Fotocolorimetria: Método Biofísico de Análises

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Fotocolorimetria
20/09/2021
Aula 01
Visão Geral
Fotocolorimetria é um método biofísico de
análises, muito utilizado na área médica e na
área biológica.
Relação de Lambert-Beer
Alanis Rafaella
☄ Análises Clínicas;
☄ Análises de Alimentos (Bromatologia);
☄ Biologia;
☄ Medicina;
☄ Odontologia.
As principais aplicações deste método são:
☄ Determinação da concentração de soluções;
☄ Determinação do grau de pureza de
substâncias em solução;
☄ Identificação de substâncias em solução;
☄ Oxímetro.
Tem como principal objetivo a determinação da
concentração de soluções. 
Baseando-se na absorção de radiações
eletromagnéticas (Luz) e na concentração da
substância em questão.
Quanto mais concentrada a solução, mais escura
ela é e mais radiação eletromagnética (luz) ela
absorve.
A intensidade da luz transmitida diminui à
medida que a concentração da substância
aumenta.
A relação, entre o raio emitido e a
concentração da substância, é inversa.
☄ Raio Incidente: Aquele que é colocado sobre
a amostra (é oferecido à amostra).
☄ Raio Emergente: Aquele que passa através da
amostra (o raio que sai da amostra).
Existe uma relação direta e exponencial
entre a concentração da solução e a luz por
ela absorvida.
☄ A relação da transmissão da luz com a
concentração é inversamente proporcional.
Isso por que a relação entre a
concentração e a absorção é inversamente
proporcional. Ou seja, quanto maior a
concentração, mais luz incidida é absorvida
e a quantidade de luz que sai (que emerge)
é menor.
Exemplo 1: Dois tubos iguais, contendo as
mesmas substâncias, mas com
concentrações diferentes.
C¹ C²
Onde, C¹ > C².
Nesse caso, a luz que o tubo 1 vai emergir
terá menor intensidade do que a luz que o
tubo 2 vai emergir.
☄ A substância presente no tubo 1 está mais
concentrada, isso vai fazer com que ela
absorva mais luz e transmita menos luz.
L = Intensidade da luz emergente. 
Nesse primeiro exemplo L² > L¹.
Exemplo 2: Dois tubos diferentes, contendo
as mesmas substâncias que possuem a
mesma concentração.
C¹ C²
Fotocolorímetro
Alanis Rafaella
☄ A intensidade da luz emergente também
depende do percurso óptico (distância
percorrida pela luz através da solução).
Onde, C¹ = C² e o diâmetro do tubo 1 é menor
que o do tubo 2 (considerar que eles são feitos
do mesmo material).
A intensidade da luz emergente do tubo 1 será
maior que a do tubo 2.
A luz percorreu um percurso maior, foi mais
absorvida e emergiu menos.
A concentração da solução e o percurso óptico
influenciam na intensidade da luz emergente.
A luz emergente tem uma relação inversa com
essas duas características.
I = Iₒ × 10⁻ᵏᶜᵈ
☄ I = Intensidade Luminosa (Quantidade da luz
que vai emergir); 
☄ Iₒ = Intensidade da luz incidente; 
☄ K = Constante para cada solução;
☄ C = Concentração;
☄ D = Percurso óptico (diâmetro).
O fotocolorímetro mede a transmitância e a
absorbância.
O fotocolorímetro não mede a
concentração, ele dá as grandezas
necessárias para se obtê-las.
É composto por uma fonte de luz com
intensidade luminosa constante (ou seja, vai
estar sempre emitindo a mesma quantidade
de luz).
Emite luz branca, que é policromática
(possui todas as cores), por isso emite todos
os comprimentos de onda.
Mudando o comprimento de onda, muda-se a
energia de radiação.
↓λ (comprimento de onda) 
↑Energia de radiação.
Luz de diferentes cores possuem diferentes
comprimentos de onda (λ).
E = h × c
 λ
☄ E = Energia de radiação; 
☄ h = constante de Planck;
☄ c = velocidade da luz no vácuo;
☄ λ = comprimento de onda.
Cubeta: Recipiente onde coloca-se a
solução a ser analisada. 
Elas podem ser feitas de diferentes
materiais. 
Descartáveis são as mais baratas, e de
quartzo (pra se trabalhar com emissões U.V)
são as mais caras.
Fotocélula: Faz a geração de corrente
elétrica. 
Transforma luz em corrente elétrica.
Miliamperímetro: Dispositivo que mede a
corrente elétrica gerada pela fotocélula.
Espectro de Absorção
Alanis Rafaella
Serve para a identificação de uma substância.
O gráfico será um gráfico de absorbância (no
eixo y) versus comprimento de onda (λ, no eixo
x).
Esse gráfico nos oferece o fotopico.
Fotopico é o comprimento de onda que melhor
absorve aquela substância. Ou seja, é o
comprimento de onda de maior absorbância.
☄ O fotopico é específico para cada substância
e indica a maior inclinação da reta da
absorbância.
☄ A inclinação da reta será sempre menor para
valores acima ou abaixo do fotopico.
Curva Padrão
Serve para encontrar as concentrações
desconhecidas de determinadas substâncias.
Esse gráfico relacionará valores de absorbância
(no eixo y) com respectivos valores de
concentração da solução (no eixo x).
Para obter essa curva, deve-se utilizar um único
comprimento de onda, que será o comprimento
de onda adquirido com o gráfico espectro de
absorção (será o fotopico).
O fotopico proporcionará maior sensibilidade na
determinação de concentrações desconhecidas
da substância.
☄ O fotopico proporciona maior inclinação da
reta de absorbância, e quanto maior a
inclinação, melhor será a identificação de
concentrações muito próximas.
Como é uma reta, dará uma função do 1ºº
grau.
Fórmula para achar a concentração sem ser
através da curva padrão:
Cₓ = F × Aₓ
☄ Cₓ = Concentração desconhecida;
☄ F = Fator de calibração (é o inverso do
coeficiente angular – 1/a);
☄ Aₓ = Absorbância da concentração
desconhecida.