Métodos instrumentais de análises

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Métodos Instrumentais 
de Análise 
São Cristóvão/SE
2011
Elisangela de Andrade Passos
Elaboração de Conteúdo
Elisangela de Andrade Passos
 Passos, Elisangela de Andrade
P289m Métodos instrumentais de análise / Elisangela de 
 Andrade Passos. – São Cristóvão : Universidade Federal de 
 Sergipe, CESAD, 2011.
 1. Química analítica - Instrumentos. 2. Espectrofotometria. 
 3. Análise cromatográfi ca. I. Título. 
CDU 543
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Métodos Instrumentais de Análise 
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NÚCLEO DE MATERIAL DIDÁTICO
Hermeson Alves de Menezes (Coordenador)
Marcio Roberto de Oliveira Mendonça
Neverton Correia da Silva
Nycolas Menezes Melo
AULA 1
Princípios de Instrumentação Química.............................................. 07
AULA 2
Espectrofotometria de absorção molecular na região do UV–VIS .... 17
AULA 3
Espectroscopia de absorção atômica na região do UV-VIS .............. 33
AULA 4
Espectroscopia de emissão na região do UV-VIS ............................. 49
AULA 5
Espectrometria de massas ................................................................ 63
AULA 6
Métodos eletroanalíticos – Parte I. .................................................... 79
AULA 7
Métodos eletroanalíticos – Parte II........................................................97
AULA 8
Cromatografi a – Introdução, classifi cação e princípios básicos .......113
AULA 9
Cromatografi a gasosa, cromatografi a líquida e suas aplicações .... 123
AULA 10
Preparo de amostras para análise instrumental .............................. 135
AULA 11
Prática 01 - Introdução ao trabalho no laboratório de 
Química Analíca Instrumental.......................................................... 149
AULA 12
Prática 02 – Espectrofotometria de absorção molecular no UV–VIS: 
operação e resposta do espectrofotômetro........................................155
AULA 13
Prática 03 – Espectrofotometria de absorção molecular 
no UV–VIS: lei de beer. ................................................................... 161
Sumário
AULA 14
Prática 04 - Titulação potenciométrica de uma solução 
de ácido clorídrico com hidróxido de sódio. .................................... 167
AULA 15
Prática 05 - Cromatografi a. ............................................................. 171
Aula 1
Elisangela de Andrade Passos
PRINCÍPIOS DE INSTRUMENTAÇÃO 
QUÍMICA
META
Apresentar os fundamentos da química analítica;
apresentar os métodos instrumentais;
apresentar a calibração de um instrumento.
OBJETIVOS
Ao fi nal desta aula, o aluno deverá:
defi nir química analítica;
classifi car e defi nir os métodos analíticos;
classifi car e defi nir os métodos instrumentais;
entender a seleção de um método analítico;
analisar a calibração de métodos instrumentais;
defi nir de sinais, ruídos e razão sinal-ruído.
PRÉ-REQUISITOS
Saber os fundamentos de química analítica.
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Métodos Instrumentais de Análise 
INTRODUÇÃO
Nesta aula será defi nido o conceito de química analítica, diferenciado 
analítica qualitativa da quantitativa e classifi cados e subclassifi cados os 
métodos analíticos. Ainda serão apresentados os tipos de métodos instru-
mentais e demonstrada como calibrar um método. Por fi m, será apresentada 
a defi nição de sinais, ruídos e razão sinal-ruído.
Ao fi nal desta aula, você deverá saber defi nir química analítica, dis-
tinguir entre a análise qualitativa e quantitativa e classifi car e subclassifi car 
os métodos analíticos. Você será capaz de descrever os parâmetros de 
desempenho de um instrumento e, por fi m, compreender a importância 
da razão sinal-ruído.
INTRODUÇÃO A QUÍMICA ANALÍTICA
A química analítica é a ciência que estuda os princípios e métodos 
teóricos da análise química. A análise química consiste em um conjunto de 
técnicas que permite identifi car quais os componentes que se encontram 
presentes em uma determinada amostra e sua quantidade.
Esta é dividida em análise qualitativa e análise quantitativa. A análise 
qualitativa consiste em identifi car os componentes de uma amostra. Já a 
análise quantitativa permite determinar a quantidade dos componentes de 
uma amostra. As substâncias identifi cadas e quantifi cadas são chamadas de 
analitos e os locais de onde foram retiradas estas amostras são chamados 
de matriz.
CLASSIFICAÇÃO DOS MÉTODOS ANALÍTICOS
Os métodos analíticos são classifi cados em clássicos ou instrumentais. 
Esta classifi cação é histórica, com os métodos clássicos precedendo os 
instrumentais por um século ou mais.
MÉTODOS CLÁSSICOS
Os métodos clássicos são subclassifi cados em métodos gravimétricos 
e volumétricos. Os métodos gravimétricos determinam a massa do analito 
ou de algum composto quimicamente a ele relacionado. No método volu-
métrico mede-se o volume da solução contendo reagente em quantidade 
sufi ciente para reagir com todo analito presente. Nestes métodos envolvem 
reações químicas, dissolução, extração e estequiometria. Quando realizadas 
corretamente apresentam elevada exatidão e precisão, às vezes até superiores 
aos métodos instrumentais, embora sejam mais demoradas. É hoje, muitas 
9
Princípios de Instrumentação Química Aula 1
vezes, a saída para laboratórios de pequeno porte já que um dos instru-
mentos utilizados em uma análise química clássica é uma balança analítica.
Os métodos clássicos para separação e determinação de um analito 
ainda continuam sendo usados em vários laboratórios, entretanto, suas 
aplicações estão se restringindo com o avanço tecnológico dos processos. 
Nos primórdios da Química as análises eram realizadas através da separação 
do componente de interesse (analito) em uma amostra por precipitação, 
extração oudestilação.
MÉTODOS INSTRUMENTAIS
Os métodos analíticos instrumentais consistem na medida das pro-
priedades físicas do analito, tais como condutividade, potencial de eletrodo, 
absorção ou emissão de luz, razão massa/carga e fl uorescência. Nestes 
métodos envolvem a utilização de equipamentos sofi sticados, mas também 
pode envolver reações químicas em algumas etapas. Muitas vezes são me-
nos precisas do que os métodos clássicos, embora sejam mais rápidos. São 
utilizados na quantifi cação e identifi cação dos constituintes minoritários.
Os químicos começaram a explorar outros fenômenos relacionados 
com as propriedades dos analitos nos anos 30, mais precisamente na metade. 
A medida das propriedades físicas do analito começou a ser empregada para 
análise quantitativa de uma variedade de analitos orgânicos, inorgânicos e 
bioquímicos. Um pouco mais tarde, surgiram as técnicas cromatográfi cas 
que substituíram a destilação, extração e precipitação de componentes em 
misturas complexas, antes da determinação qualitativa ou quantitativa. Estes 
novos métodos para separação e determinação de espécies químicas são 
conhecidos em conjunto como Métodos Instrumentais de Análise.
A Figura 1 mostra a classifi cação e subclassifi cação dos Métodos 
Analíticos.
Classifi cação e subclassifi cação dos Métodos Analíticos.
10
Métodos Instrumentais de Análise 
TIPOS DE MÉTODOS INSTRUMENTAIS
A Tabela 1 mostra uma relação entre o método instrumental e o sinal 
empregado para caracterizá-lo.
Tabela 1. Sinais empregados nos métodos analíticos.
Sinal
Emissão de Radiação
Absorção de Radiação
Espalhamento de Radiação
Refração de Radiação
Difração de Radiação
Rotação de Radiação
Potencial Elétrico
Carga Elétrica
Corrente Elétrica
Resistência Elétrica
Razão Massa/Carga
Velocidade de Reação
Propriedades Térmicas
Radioatividade
Método Instrumental
Espectroscopia de Emissão (raio-X, UV, visível, elétron) 
Fluorescência, Fosforescência e Luminescência (raio-X, 
UV, visível).
Espectrofotometria e Fotometria (raio-X, UV, visível, 
IV), Espectroscopia Fotoacustica, Ressonância Nuclear 
Magnética e espectroscopia de Ressonância Elétron Spin.
Turbidimetria, Nefelometria, Espectroscopia Raman.
Refratometria, interferometria.
Raio-X e Métodos de Difração de Elétron.
Polarímetro
Potenciometria e Cronopotenciometria.
Coulometria.
Polarografi a, Amperometria.
Condutometria.
Espectrometria de Massa.
Métodos Cinéticos.
Condutividade térmica e Métodos Entalpimétricos.
Métodos de ativação e diluição de isótopos.
11
Princípios de Instrumentação Química Aula 1
SELEÇÃO DE UM MÉTODO ANALÍTICO
O método analítico selecionado deve ser efi ciente, sempre que pos-
sível, simples, rápido; não deve implicar em danos aos materiais em que 
as amostras serão tratadas e analisadas; não deverá ser passível de erros 
sistemáticos (perdas por volatilização e adsorção, riscos de contaminações, 
etc.); a seletividade deve ser conhecida; deverá se empregado com mínima 
manipulação e, os resultados serão obtidos com a máxima segurança op-
eracional.
Idealmente, a escolha deverá ser feita por um método devidamente 
validado. O método validado estabelece quais os analitos que poderão 
ser determinados, especifi cando-se a matriz ou as matrizes e os riscos de 
interferências, ou seja, fornece as condições apropriadas para a obtenção 
dos resultados que possibilitem a solução do problema. Para seleção de 
um método analítico é essencial defi nir claramente a natureza do problema 
analítico.
CALIBRAÇÃO DE MÉTODOS INSTRUMENTAIS
A calibração é uma etapa fundamental na medida. Ela pode ser analisada 
através do desempenho de um instrumento. Os critérios de desempenho 
característico de um instrumento, critérios estes que podem ser usados 
para decidir se um método instrumental é ou não apropriado para resolver 
determinado problema analítico, são classifi cados em precisão, bias, sensi-
bilidade, limite de detecção, faixa de concentração e seletividade.
PRECISÃO
A precisão pode ser defi nida como sendo a medida da reprodutibilidade 
de um experimento. Em outras palavras, é a proximidade dos resultados 
em relação aos demais, obtidos exatamente da mesma forma.
BIAS
 Bias é a medida do erro sistemático, dada pela equação 01:
 txbias −μ= (01),
onde μ é concentração média de um analito em uma amostra que tem 
uma concentração verdadeira de xt.
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Métodos Instrumentais de Análise 
SENSIBILIDADE
A sensibilidade é indicada pela capacidade do equipamento em medir a 
menor concentração possível do analito. Dois fatores limitam a sensibilidade: 
a inclinação da curva de calibração e a reprodutibilidade ou precisão dos 
dispositivos de medida. Quando dois métodos apresentam a mesma pre-
cisão, o método que apresentar a maior inclinação na curva será escolhido.
LIMITE DE DETECÇÃO
A defi nição mais usual para limite de detecção é que este é dado pela 
menor concentração do analito que pode ser detectado em um nível con-
fi ança preestabelecido. 
FAIXA DE CONCENTRAÇÃO
A faixa de concentração é aquela até onde permanece ou apresenta a 
linearidade da curva de calibração, conforme mostra a Figura 2.
Faixa de concentração usual de um método analítico
13
Princípios de Instrumentação Química Aula 1
SELETIVIDADE
A seletividade refere-se ao quanto o método aplicado a determinado 
analito está livre de interferências de outras espécies contidas na amostra.
Os critérios de desempenho de um instrumento estão apresentados na 
Tabela 3 e podem ser defi nidos e relacionados como seguem:
Tabela 3. Critérios numéricos e características para seleção de um método 
analítico.
Critérios
Precisão
Bias
Sensibilidade
Limite de Detecção
Faixa de Concentração
Seletividade
Características
Desvio Padrão Absoluto,
Desvio Padrão Relativo,
Coefi ciente de Variação,
Variância.
Erro Sistemático Absoluto,
Erro Sistemático Relativo.
Sensibilidade de Calibração,
Sensibilidade Analítica.
Desvio Padrão do Branco
Limite de Quantifi cação,
Limite de Linearidade.
Coefi ciente de Seletividade
Além disso, outras características devem ser consideradas na escolha 
do método a ser empregado, são elas: velocidade facilidade e conveniência, 
habilidade requerida do operador, custo e disponibilidade de equipamentos 
e, custo por amostra.
SINAIS, RUÍDO E RAZÃO SINAL-RUÍDO
 O sinal de saída de um instrumento analítico fl utua de uma forma 
aleatória. Essas fl utuações limitam a precisão do instrumento e representam 
o resultado de um grande número de variáveis incontroláveis do instru-
mento e do sistema químico em estudo. O termo ruído é empregado para 
descrever essas fl utuações e cada variável não controlada é uma fonte de 
ruído. Sendo assim, o valor médio da saída de um instrumento é camada 
14
Métodos Instrumentais de Análise 
de sinal e o desvio padrão do sinal é a medida do ruído.
A relação sinal-ruído é geralmente defi nida como a razão entre o valor 
médio do sinal de saída e o desvio padrão. À medida que os instrumentos 
modernos tem se tornado mais computadorizados e controlados por circui-
tos eletrônicos sofi sticados, muitos métodos tem sido desenvolvidos para 
se aumentar a razão sinal-ruído das saídas dos instrumentos.
LEIA MAIS
Para compreender melhor as informações acima leiam o artigo intitu-
lado “A espectroscopia e a química da descoberta de novos elementos ao 
limiar da teoria quântica“ que está disponível na plataforma. Em seguida, 
faça um resumo sucinto das principais idéias do texto.
CONCLUSÃO
Nessa sessão foi reapresentada a defi nição de química analítica e sua 
classifi cação em qualitativa e quantitativa, empregando métodos clássicos 
ou instrumentais. Os métodos analíticos instrumentais consistem na medida 
das propriedades físicas do analito, tais como condutividade, potencial de 
eletrodo, absorção ou emissão de luz, razão massa/carga e fl uorescência.
Para seleção de um método analítico é essencial defi nir claramente a 
natureza do problema analítico.Na calibração são analisados os critérios 
do desempenho de um instrumento e são classifi cados em precisão, bias, 
sensibilidade, limite de detecção, faixa de concentração e seletividade. O 
sinal analítico é o valor médio da saída de um instrumento e o desvio padrão 
do sinal é a medida do ruído. A relação sinal-ruído é geralmente defi nida 
como a razão entre o valor médio do sinal de saída e o desvio padrão.
RESUMO
A química analítica é a ciência de medição e caracterização química. 
Esta é usada para identifi car os componentes presentes em uma amostra 
(análise qualitativa) e determinar as quantidades exatas dos componentes 
identifi cados (análise quantitativa). Os métodos analíticos são divididos em 
clássicos e instrumentais (objetivo dessa disciplina). Os métodos clássicos 
são baseados na medida da massa (gravimetria) e volume (volumetria) e os 
métodos instrumentais são baseados na medida de uma propriedade física. 
O método analítico selecionado deve ser efi ciente, sempre que possível, 
simples, rápido e de baixo custo. O desempenho de um instrumento pode 
15
Princípios de Instrumentação Química Aula 1
ser usado para decidir se um método instrumental é ou não apropriado 
para resolver determinado problema analítico. Estes são classifi cados em 
precisão, bias, sensibilidade, limite de detecção, faixa de concentração e 
seletividade.
ATIVIDADES
O bafômetro é um instrumento de medida do teor de álcool no or-
ganismo. Como isso ocorre?
COMENTARIO SOBRE AS ATIVIDADES
A concentração de álcool gasoso exalada ao soprar um bafômetro 
é diretamente relacionada à concentração de álcool no sangue. Essa 
medida vem sendo amplamente usada para defi nir se uma pessoa está 
ou não sob infl uencia de álcool. No Brasil, foi estabelecido se o teor 
de álcool no sangue for superior a 0,2 mg L-1 o individuo está incapaz 
de conduzir um veículo. Existem quatro tipos de dosadores de álcool: 
(1) tipo indicador, que envolve mudança de cor de um reagente, (2) 
tipo células combustíveis, onde o etanol é oxidado em CO2 e água, 
(c) tipo absorção de radiação infravermelha (IR), onde é aplicado 
feixes radiação IR sob uma célula contendo gás contendo álcool e 
componentes orgânicos, e (d) tipo sensor à base de um semicondutor, 
onde o álcool é adsorvido na superfície de um semicondutor.
AUTO-AVALIAÇÃO
- Entendo a defi nição de química analítica?
- Consigo classifi car e defi nir os métodos analíticos?
- Consigo classifi car e defi nir os métodos instrumentais?
- Sou capaz de entender a seleção de um método analítico?
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Métodos Instrumentais de Análise 
PRÓXIMA AULA
Na próxima aula iremos abordar acerca da Espectrofotometria de 
Absorção Molecular na região do UV-VIS.
REFERÊNCIAS
HARRIS, D. Analise Química Quantitativa. Ed. LTC, 5 ed.; Rio de 
Janeiro, 2001.
SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fun-
damentos de Química Analítica. Tradução da 8 ed. Americana. Ed. 
Thomson; São Paulo, 2007.
CHRISTIAN, G.D. Analytical Chemistry, 6 ed. Ed. John Wiley & Sons 
Inc, EUA, 2004.
Filgueiras, C.A.L. A espectroscopia e a química da descoberta de novos el-
ementos ao limiar da teoria quântica. Química Nova na Escola, n. 3, 1996.
Aula 2
Elisangela de Andrade Passos
ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO 
MOLECULAR NA REGIÃO DO UV–VIS
META
Apresentar a natureza da energia radiante e as regiões espectrais;
apresentar as medidas de transmitância e absorbância;
apresentar as fontes de radiação e monocromadores;
apresentar a lei de Beer – Lambert;
apresentar a instrumentação: espectrofotômetros e fotômetros;
apresentar as aplicações da espectrofotometria de absorção molecular no UV-VIS.
OBJETIVOS
Ao fi nal desta aula, o aluno deverá:
reconhecer as regiões espectrais e seus respectivos comprimentos de onda;
diferenciar entre energia transmitida e absorvida;
interpretar a Lei de Beer – Lambert;
identifi car a instrumentação analítica relacionada a Espectrofotometria;
aplicar a Espectrofotometria de Absorção Molecular no UV–VIS em análises qualitativas e 
quantitativas.
PRÉ-REQUISITOS
Conhecimentos em estrutura atômica e molecular.
18
Métodos Instrumentais de Análise 
INTRODUÇÃO
Na aula anterior foi introduzido o conceito sobre metodologias analíti-
cas e instrumentações. Foi contextualizada a seleção de uma metodologia 
analítica, a instrumentação envolvida e o processo de calibração instrumental 
para aplicação da metodologia em um processo analítico quantitativo.
Nesta aula trataremos da Espectrofotometria de absorção molecular 
no Ultravioleta–Visível (UV–VIS), a qual utiliza as propriedades de inte-
ração da matéria com a radiação eletromagnética (luz) para se determinar 
características qualitativas e quantitativas de um analito. A toda técnica que 
empregue luz para determinar estas características de espécies químicas 
pode ser chamada de espectrofotometria. Das muitas interações (físicas e 
em alguns casos químicas) entre a matéria e a luz estudaremos a absorção 
e emissão.
NATUREZA DA RADIAÇÃO
A base da espectrofotometria foi a colorimetria. Inicialmente a cor de 
uma solução podia ser utilizada na identifi cação de uma espécie (análise 
qualitativa), enquanto que a intensidade da cor era utilizada na determinação 
da concentração desta espécie (análise quantitativa). Esta técnica foi em-
pregada pela primeira vez para compreender a espectroscopia de absorção 
em análises químicas. A técnica está baseada na passagem de luz branca 
através de uma solução a qual, por exemplo, apresenta uma coloração ver-
melha. A luz branca que é composta por uma gama enorme de radiações, 
de diferentes comprimentos de onda, e consequentemente diferentes cores, 
tem as cores complementares ao vermelho, o amarelo e azul, absorvidas pela 
espécie em solução. Sendo assim, quanto maior a concentração da espécie 
em solução, mais amarelo e azul será absorvida e maior será a intensidade 
da coloração vermelha da solução.
A radiação eletromagnética pode ser descrita como uma onda (Fig. 1), 
com propriedades como comprimento de onda, frequência, velocidade e 
amplitude, a qual não requer suporte para propagar-se, sendo transmitida 
pelo espaço a velocidade superior a 1 milhão de vezes mais rápida que o som.
19
Espectrofotometria de Absorção Molecular na região do UV–VIS Aula2
A frequência (ν), que representa o número de oscilações da onda por 
segundo, cuja unidade é o Hertz (Hz), pode ser relacionada com o compri-
mento de onda (λ) e a velocidade da luz no vácuo (c) (2,99792 x 108 m s-1) 
da seguinte forma:
 (01)
A absorção de radiação eletromagnética pela matéria altera sua energia. 
Esta interação entre a matéria e a radiação eletromagnética é melhor com-
preendida se considerarmos que a radiação eletromagnética é composta 
por partículas energéticas, denominadas Fótons. Quando um fóton atinge 
a matéria, ele é destruído, e sua energia (E) é absorvida pela mesma. A en-
ergia de um fóton, e consequentemente da radiação, é proporcional a sua 
frequência, através da relação com a constante de Planck (h) (6,626 x 10-34 
J s) como mostra a equação 02, com o comprimento de onda conforme 
equação 03, e com o número de onda (ν) conforme equação 04:
 (02) (03) (04)
O número de onda é outra forma de se descrever a radiação eletromagné-
tica, e é defi nido como o número de ondas por centímetro (unidade cm-1), o que 
equivale ao inverso do comprimento de onda, sendo comumente empregado 
para descrever a radiação na região do infravermelho.
Representação da radiação eletromagnética em relação ao campo elétrico.
20
Métodos Instrumentais de Análise 
ATIVIDADES
Exemplo envolvendo Energia dos Fótons: Uma solução contendo um 
analito é incidida com radiação eletromagnética com comprimento de onda 
de 254 nm. Qual será o ganho energético por mol de analito?
COMENTARIO SOBRE AS ATIVIDADES
Sabemos que a energia de um fóton é dada por: E = h ν; então:
 
 
REGIÕES ESPECTRAIS
Os olhos humanos podemenxergar apenas a luz visível (VIS), na qual 
a radiação apresenta um comprimento de onda de 780 a 380 nm. A outra 
faixa de radiação estudada, a Ultravioleta (UV), inicia em 380 nm e fi naliza 
em 180 nm. Ambas as radiações possuem energia sufi ciente para excitar 
elétrons de valência de átomos e moléculas, e consequentemente estão 
envolvidas com excitações eletrônicas.
A esta faixa de radiações com diferentes energias (frequências), e, 
portanto, de comprimentos de ondas atribui-se o nome de espectro ele-
tromagnético. O espectro eletromagnético (Fig. 2) engloba radiações de 
Ressonância Nuclear Magnética (RMN), com energia na ordem de 10-3 J 
mol-1, passando por Ressonância de Spin Eletrônica (RSE), Microonda, 
Infravermelho, Visível e Ultravioleta, Raios X, chegando aos Raios γ, com 
energia na ordem de 109 J mol-1. 
Regiões do espectro eletromagnético.
21
Espectrofotometria de Absorção Molecular na região do UV–VIS Aula2
FONTES DE RADIAÇÃO E LEI DE 
BEER – LAMBERT
As fontes mais comuns de radiação eletromagnética são as lâmpadas de 
H2 e D2 (160 – 380 nm), tungstênio (320 – 2400 nm) e xenônio (200 – 1000 
nm). Fontes térmicas e químicas também são aplicadas em casos específi cos. 
Quando um analito está sem a ação de nenhum estímulo, ele encontra-
se no seu estado fundamental. Quando ele é submetido a uma radiação 
eletromagnética e absorve um fóton, algumas das espécies do analito so-
frem uma transição para um estado de maior energia ou estado excitado. 
Através deste processo obtemos informações sobre o analito medindo-se 
a radiação eletromagnética emitida quando ele retorna ao estado funda-
mental ou a quantidade de radiação eletromagnética absorvida decorrente 
da excitação, sendo que a parte da molécula responsável pela absorção 
de luz chamada de cromóforo. Aos dois processos descritos chamamos 
de espectroscopia de fotoluminescência ou emissão e espectroscopia de 
absorção, respectivamente.
Na espectroscopia de absorção, a Absorbância (A) de uma solução está 
relacionada com a transmitância de forma logarítmica (05).
 (05)
A transmitância é defi nida como a fração da luz original que passa pela 
amostra. Considere um feixe de radiação com potência inicial P0 (Fig. 3), 
este ao atravessar uma solução contendo uma espécie, absorve fótons e a 
potência radiante decresce ao nível P. A transmitância será expressa como 
a equação 06, e a transmitância percentual (%T) conforme equação 07.
 (06) (07)
Portanto a Absorbância pode ser reescrita da seguinte forma:
 (08)
Atenuação de um feixe de radiação por uma solução absorvente.
22
Métodos Instrumentais de Análise 
Então, quando nenhuma luz é absorvida (P = P0), A será igual a zero. 
Se 90 % da luz é absorvida, 10 % será transmitida e P = P0/10. Para esta 
razão, A = 1. Assim, se apenas 1 
A este processo está atribuída a Lei de Absorção, também conhecida 
como Lei de Beer – Lambert. Esta lei nos diz quantitativamente como a 
grandeza da atenuação depende da concentração das moléculas absorventes 
(C) e da extensão do caminho (b) sobre o qual ocorre a absorção. A Lei de 
Beer, como também é chamada, está representada a seguir:
 (09)
A grandeza ε (epsílon) representa a absortividade molar, e é expressa 
em L mol-1 cm-1, o que torna a Absorbância adimensional. A absortividade 
molar indica qual a quantidade de luz que é absorvida num determinado 
comprimento de onda. O caminho óptico (b) é expresso em cm, e a con-
centração (C) expressa em mol L-1.
MONOCROMADOR
Como há a possibilidade de mais de um analito presente na amostra, 
contribuir para absorção de radiação dentro de uma larga faixa de com-
primento de onda, por esta razão usualmente tentamos selecionar um 
comprimento de onda específi co, onde o analito apresente o maior valor 
de absortividade molar e/ou que possa ser distinguido dentre os demais 
interferentes da solução. Para realizar esta seleção são mais comumente 
empregados os monocromadores. A vantagem dos monocromadores está 
na possibilidade de selecionar diferentes comprimentos de onda sem a 
necessidade de modifi cações físicas no instrumento, diferente dos fi ltros 
de absorção, além da melhor resolução e das limitações de comprimentos 
de ondas que os fi ltros podem apresentar. No monocromador (Fig. 4), a 
luz policromática é direcionada por espelho para uma grade de difração, a 
qual separa a luz nos seus diferentes comprimentos de onda, enviando a 
outro espelho que direcionará a fenda de saída. A seleção do comprimento 
de onda é feito através da rotação da grade de difração.
23
Espectrofotometria de Absorção Molecular na região do UV–VIS Aula2
O primeiro detector em espectroscopia óptica foi o olho humano, que 
naturalmente possui precisão e sensibilidade limitada quanto à radiação 
eletromagnética. Modernos detectores usam sensíveis transdutores para 
converter sinais baseados em fótons em sinais elétricos, sendo os mais 
comuns os fototubos e os fotomultiplicadores.
ATIVIDADES
Exemplo envolvendo Absorbância, Transmitância e Lei de Beer: 
Determine o percentual de luz que emerge (%T) de uma solução 0,00240 
mol L-1 de uma substância com coefi ciente de absortividade molar de 313 
L mol-1 cm-1 numa célula com 20 mm de caminho óptico.
COMENTARIO SOBRE AS ATIVIDADES
Através da Lei de Beer será possível determinar a Absorbância da 
solução. Para isto precisamos da concentração molar da solução, da 
absortividade molar e do caminho óptico. Todos em unidades que 
levem a um valor adimensional, como mostrado a seguir:
A = ε b C = (313 L mol-1 cm-1) (2 cm) (0,00240 mol L-1) = 1,50
Sendo: A = - log T; T = 10-A = 10- 1,50 = 0,0316
Então: %T = T x 100 = 3,16 %
Apenas 3,16 % da luz incidente emergem da solução.
Esquema típico de monocromador com dispersão de radiação por grade de difração.
24
Métodos Instrumentais de Análise 
OS LIMITES DA LEI DE BEER
Existem poucas exceções para o comportamento linear entre a absor-
bância e o caminho óptico a uma concentração fi xa. Contudo observamos 
os desvios da proporcionalidade direta entre a absorbância e a concentração, 
quando o caminho óptico b é mantido constante.
Limitações reais: A Lei de Beer descreve o comportamento da absorção 
somente para soluções diluídas. Para concentrações que excedem 0,01 mol 
L-1, a distância média entre os íons ou moléculas da espécie absorvente 
diminui a ponto de que cada partícula afeta a distribuição de carga, e assim 
a extensão da absorção das suas vizinhas, afetando diretamente na relação 
linear absorbância x concentração. Efeito similar pode ocorrer em soluções 
diluídas que apresentam altas concentrações de outras espécies, como por 
exemplo, eletrólitos.
Limitações aparentes:
Desvios químicos - aqueles que ocorrem devido à associação ou dissocia-
ção da espécie absorvente ou então o constituinte não é completamente 
convertido em uma única espécie absorvente;
Desvios Instrumentais - i) são desvios que ocorrem devido ao instrumento 
utilizado na medição da absorbância. ii) Largura fi nita da faixa espectral 
escolhida; iii) Radiação estranha refl etida dentro do equipamento que 
alcançou o detector; iv) Variação da resposta do detector; v) Flutuação da 
intensidade da fonte.
ESPECTROFOTÔMETROS E FOTÔMETROS
Os componentes básicos dos instrumentos analíticos para a espec-
troscopia de absorção, bem como para espectroscopia de emissão e fl uo-
rescência, são notavelmente semelhantes em sua função e nos seus requisitos 
de desempenho, quer sejam desenhados para a radiação ultravioleta (UV), 
visível (VIS) ou infravermelha (IV), por isso, ambos são reconhecidos como 
instrumentos ópticos.
Em geral os instrumentos ópticos que operam com UV-VIS e IV, apre-
sentam 5 componentes básicos: 1) uma fonte estável de energia radiante; 
2) um seletor de comprimento de ondaque isola uma região limitada do 
espectro para a medida; 3) um ou mais recipientes para a amostra; 4) um de-
tector de radiação; e 5) uma unidade de processamento e de leitura do sinal.
A Figura 5 apresenta um esquema para um espectrofotômetro de 
varredura com feixe duplo.
25
Espectrofotometria de Absorção Molecular na região do UV–VIS Aula2
As fontes contínuas de radiação já foram discutidas anteriormente, 
assim como o princípio de funcionamento do monocromador, que neste 
caso se diferencia por realizar a seleção unitária de comprimento de onda 
durante toda a extensão da região do UV-VIS, num determinado intervalo 
de tempo, fazendo com que a amostra seja submetida a análise em toda a 
extensão do espectro, o que é conhecido como modo Scan.
O recipiente que irá conter a amostra, a Cubeta, assim como as demais 
partes do instrumento que terão contato com a radiação, como lentes, espe-
lhos, janelas e células, deve ser capaz de conduzi-la sem causar interferências 
ou que sejam interferências sistemáticas e controladas. As cubetas, por 
exemplo, para aplicações na região do visível, podem ser confeccionadas 
em vidro silicato comum, devido seu baixo custo. Já para aplicações na 
região do UV devem ser substituídas por quartzo, já que o vidro começa a 
absorver radiação com comprimento de onda inferior a 380 nm.
A função do detector é converter as informações espectroscópicas, 
como potência radiante transmitida, fl uorescente ou emitida em uma 
quantidade mensurável. Os sistemas mais empregados são os detectores de 
fótons, como os fototubos, tubos fotomultiplicadores, fotodiodos de silício 
e o arranjo de fotodiodos. Nos dois primeiros, uma camada de material 
fotoemissor que está sobre a superfície côncava de um fotocátodo, emite 
elétrons quando irradiado com luz de energia apropriada. Estes fotoelé-
trons na presença de um eletrodo carregado positivamente produzem uma 
fotocorrente a qual pode ser amplifi cada e medida. Neste contexto, o tubo 
fotomultiplicador é mais sensível que o fototubo, por apresentar diversos 
eletrodos (dinodos) para captura dos fotoelétrons, como mostra a Figura 6.
Diagrama esquemático de um espectrofotômetro de varredura com feixe duplo.
26
Métodos Instrumentais de Análise 
O Detector de Arranjo de Diodos, em função da sua estrutura compacta 
e miniaturizada, cerca de 1000 fotodiodos de silício podem ser fabricados 
lado a lado em uma única lâmina (chip) de silício, proporcionam quando 
um ou dois arranjos são colocados na extensão do plano focal do mono-
cromador, analisar de forma simultânea todos os comprimentos de onda 
incidentes na amostra. Além dos sistemas mais usuais descritos acima, 
outros sistemas de detecção podem ser encontrados em espectrômetros.
Assim, um espectrômetro é um instrumento espectroscópico que 
utiliza um monocromador (ou policromador) juntamente com um transdu-
tor (detector) para converter as intensidades radiantes em sinais elétricos. 
Os espectrofotômetros são os espectrômetros que permitem a medida 
da razão entre as potências de dois feixes, uma exigência para se medir a 
absorbância. Já os fotômetros empregam um fi ltro para a seleção do com-
primento de onda ao invés do monocromador. Sua vantagem em relação 
ao espectrofotômetro é a simplicidade, robustez e baixo custo. A principal 
desvantagem é que o monocromador na espectrofotometria possibilita a 
alteração contínua do comprimento de onda sendo possível obter infor-
mações a cerca do espectro de absorção da amostra (Scan), diferente da 
limitação do fi ltro de absorção.
APLICAÇÕES DA ESPECTROFOTOMETRIA
Um fato importante antes de iniciarmos nossos estudos da aplicação 
desta técnica, é lembrarmos que a absorbância de uma solução em qualquer 
comprimento de onda, é a soma das absorbâncias de todas as espécies pre-
sentes em solução, logo, devemos tomar cuidado quando estamos tratando 
de uma solução contendo mistura de espécies moleculares que absorvem 
a radiação ultravioleta e visível.
A absorção da radiação ultravioleta e visível por moléculas geralmente 
ocorre em uma ou mais bandas de absorção eletrônicas, identifi cadas no 
espectro como as regiões de maior intensidade da absorbância. Cada uma 
das bandas é constituída de muitas linhas discretas, mas próxima umas das 
 Esquema de um tubo fotomultiplicador.
27
Espectrofotometria de Absorção Molecular na região do UV–VIS Aula2
outras, originadas pela transição de um elétron de um estado fundamental 
para um dos muitos estados vibracionais e rotacionais associados com cada 
estado excitado de energia eletrônica.
ABSORÇÃO POR COMPOSTOS ORGÂNICOS
A absorção de radiação por moléculas orgânicas na região de compri-
mento de onda entre 180 e 780 nm resulta das interações entre fótons e 
elétrons que estão participando diretamente da formação de uma ligação 
química (e são, assim, associados a mais de um átomo) ou estão localizadas 
sobre átomos como os de oxigênio, enxofre, nitrogênio e halogênios.
O comprimento de onda no qual uma molécula orgânica absorve depende 
de quão fortemente seus elétrons estão ligados. Assim, a energia necessária 
para deslocar o elétron de seu estado fundamental para um excitado, está 
inversamente relacionada ao comprimento de onda, como já estudado.
Os elétrons compartilhados em ligações simples carbono-carbono e 
carbono-hidrogênio, estão tão fortemente ligados, que é necessária uma 
energia relacionada a radiação eletromagnética com comprimentos de ondas 
inferiores a 180 nm, por isso, não tem sido amplamente explorados para 
fi nalidades analíticas. Já os elétrons envolvidos em ligações duplas e triplas 
das moléculas orgânicas são mais facilmente excitados exibindo picos de 
absorção úteis. Os grupos orgânicos insaturados que absorvem nas regiões 
do ultravioleta e visível são conhecidos como cromóforos, sendo os mais 
comuns os alcenos, dienos, carbonila, aromáticos, azo, entre outros. As 
características de uma banda de absorção não são consequência das car-
acterísticas de um cromóforo isolado, pois estes podem sofrer infl uência 
do solvente, bem como por outros detalhes estruturais da molécula, como 
por exemplo, a conjugação entre dois ou mais cromóforos, causando um 
deslocamento do máximo do pico.
ABSORÇÃO POR COMPOSTOS INORGÂNICOS
Em geral, os íons e os complexos dos elementos das primeiras duas 
séries de transição absorvem as bandas largas da radiação visível em pelo 
menos um de seus estados de oxidação e são como resultado, coloridos. 
Estas absorções estão relacionadas às transições eletrônicas entre os orbitais 
d preenchidos e não-preenchidos, com energias que dependem dos ligantes 
dos átomos metálicos.
APLICAÇÕES QUALITATIVAS
As medidas espectrofotométricas com a radiação ultravioleta e visível 
são úteis para identifi car a presença dos grupamentos cromóforos já cita-
28
Métodos Instrumentais de Análise 
dos anteriormente, uma vez que a maior parte da estrutura das moléculas 
orgânicas não absorve nestas regiões. Picos na região de 200 a 400 nm 
indicam a presença de grupos insaturados ou átomos como o de enxofre 
ou dos halogênios. Através do espectro (Scan) do analito é possível ter uma 
idéia da estrutura química, em função dos grupos cromóforos identifi cados 
pelas relações entre as absorbâncias e os comprimentos de ondas, contudo, 
os espectros não apresentam informações sufi cientes para a identifi cação 
inequívoca da molécula, sendo necessário estar relacionada a outras técni-
cas complementares como, ressonância magnética nuclear, infravermelho, 
espectrometria de massas, entre outras.
APLICAÇÕES QUANTITATIVAS
A espectroscopia de absorção apresenta algumas características que a 
coloca como uma das técnicas mais úteis disponíveis ao químico para uma 
análise quantitativa. Dentre estas características podem ser citadas: Ampla 
aplicabilidade – um número enorme de compostos (orgânicos e inorgâni-
cos) absorve na região do UV-VIS, e parte das não-absorventes podem ser 
convertidas em um derivado que absorve; Alta sensibilidade– a técnica é 
capaz de detectar concentrações da ordem de 10-5 mol L-1, podem chegar 
a alguns casos até 10-7 mol L-1; Seletividade – com frequência pode se tra-
balhar em um comprimento de onda específi co ao seu analito, tornando 
assim, desnecessário qualquer método prévio de separação, ou ainda, caso 
ocorra à sobreposição de bandas, medidas adicionais podem eliminar estas 
interferências; Boa exatidão – os erros relativos relacionados a esta técnica 
estão na faixa de 1 % a 5 %, podendo ser frequentemente reduzidos a 
décimos por cento; Acessibilidade – as medidas espectrofotométricas são 
realizadas de forma fácil e rápida.
Uma primeira etapa em qualquer análise espectrofotométrica é o 
desenvolvimento de condições que produzam uma relação reprodutível 
(preferencialmente linear) entre a absorbância e a concentração do analito. 
Para isto, deve-se trabalhar na seleção do comprimento de onda carac-
terístico ao analito e onde ocorra o máximo de absorbância, que pode 
ser obtido através de uma análise prévia de varredura, o que dará maior 
sensibilidade ao método. A determinação da relação entre a absorbância 
e a concentração, que estabelecerá a curva de calibração, deve abranger 
uma faixa razoável de concentração e englobar a composição da amostra. 
Deve-se fi car atento as variáveis que podem infl uenciar a absorbância, tais 
como, o pH, a temperatura, altas concentrações de eletrólitos e a presença 
de interferentes. A adição de padrão pode minimizar o efeito desta última. 
A Figura 7 apresenta um resumo desta aplicação.
29
Espectrofotometria de Absorção Molecular na região do UV–VIS Aula2
Através da curva de calibração é possível obter uma equação da reta 
do tipo y = ax + b, onde y = absorbância; x = concentração do analito na 
solução; a = coefi ciente angular da reta; e b = coefi ciente linear da reta. 
De posse dos dados da equação da reta é possível submeter a amostra a 
análise nas mesmas condições, obtendo-se a absorbância da solução. Através 
do valor da absorbância pode-se aplicar na equação da reta e encontrar a 
concentração molar do analito na amostra analisada.
LEIA MAIS
Leiam o artigo intitulado “Espectroscopia molecular“ que está dis-
ponível na plataforma. Em seguida, faça um resumo sucinto das principais 
idéias do texto.
PARA SABER MAIS
Se você se interessou pelo tema e deseja saber mais, consulte os capítulos 
24 e 26 do livro Fundamentos de Química Analítica, 8a Edição, Editora 
Thomson, escrito pelos autores Skoog, West, Holler e Crouch.
. a) cubetas contendo soluções padrão de diferentes concentrações; b) região do espectro escolhida 
para a análise quantitativa por apresentar as características necessárias; c) curva de calibração que 
relaciona a Absorbância x Concentração do analito nas soluções padrão.
30
Métodos Instrumentais de Análise 
CONCLUSÃO
Nesta aula foram apresentados os conceitos relacionados à base da 
espectrofotometria, suas características, instrumentação e aplicação.
RESUMO
A espectrofotometria está baseada na utilização da radiação eletromag-
nética (luz) para obter informações estruturais de compostos orgânicos 
e inorgânicos, análise qualitativa, e pode ser aplicada na determinação da 
concentração de um analito num determinado sistema, análise quantitativa. 
No modo qualitativo, a espectrofotometria de varredura (Scan), apresenta 
um espectro referente a absobância do analito em toda a extensão da região 
do UV-VIS, sendo empregado na identifi cação de grupos cromóforos na 
estrutura da molécula, e funcionando como uma prévia da análise quan-
titativa para a seleção onde se encontra o máximo de absorbância num 
comprimento de onda específi co para o analito. Na análise quantitativa, o 
foco está na seleção da melhor região do espectro que apresente uma relação 
absorbância x concentração, que tenha preferencialmente uma relação linear 
englobando uma ampla faixa de concentração que atenda a concentração 
do analito na solução problema. Para todas estas aplicações é importante 
conhecer a natureza da energia radiante, suas regiões e as energias envolvidas 
em cada comprimento de onda, uma vez que a técnica relaciona a energia 
absorvida ou emitida para a excitação de elétrons.
ATIVIDADES
1. Qual a energia por fóton da linha D do átomo de sódio (λ = 589 nm)?
2. Uma amostra apresenta uma transmitância de 50 %. Qual será sua ab-
sorbância?
3. Uma solução 5,00 x 10-4 mol L-1 de um analito foi colocada em um cubeta 
com caminho óptico igual a 1 cm. Quando submetido ao comprimento de 
onda de 490 nm, a solução do analito apresentou uma absorbância igual a 
0,338. Qual é a absortividade molar do analito neste comprimento de onda? 
4. Sabendo que a curva de calibração, apresentada na Figura 7, representa 
a determinação de Ferro em água pelo método da о-Fenantrolina, e que a 
curva apresenta uma equação da reta do tipo A = 200 M + 0; determine a 
concentração molar de Ferro em uma amostra que foi analisada nas mesmas 
condições e apresentou absorbância igual a 0,665.
31
Espectrofotometria de Absorção Molecular na região do UV–VIS Aula2
COMENTARIO SOBRE AS ATIVIDADES
1. Sabemos que a energia de um fóton é dada por: E = h ν; então 
substituindo a frequência (ν) pela relação entre a velocidade da luz / 
comprimento de onda, temos:
 
Como sabemos este é o valor da energia referente a um fóton, caso 
queiramos extrapolar para um mol de moléculas devemos multiplicar 
pelo número de Avogadro, 6,02 x 1023.
2. Vamos relembrar o como obtemos %T; O %T = T 100, logo a 
transmitância será:
50 = T 100; T = 50 / 100; T = 0,500
Sabendo que a relação entre transmitância e absorbância é dada por 
A = - log T, a absorbância será:
A = - log 0,500; A = 0,301
3. Através da Lei de Beer é possível relacionar a Absorbância da solução, 
a concentração da solução, o caminho óptico e a absortividade molar 
como mostrado a seguir:
A = ε b C
Substituindo os valores que o enunciado fornece, temos:
A = ε b C
0,338 = ε (1 cm) (5,00 x 10-4 mol L-1)
ε = 676 L mol-1 cm-1
4. Como a equação da reta referente a curva de calibração já apresenta 
a relação Absorbância x Concentração, temos:
A = 200 M
M = A / 200 = 0,665 / 200 = 0,00332 mol L-1 de Ferro na amostra
32
Métodos Instrumentais de Análise 
AUTO-AVALIAÇÃO
- Consigo reconhecer as regiões espectrais e seus respectivos comprimentos 
de onda?
- Diferencio entre energia transmitida e absorvida?
- Sou capaz de interpretar a Lei de Beer – Lambert?
- Consigo identifi car a instrumentação analítica relacionada a Espectrofo-
tometria?
- Sinto-me capaz de aplicar a espectrofotometria de absorção molecular no 
UV–VIS em análises qualitativas e quantitativas?
PRÓXIMA AULA
Na próxima aula iremos trabalhar a espectroscopia de absorção atômica 
na região do UV-VIS.
REFERÊNCIAS
HARRIS, D. C. Análise Química Quantitativa. 7 ed. Tradução de Bor-
dinhão, J. [et al.]. Rio de Janeiro: LTC, 2008.
SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fun-
damentos de Química Analítica. Tradução da 8 ed. Americana. Ed. 
Thomson; São Paulo, 2007.
HARVEY, D. Modern Analytical Chemistry, 1st edition, McGraw Hill: 
Boston, 2000.
ROBINSON, J.W.; FRAME, E.M.S; FRAME II, G.M. Undergraduate In-
strumental Analysis, 6th edition, Marcel Dekker, New York, 2005.
OLIVEIRA, L.F.C. Espectroscopia molecular. Cadernos Temáticos de 
Química Nova na Escola, n. 4, 2001.
Aula 3
Elisangela de Andrade Passos
ESPECTROSCOPIA DE ABSORÇÃO 
ATÔMICA NA REGIÃO DO UV-VIS
META
Apresentar um breve histórico da espectrometria de absorção atômica (AAS);
apresentar os fundamentos da AAS;
apresentar os componentes de um espectrômetro de absorção atômica;
apresentar os tipos de introdução da amostra em um espectrômetro de absorção atômica;
apresentar as aplicações da AAS;
apresentar as limitações da AAS;
apresentar os métodos de cálculos na AAS.
OBJETIVOS
Ao fi nal desta aula, o aluno deverá:
defi nir espectrometria de absorção atômica;
entender a evolução histórica da AAS;
entender o funcionamento de um espectrômetro de absorçãoatômica;
distinguir entre as técnicas de introdução da amostra em um espectrômetro de absorção 
atômica;
entender as aplicações e limitações da AAS.
PRÉ-REQUISITOS
Saber os fundamentos da espectroscopia de absorção molecular na região do UV-VIS.
34
Métodos Instrumentais de Análise 
INTRODUÇÃO
Na aula anterior foram relatados acerca os princípios da espectrosco-
pia de absorção molecular na região do UV-VIS. Foram relatados sobre a 
natureza da energia radiante, das regiões espectrais e medida de transmitân-
cia e absorbância. Além disso, foram apresentadas as fontes de radiação, 
monocromadores, a Lei de Beer-Lambert, a descrição detalhada da instru-
mentação de Espectrofotômetros e Fotômetros. Por fi m foram apresentadas 
as aplicações da espectrofotometria de absorção molecular no UV-VIS.
Nesta aula serão apresentados os fundamentos da espectrometria de 
absorção atômica (AAS) na região do UV-VIS. Foi apresentado um breve 
histórico da AAS e os componentes de um espectrômetro de absorção 
atômica. Além disso, foram analisadas as técnicas de introdução da amostra 
que substituem o queimador na FAAS. Por fi m, as principais aplicações e 
limitações da AAS foram apresentadas.
Ao fi nal desta aula, você deverá compreender os princípios da espec-
trometria de absorção atômica e você será capaz de entender o funciona-
mento de um espectrômetro de absorção atômica. Além disso, você deverá 
saber distinguir entre as técnicas de introdução da amostra e conhecer as 
principais aplicações e limitações da AAS.
A espectrometria de absorção atômica (AAS, do inglês Atomic Ab-
sorption Spectrometry) baseia-se na absorção da energia radiante pelas 
espécies atômicas neutras, não-excitadas, em estado gasoso. Cada espécie 
atômica possui um espectro de absorção formado por uma série de est-
reitas raias características devidas a transições eletrônicas envolvendo os 
elétrons externos.
A AAS utiliza esse fenômeno para a determinação quantitativa de me-
tais, semi-metais e alguns não metais em amostras ambientais, biológicas, 
alimentos, etc. A espectrometria de absorção atômica com Chama (FAAS, 
do inglês Flame Atomic Absorption Spectrometry) é a técnica mais utilizada 
para analises elementares em níveis de mg L-1, enquanto que a espectrome-
tria de absorção atômica com atomização eletrotérmica em forno de grafi te 
(ETAAS, do inglês Electrothermal Atomic Absorption Spectrometry) é 
utilizada para determinações de baixas concentrações (μg L-1).
BREVE HISTÓRICO
Os primeiros estudos a cerca da absorção da luz datam de 1802, quando 
Wollaston iniciou estudos do espectro da luz solar. Em 1814, Fraunhofer 
descobriu raias visíveis no espectro solar. Brewster, em 1832, nos seus 
estudos concluiu que as raias de Fraunhofer eram devidas à presença de 
vapores na atmosfera. Em 1860, Kirchoff desenvolveu a Lei fundamental 
35
Espectroscopia de absorção atômica na região do UV-VIS Aula3
da Absorção Atômica: “todos os corpos podem absorver radiação que eles 
próprios emitem”. Wood, em 1902, demonstrou o fenômeno de absorção 
e emissão atômica. Em 1955, AlanWalsh estabeleceu a primeira proposta 
instrumental do AAS com a determinação de mais de 70 elementos.
COMPONENTES DE UM AAS
Os principais componentes dos espectrofotômetros de absorção 
incluem: fonte, sistema de modulação de sinal, célula de absorção, mono-
cromador, detector, amplifi cador e sistema de leitura.
Fonte. A fonte para AAS deve emitir radiação estável e intensa do elemento 
de interesse. A radiação deve ser estreita e não deve fornecer radiação de 
fundo ou linhas estranhas emitidas dentro da banda do monocromador. As 
fontes são basicamente de dois tipos: lâmpadas de cátodo oco e lâmpadas 
de descarga. As lâmpadas de cátodo oco são usadas mais amplamente, e 
consistem num tubo de vidro com grossas paredes contendo Neônio ou 
Argônio à baixa pressão (1-2 atm), provido de um cátodo feito ou recoberto 
do elemento interessado, comumente em forma de cilindro fechado em 
uma das extremidades, e um ânodo em forma de fi o de Tungstênio. A face 
frontal da lâmpada é feita de quartzo ou vidro, de acordo com os compri-
mentos de onda a se transmitir. As lâmpadas de descarga produzem um 
espectro de raias por meio da passagem de uma corrente elétrica através de 
vapor de metal. Estas são úteis para produzir espectros dos metais alcalinos 
e do mercúrio.
Sistema modulador de sinal. O Sistema modulador de sinal permite 
minimizar ruído do sistema atomizador e minimizar problemas devido à 
instrumentação.
Célula de absorção. A função da célula de absorção é converter a amostra 
em átomos no estado fundamental no caminho óptico, ou seja, onde ocorre 
a atomização. As células de absorção são basicamente de três tipos: chama, 
forno de grafi te e célula de quartzo com ou sem aquecimento. A amostra é 
liquida e para ser convertida em átomos gasosos seguem as seguintes etapas:
Processos que levam à produção de átomos, moléculas e íons em sistemas contínuos de introdução 
de amostras em uma chama.
(Fonte: SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Química 
Analítica. Tradução da 8ª edição Americana. Ed. Thomson; São Paulo, 2007. Página 801.)
36
Métodos Instrumentais de Análise 
Segundo a Figura 1 a amostra contendo os elementos de interesse é 
convertida em pequenas gotas no processo de nebulização (v/g) que ocorre 
no nebulizador, dispositivo que serve para dispersar a amostra em forma de 
partículas atômicas neutras no caminho óptico do aparelho. As pequenas 
gotas penetram na chama e o solvente é vaporizado (s/g) e o vapor é dis-
sociado em átomos gasosos mais outros processos não desejáveis podem 
ocorrer como íons e moléculas excitadas.
A chama é formada no queimador que pode são de titânio por ser 
resistente a corrosão e não conter os elementos de interesse na sua com-
posição. Os queimadores são de dois tipos: com fenda de 10 cm, usados na 
chama ar/acetileno, e de 10 cm de fenda para óxido nitroso/acetileno. O 
combustível mais utilizado é o acetileno (C2H2) e o oxidante mais utilizado 
é o ar atmosférico. Essa mistura confere a chama uma temperatura de 
2100-2400 oC. A mistura óxido nitroso (N2O)/acetileno confere a chama 
uma temperatura de 2600-2800 oC. Esta última é empregada para elementos 
que forma na chama compostos refratários. Uma aplicação desse tipo de 
chama é a determinação do alumínio, cromo, vanádio, etc.
Monocromador. O monocromador é um dispositivo capaz de isolar a raia 
analítica e de bloquear as raias ou bandas vizinhas, bem como a radiação de 
fundo da chama tanto quanto possível. O dispositivo monocromador deve 
deixar passar a maior quantidade de luz possível, ou seja, suas fendas devem 
ser ajustáveis para dar abertura a uma faixa espectral com amplitude estreita.
Os espectrofotômetros necessitam que o monocromador seja capaz 
de isolar mais de um comprimento de onda sem a necessidade de se al-
terar signifi cativamente sua construção. Neste caso, a rede de difração é 
empregada como elemento monocromador. Uma rede de difração típica 
que opera por refl exão é construída como mostrado na Figura 2.
Rede de difração refl exiva.
(Fonte: SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Química 
Analítica. Tradução da 8ª edição Americana. Ed. Thomson; São Paulo, 2007. Página 713.)
37
Espectroscopia de absorção atômica na região do UV-VIS Aula3
Redes de difração construídas para operar na região UV-VIS possuem, 
normalmente, entre 300 e 2.000 ranhuras por milímetro. Estas ranhuras, 
normalmente referidas como linhas, são produzidas de forma a apresentar 
um ângulo que permita uma maior efi ciência para certa faixa de compri-
mento de onda. As redes de difração podem fornecer excelente resolução 
espectral, isolando faixas muito estreitas de comprimento de onda. Esta 
habilidade depende não somente do número de ranhuras por milímetro, 
mas, também, de toda a construção e características de outros elementos 
ópticos empregados na construção do espectrofotômetro, comoespelhos 
e fendas de entrada e saída de luz.
A Figura 3 mostra um monocromador denominado de Czerny-Turner, 
constituído por uma rede de difração, dois espelhos côncavos e duas fen-
das. A fenda de saída pode ser posicionada para isolar um determinado 
comprimento de onda. Alternativamente, a fenda de saída pode ser fi xa e 
a rede de difração ser movimentada, alterando-se o ângulo de incidência da 
luz policromática e permitindo que os diferentes comprimentos de onda 
sejam projetados sobre a fenda de saída.
Sistema monocromador de Czerny-Turner simétrico.
(Fonte: SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Química 
Analítica. Tradução da 8ª edição Americana. Ed. Thomson; São Paulo, 2007. Página 711.)
Detectores de Radiação. Um detector de radiação é um dispositivo 
capaz de converter a energia radiante, que sobre este incide em um sinal 
elétrico normalmente constituído por uma corrente elétrica cuja grandeza 
é proporcional a intensidade da radiação monitorada. Os detectores apre-
sentam, sem exceção, sensibilidade dependendo do comprimento de onda 
38
Métodos Instrumentais de Análise 
da radiação que sobre este incide. Os detectores na AAS são basicamente 
de três tipos: fototubo a vácuo, tubo fotomultiplicador e Diodo de Silício.
Um fototubo a vácuo é um detector de radiação constituído de um tubo 
de vidro selado no interior do qual se faz vácuo e onde estão contidos dois 
eletrodos, um catodo cilíndrico, cuja superfície é revestida por um material 
fotoemissível (que emite elétrons ao ser atingido pela luz) e um fi o metálico 
que constitui o ânodo. Entre os eletrodos é aplicado um potencial que faz 
com que os elétrons emitidos fl uam para o ânodo gerando uma fotocor-
rente. Esta fotocorrente pode ser facilmente amplifi cada para fornecer um 
sinal proporcional à intensidade de luz que incide sobre o fotocatodo. A 
faixa de comprimento de onda que pode ser monitorada por este tipo de 
detector depende do material que reveste o cátodo. De uma forma geral, a 
região entre 200 e 900 nm pode ser monitorada por dispositivos deste tipo. 
A fi gura 4 mostra o esquema de um detector de fototubo a vácuo.
Esquema de um detector de fototubo à Vácuo.
(Fonte: SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Química 
Analítica. Tradução da 8ª edição Americana. Ed. Thomson; São Paulo, 2007. Página 723.)
Quando a intensidade da radiação a ser medida é baixa, pode-se em-
pregar um tubo fotomultiplicador, Este detector pode ser descrito como 
uma série de eletrodos nos quais o fl uxo de elétrons gerado em um é 
empregado na obtenção de uma corrente elétrica maior. Esta corrente é 
originada pelo choque dos elétrons, acelerados por um campo elétrico, con-
tra a superfície do outro eletrodo. Cada eletrodo recebe o nome de dinodo 
e entre estes é estabelecida uma diferença de potencial da ordem de 90 V. 
É possível, devido a amplifi cação do número de elétrons a cada estágio, 
em um sistema de nove dinodos, produzir cerca de 106 elétrons para cada 
39
Espectroscopia de absorção atômica na região do UV-VIS Aula3
fóton incidente no cátodo do fototubo. Esta corrente atinge fi nalmente o 
anodo e pode ser ainda mais amplifi cada. A Figura 5 mostra o esquema de 
um detector de fotmultiplicador.
Esquema de um detector de tubo fotomultiplicador.
(Fonte: SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Química 
Analítica. Tradução da 8ª edição Americana. Ed. Thomson; São Paulo, 2007. Página 723.)
Outro tipo de detector, de uso bastante difundido na moderna espec-
trofotometria é aquele de Diodo de Silício. Este detector é constituído de 
uma junção pn polarizada reversamente. A condutância da junção é prati-
camente nula no escuro, porém a incidência de fótons sobre esta junção 
pode gerar pares de elétrons e “buracos”, promovendo o aparecimento de 
uma fotocorrente. Detectores deste tipo podem ser empregados na faixa 
espectral entre 190 a 1100 nm, com sensibilidade intermediária entre a do 
fototubo e da fotomultiplicadora. A Figura 6 mostra o esquema de um 
detector de diodo de silício.
. Esquema de um detector de diodo de silício.
(Fonte: SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Química 
Analítica. Tradução da 8ª edição Americana. Ed. Thomson; São Paulo, 2007. Página 725.)
40
Métodos Instrumentais de Análise 
Amplifi cador e sistema de leitura. O sinal de saída da fotomultiplicadora 
é ainda amplifi cado antes de ir para ao sistema de leitura. A amplifi cação de 
corrente alternada é preferida a corrente continua, sendo sujeita a fl utuações. 
O sistema de leitura mais simples são os analógicos. Hoje, praticamente, 
todos os AAS tem mostradores digitais, que são mais acurados reduzindo o 
erro de leitura. É comum o uso de microprocessadores no sistema de leitura.
INTERFERÊNCIAS EM AAS
As interferências em AAS é qualquer fato que altere a população de 
átomos já que a concentração é proporcional a população de átomos. 
As interferências são basicamente de três tipos: interferências espectrais, 
emissão de fundo, ionização e interferências aniônicas.
Interferências espectrais. Radiações emitidas de outras espécies e seus óxi-
dos dentro da faixa de comprimento de onda isolada pelo aparelho. Sua 
extensão depende do tipo de instrumento usado, da temperatura da chama 
e da relação de concentrações do interferente e do elemento. O problema 
pode ser resolvido utilizando espectrofotômetros à base de fi ltros.
Emissão de fundo. Radiações contínuas de fundo emitidas pela própria 
chama. Se a emissão for proveniente da chama pode-se usar o recurso de 
aspirar o solvente puro da chama subtraindo a resultante leitura das medidas 
com a amostra. Pode ser absorvida pela mesma espécie no estado funda-
mental. Assim. A auto-absorção impede que um fóton emitido alcance o 
detector (a auto-absorção aumenta proporcionalmente à concentração do 
elemento emissor).
Ionização. A chama quando muito quente fornece energia sufi ciente para 
ionizar os metais alcalinos, e a ionização diminui a concentração de átomos 
neutros disponíveis. Sendo assim, observa-se a diminuição da intensidade 
da emissão nas chamas mais quentes. Outro efeito relacionado é a exaltação 
catiônica, que resulta da repressão do metal interessado pela presença do 
metal interessado pela presença de um segundo; e pode ser amenizada pela 
adição de uma alta concentração do elemento potencialmente interferente 
(tampão de radiação) aos padrões e à amostra, de modo a diminuir o efeito 
das pequenas concentrações dos interferentes presentes na amostra.
Interferências aniônicas. Envolve formação, com o cátion em questão, de-
composto que se volatilizam apenas lentamente à temperatura da chama, 
de forma incompleta. Ou seja, as concentrações dos átomos neutros dis-
poníveis para excitação são limitadas pela incompleta volatilização. Às vezes 
é recomendável a substituição do ânion passando a solução através de uma 
resina trocadora de ânions, ou o uso de agentes precipitantes apropriados, 
ou ainda a adição de agentes liberatórios, que se combinam com o ânion 
interferente ou o deslocamento pela complexação do cátion.
41
Espectroscopia de absorção atômica na região do UV-VIS Aula3
FORNO DE GRAFITE
Em 1958, L´vov introduziu o conceito de atomização eletrotérmica. 
Ele propôs o uso de um forno de grafi te como atomizador (substituindo 
o nebulizador na chama), baseado no forno de King que foi projetado em 
1905. A idéia de L´vov era que a atomização da amostra deveria ocorrer 
em uma única etapa, dentro de um forno de grafi te aquecido eletricamente, 
permitindo dessa forma, obter uma grande melhoria da sensibilidade da 
técnica, com menor consumo de amostra. Assim a técnica fi cou conhecida 
como espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica 
em forno de grafi te (ETAAS, do inglês Electrothermal Atomic Absorption 
Spectrometry), fazendo uso de atomizadores metálicos ou de grafi te, sendo 
o último o mais popular e extremamentedifundido em pesquisas.
Na técnica ETAAS, um pequeno volume da amostra (5-100 μL) é in-
troduzido por uma micropipetador ou autoamostrador no interior de um 
tubo de grafi te postado no caminho óptico do aparelho. Ou seja, no local 
do queimador do FAAS. O aquecimento da amostra se dá em três etapas: 
(a) secagem, onde o tubo é levado à temperatura de vaporização do solvente 
(50-200 oC); (b) pirólise, onde o tubo é levado à temperatura que o analito se 
volatilize e elimine os contaminantes (200-800 oC); (c) atomização, o forno 
é levado à temperatura de atomização do analito, e, (d) limpeza, nessa etapa 
o tubo é limpo para a próxima análise.
Atomizador de forno de grafi te (a) e A plataforma de L’vov e sua posição no forno de grafi te (b).
(Fonte: SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Química 
Analítica. Tradução da 8ª edição Americana. Ed. Thomson; São Paulo, 2007. Página 810.)
42
Métodos Instrumentais de Análise 
Entre as vantagens do forno de grafi te podemos destacar: a alta sensibi-
lidade, requer pouca amostra, possibilidade de automação, maior tempo de 
residência. Algumas interferências são conferidas à técnica, para minimizá-
las foi introduzido por Slavin o conceito de STPF (do inglês Stabilized 
temperature platform furnace). Resumindo o conceito STPF estabelece 
que: (a) o analito deve ser estável até a temperatura de pirólise; (b) deve ser 
aplicável a um grande número de analito; (c) aumentar o tempo de vida 
do tubo; (d) reduzir a interferência de fundo, e, (e) aquecimento rápido e 
menor consumo de gás de arraste, em geral o argônio é o mais popular e 
extremamente difundido em pesquisas.
GERADOR DE HIDRETO
Elementos como S, Bi, Ge, Pb, Sb, S, Se e Te possuem a propriedade 
em formar hidretos ao reagirem com hidrogênio nascente. Os compostos 
binários de H com alguns elementos as conhecidos como hidretos e são car-
acterizados para se apresentarem em estado gasoso à temperatura ambiente. 
O hidreto formado é transportado 
para a célula de atomização
A amostra acidifi cada ao se mis-
turar com um hidreto reage e forma 
hidretos voláteis de algumas espécies. 
A geração dessas espécies é conhecida 
como geração de hidreto. De forma 
semelhante pode gerar vapor frio, 
por exemplo, Hg. A geração dessa 
espécie é conhecida como geração de 
vapor frio.
O hidreto pode ser formado por 
diversos reagentes redutores, sendo 
o borohidreto de sódio (NaBH4) em 
meio ácido o mais utilizado, devido 
a reação ser rápida permite assim 
a automação. O hidreto gerado é 
transportado pelo gás de arraste, 
geralmente argônio, a uma célula de 
quarto postado no caminho óptico do 
aparelho. Ou seja, no local do queima-
dor do FAAS.
Esquema de um Gerador de Hidreto
(Fonte: http://www.scielo.br/pdf/aa/v39n4/v39n4a23.pdf acessado 
em 12/02/2011)
43
Espectroscopia de absorção atômica na região do UV-VIS Aula3
As principais vantagens dessa técnica são: a redução dos interferentes, já 
que o analito é separado da matriz; a concentração do analito; possibilidade 
de especiar o analito, e, automação do sistema. As principais limitações são: 
cinética de geração dos hidretos metálicos; pH reacional, e, que os estados 
de oxidação afetam as medidas.
VAPOR FRIO
Esta técnica é especifi ca para mercúrio O mercúrio é o único elemento 
metálico que existe na forma atômica na temperatura ambiente. Assim, 
basta proceder na redução e transportá-lo pelo gás de arraste, geralmente 
argônio, a uma célula de quarto postado no caminho óptico do aparelho. 
Ou seja, no local do queimador do FAAS.
O cloreto de estanho, SnCl2, em meio ácido é usado como redutor. 
Este reduz somente o mercúrio inorgânico e alguns organomercurosos, o 
metil-Hg, não é reduzido. A redução completa do metil-Hg pode ser alcan-
çada com SnCl2 em meio básico, na presença de CdCl2, ou usando NaBH4.
Esquema de um Gerador de Vapor frio
(Fontes: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0101-20611999000100006 
acessado em 12/02/2011)
44
Métodos Instrumentais de Análise 
APLICAÇÕES
A espectrofotometria permite determinar em torno de 70 elementos na 
faixa de 1 a 10 mg L-1. A FAAS determina aproximadamente 64 elementos, o 
ETAAS, aproximadamente 55 elementos, a geração de hidretos, 8 elementos 
e vapor frio um elemento (Hg). As técnicas de absorção atômica podem 
ser aplicadas a vários tipos de amostras, tais como: ambiental (solos, águas, 
plantas, sedimentos), biológica (urina, cabelo, outros fl uidos), alimentos e 
industrial (fertilizantes, lubrifi cantes, minérios).
LIMITAÇÕES
A espectrometria de absorção atômica tem como limitações (a) não 
fornecer informações sobre a forma química do metal (especiação); (b) a 
preparação de amostras pode ser demorada; (c) técnica limitada a metais e 
metalóides; (d) técnica destrutiva da amostra; (e) custo do aparelho elevado 
e, (f) técnica monoelementar. Alguns pesquisadores vem desenvolvendo 
instrumentação para a determinação multielementar.
LEIA MAIS
Leiam o artigo intitulado “Espectrometria de absorção atômica: o 
caminho para determinações multi-elementares“ que está disponível na 
plataforma. Em seguida, faça um resumo sucinto das principais idéias do 
texto.
MÉTODOS DE CÁLCULO
O cálculo da concentração do analito por AAS pode ser por dois mé-
todos: curva analítica e método de adição de padrão.
Curva Analítica. Depois de localizar o comprimento de onda apropriado 
para a medida da absorbância da substância que se quer determinar, deve-
se verifi car se o sistema segue a lei de Beer, o que se consegue a partir da 
representação gráfi ca de valores de absorbância, para um dado número de 
soluções-padrão, em função da sua concentração.
Método da adição de Padrão. É um método empregado para eliminar, ou 
minimizar, os efeitos dos constituintes não desejados, conhecidos como 
interferentes. No método de adição de padrão as leituras de absorbância são 
feitas em várias soluções, todas elas contendo a mesma alíquota de solução 
amostra e concentrações diferentes de padrão adicionado. Ver Figura 10.
45
Espectroscopia de absorção atômica na região do UV-VIS Aula3
PARA SABER MAIS
Se você se interessou pelo tema e deseja saber mais, consulte os capítulos 
25 e 28 do livro Fundamentos de Química Analítica, 8a Edição, Editora 
Thomson, escrito pelos autores Skoog, West, Holler e Crouch.
Método da Adição de Padrão
CONCLUSÃO
Nessa sessão foram apresentados os fundamentos espectrometria de 
absorção atômica na região do UV-VIS. Foi também apresentado a evolução 
dos primeiros estudos acerca da AAS de 1802 a 1955. Os componentes 
de um espectrômetro de absorção atômica foram detalhados. Assim como 
as interferências espectrais, emissão de fundo, ionização e interferências 
aniônicas.
São técnicas de introdução da amostra o forno de grafi te, o gerador de 
hidreto e o vapor frio, já que são postados no caminho óptico e, portanto 
substituem o queimador na FAAS. Na interpretação dos resultados podem 
ser usadas a curva analítica e o método de adição de padrão.
46
Métodos Instrumentais de Análise 
RESUMO
A espectrometria de absorção atômica refere-se ao conjunto de técnicas 
fundamentadas na interação entre a radiação e os átomos no estado livre. Esta 
técnica é aplicada na determinação quantitativa de metais, semi-metais e alguns 
não metais em amostras ambientais, biológicas, alimentos, etc. Alan Walsh, em 
1955, estabeleceu a primeira proposta instrumental do AAS com a determinação 
de mais de 70 elementos. Os principais componentes dos espectrofotômetros 
de absorção incluem: fonte, sistema de modulação de sinal, célula de absorção, 
monocromador, detector, amplifi cador e sistema de leitura. As interferências 
em AAS são eventos que alteram a população de átomos. Estas são classifi ca-
das em interferências espectrais, emissão de fundo, ionização e interferências 
aniônicas. O forno de grafi te, o gerador de hidreto e o vapor frio são técnicas 
de introdução da amostra, uma vez que substituem o queimador no caminho 
ópticoda FAAS. Os resultados obtidos por AAS podem ser calculados pela a 
curva analítica e pelo método de adição de padrão.
ATIVIDADES
A determinação de íons metálicos empregando técnicas de espectrometria 
de absorção atômica requer que as amostras a serem analisadas estejam na forma 
de solução. Isso ocorre por meio de técnicas de digestão, seja ela uma fusão ou 
dissolução ácida, levando a diluição da concentração do analito na amostra em 
sua forma fi nal. Qual seria uma alternativa viável para evitar esse problema?
COMENTARIO SOBRE AS ATIVIDADES
Uma alternativa seria aumentar a massa amostra. Em alguns casos isto não 
é possível, como por exemplo, em amostras biológicas, tal como sangue. 
Não é aconselhável retirar um grande volume de sangue em humanos, 
para análise de um analito. Uma alternativa viável seria o emprego da 
técnica de amostragem sólida, na qual a determinação do analito é 
realizada diretamente no equipamento. Além disso, reduz sensivelmente 
as contaminações e/ou perdas do analito durante o preparo da amostra, 
diminui o uso de reagentes e, ainda, torna a análise mais rápida.
Para compreender melhor os conceitos e aplicações da amostragem sólida 
leiam o artigo intitulado “Amostragem de suspensões: Emprego da técnica 
na análise direta de amostras“ que está disponível na plataforma. Em 
seguida, faça um resumo sucinto das principais idéias do texto.
47
Espectroscopia de absorção atômica na região do UV-VIS Aula3
AUTO-AVALIAÇÃO
- Entendo os princípios dar espectrometria de absorção atômica?
- Sou capaz de entender a evolução histórica da AAS?
- Consigo entender o funcionamento de um espectrômetro de absorção 
atômica?
- Distingo entre as técnicas de introdução da amostra em um espectrômetro 
de absorção atômica?
- Entendo as aplicações e limitações da AAS?
PRÓXIMA AULA
Na próxima aula iremos abordar acerca da Espectroscopia de Emissão 
Atômica no UV-VIS.
REFERÊNCIAS
HARRIS, D. Analise Química Quantitativa. Ed. LTC, 5 ed.; Rio de 
Janeiro, 2001.
SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Funda-
mentos de Química Analítica. Tradução da 8 ed. Americana. Ed. Thomson; 
São Paulo, 2007.
CHRISTIAN, G.D. Analytical Chemistry, 6 ed. Ed. John Wiley & Sons 
Inc, EUA, 2004.
MAGALHÃES, C.E.C.; ARRUDA, M.A.Z, Amostragem de suspensões: 
emprego da técnica na análise direta de amostras. Química Nova, v.21, n.4, 
p.459-466, 1998.
AMORIM, F.A.C.; LOBO, I.P.; SANTOS, V.L.C.S.; FERREIRA, S.L.C. 
Espectrometria de absorção atômica: o caminho para determinações multi-
elementares. Química Nova, v.31, n.7, p.1784-1790, 2008.
Aula 4
Elisangela de Andrade Passos
ESPECTROSCOPIA DE EMISSÃO 
NA REGIÃO DO UV-VIS
META
Apresentar os fundamentos da espectrometria de emissão atômica;
apresentar os componentes de um ICP;
apresentar as aplicações das fontes de plasma;
apresentar as vantagens do ICP frente ao AAS;
apresentar a espectroscopia de emissão baseada em fontes emissão por chama e suas 
aplicações.
OBJETIVOS
Ao fi nal desta aula, o aluno deverá:
defi nir espectrometria de emissão atômica;
entender o funcionamento de um ICP;
analisar as aplicações da fonte de plasma;
entender a diferença entre um ICP e um AAS;
defi nir emissão por chama.
PRÉ-REQUISITOS
Saber os fundamentos da espectroscopia de absorção atômica na região do UV-VIS.
50
Métodos Instrumentais de Análise 
INTRODUÇÃO
Na aula anterior foram apresentados os fundamentos da espectrome-
tria de absorção atômica (AAS) na região do UV-VIS. Foram relatados um 
breve histórico da AAS e os componentes de um espectrômetro de absor-
ção atômica. Além disso, foram apresentadas as técnicas de introdução da 
amostra e as principais aplicações e limitações da AAS.
Nesta aula serão apresentados os fundamentos da espectrometria de 
emissão atômica. Foram apresentados os componentes de um plasma in-
dutivamente acoplado (ICP). Além disso, foram apresentadas as aplicações 
das fontes de plasma. Por fi m, diferenciar um ICP de um AAS e defi nir a 
técnica de emissão por chama.
Ao fi nal desta aula, você deverá compreender os princípios da espectro-
metria de emissão atômica e você será capaz de entender o funcionamento 
de um plasma indutivamente acoplado. Além disso, você deverá saber 
distinguir entre um ICP de um AAS e conhecer as principais aplicações de 
um espectrômetro de emissão por chama.
A espectrometria de emissão atômica baseia-se na propriedade dos áto-
mos neutros ou íons no estado gasoso de emitirem, quando termicamente 
ou eletricamente excitados, radiações em comprimentos de ondas caracter-
ísticos nas regiões UV-VIS. Os atomizadores convertem os componentes 
das amostras em átomos ou íons elementares e nesse processo, excitam uma 
fração dessas espécies a altos estados eletrônicos. A alta relaxação dessas 
espécies é acompanhada pela produção de linhas espectrais ultravioletas e 
visíveis, que são úteis na análise elementar qualitativa e quantitativa. 
Ao longo de uma década a nova técnica, que utilizava uma fonte de 
plasma para produzir espectros de emissão a partir da excitação e decai-
mento de átomos e íons de interesse, tornou-se gradativamente atraente 
para a comunidade científi ca da área quando, em 1975 foi introduzido no 
mercado o primeiro espectrômetro de emissão ótica com fonte de plasma 
induzido (ICP OES). Desde então a técnica se transformou numa poderosa 
ferramenta analítica para e determinação de metais, semi-metais e não-metais 
em diversos tipos de amostras.
ESPECTROSCOPIA DE EMISSÃO BASEADA 
EM FONTES DE PLASMA
 Por defi nição, um plasma é uma mistura gasosa condutora de 
eletricidade, que contém uma concentração signifi cativa de cátions e elé-
trons (as concentrações dos dois são tais que a carga total aproxima-se 
de zero). Em um plasma de argônio, freqüentemente empregado para 
análises por emissão, os íons argônio e elétrons são as principais espécies 
51
Espectroscopia de emissão na região do UV-VIS Aula4
condutoras, embora os cátions da amostra também estejam presentes em 
menor quantidade. Os íons argônio, uma vez formados em um plasma, são 
capazes de absorver energia sufi ciente para manter a temperatura em um 
nível no qual ionizações adicionais sustentam o plasma, indefi nidamente; 
temperaturas maiores que 10.000 K são encontradas. Três tipos de plasma 
de alta temperatura são encontrados (1) o plasma indutivamente acoplado 
(ICP), (2) o plasma de corrente contínua (DCP), e (3) o plasma induzido 
por microondas (MIP). As primeiras duas fontes são comercializadas por 
muitas companhias e a fonte de plasma induzido por microondas não é 
muito empregada para análise elementar. Em nosso curso vamos estudar 
com detalhes apenas a fonte de plasma indutivamente acoplado.
FONTE DE PLASMA INDUTIVAMENTE 
ACOPLADO (ICP)
A Figura 1 mostra um esquema de uma fonte típica de plasma induti-
vamente acoplado, chamada de tocha. Ela consiste de três tubos de quartzo 
concêntricos através dos quais passam fl uxos de gás argônio. Dependendo 
do projeto da tocha, a vazão total de consumo de argônio é de cerca de 5 a 
20 L min-1. O diâmetro do tubo mais largo é de cerca de 2,5 cm. Envolvendo 
a parte superior desse tubo encontra-se uma bobina de indução refrigerada 
a água e alimentada por um gerador de radiofreqüência capaz de produzir 
cerca de 2 kW de energia a 27 ou 41 MHz. 
Representação esquemática de uma tocha de plasma.
(Fonte: SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Química 
Analítica. Tradução da 8ª edição Americana. Ed. Thomson; São Paulo, 2007. Página 803.)
52
Métodos Instrumentais de Análise 
O fl uxo de argônio passa através da tocha e é ionizado pelo campo 
magnético produzido pela bobina de indução; o campo magnético tem linhas 
de força axiais e as partículas de argônio encontram resistência, produzindo 
aquecimento e mais ionização. O fl uxo de gás é semeado de elétrons livres 
que interagem com o campo magnético, adquirindo energia sufi ciente para 
ionizar ainda mais o fl uxo de gás. Um plasma em forma de chama de vela 
aparece