015.
o FERGUSON R. H., LERCHA W. M., DAY J. E. Journal of
American Chemical Society 53, 126–137, 1931.
o SENA, M. M. et all. Quim. Nova, Vol 30, No 1, 75-79, 2007. 
Determinação espectrofotométrica simultânea de 
paracetamol e ibuprofeno em formulações farmacêuticas 
usando calibração multivariada.
Vídeos complementares
52
https://youtu.be/7K04QZQ1jsU
https://youtu.be/ATDqpG8RBqQ
https://youtu.be/eE_orf3fJbw
https://youtu.be/GDN8Uyw1uRI
https://youtu.be/IWTAIUiLJvk
https://youtu.be/7K04QZQ1jsU
https://youtu.be/ATDqpG8RBqQ
https://youtu.be/eE_orf3fJbw
https://youtu.be/GDN8Uyw1uRI
https://youtu.be/IWTAIUiLJvk
Material Destinado às Disciplinas:
QUI01015 – Química Analítica Instrumental Aplicada A
QUI01046 – Química Analítica Aplicada II A
QUI01047 – Química Analítica Instrumental I
QUI01110 – Química Analítica Quantitativa II
Departamento de Química Inorgânica
53