Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Análise Instrumental Marilza Aguilar Aula 2 – Introdução aos Métodos Espectométricos I - Introdução De maneira geral, a espectroscopia possui um grupo de métodos analíticos baseados nas propriedades dos átomos e moléculas de absorver ou emitir energia eletromagnética em uma determinada região do espectro eletromagnético, ou seja, trata das interações da radiação eletromagnética com as substâncias. 2 As radiações eletromagnéticas mais usadas, em geral, são a luz e o calor, mas também utiliza-se raios X ou a radiação infravermelha, por exemplo. 3 4 Quando a radiação eletromagnética é emitida ou absorvida, ocorre uma transferência permanente de energia. Para descrever esse fenômeno, é necessário entender a radiação eletromagnética não como uma coleção de ondas mas sim como uma corrente de partículas discretas chamadas FÓTONS. INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA COM A MATÉRIA 5 6 O FÓTON deve ser pensado como uma partícula de energia que será lançada sobre a amostra, absorvida e processada pela mesma. Esta energia será medida e transformada em um sinal. Este sinal pode então ser medido por um método espectrométrico. A radiação eletromagnética pode ser convenientemente representada como dois campos: elétrico e magnético. 7 8 O campo elétrico da radiação é responsável pela maioria dos fenômenos elétricos, como transmissão, reflexão, refração e absorção. O campo magnético é responsável pela absorção de ondas na ressonância magnética nuclear. CARACTERÍSTICAS ONDULATÓRIAS Comprimento de Onda (): o comprimento de onda corresponde à distância que um ciclo completo demora para se propagar. É medido pela distância entre duas cristas ou dois vales. 9 10 Período (p): É tempo , em segundos, necessário para a passagem de máximos e mínimos sucessivos por um espaço. Frequência(): mede o número de ciclos (repetições) por segundo executados pela onda. É medida em Hertz (ciclos/segundo). 11 Onde: V = Velocidade de propagação da onda; = Comprimento de onda; = frequência 12 A frequência de um feixe de radiação é determinada pela fonte e permanece constante. A velocidade da radiação (propagação) é dependente da composição do meio que ela atravessa. 13 Em um meio que contenha matéria, a velocidade de radiação ( velocidade de propagação ) é diminuída, pois existem interações entre o campo magnético da radiação e os elétrons ligados à matéria, sendo que sua frequência não deve variar, pois a fonte é a mesma. Logo: = . O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO 14 O espectro representa a distribuição da radiação eletromagnética, por regiões; Essas segundo o comprimento de onda e a freqüência. 15 Quanto maior a frequência, maior é a energia da onda. 16 Ondas de radio: As ondas eletromagnéticas nesta faixa são utilizadas para comunicação a longa distância. Micro-ondas: Nesta faixa de comprimentos de onda podem-se construir dispositivos como radares.. tiva. 17 Infravermelho: grande importância para o Sensoriamento Remoto. Luz Visível: é definida como a radiação capaz de produzir a sensação de visão para o olho humano normal. Ultravioleta: uso para detecção de minerais por luminescência e poluição marinha. 18 Raios X: por se constituir de fótons de alta energia, os raios-X são altamente penetrantes, sendo uma poderosa ferramenta em pesquisa sobre a estrutura da matéria. Raios Gama: são os raios mais penetrantes das emissões de substâncias radioativa. 19 FONTE FÍSICA DAS RADIAÇÕES Raios Desintegração nuclear Raios X Transições Eletrônicas profundas Ultra-violeta Transições Eletrônicas Visível Transições Eletrônicas externas Infra-vermelho Vibrações e torções moleculares Microondas Rotações e inversões moleculares Ondas de Rádio Aceleração dos elétrons ESTADOS DE ENERGIA DAS ESPÉCIES QUÍMICAS Teoria de Planck: “A radiação é absorvida ou emitida por um corpo aquecido não sob a forma de ondas, mas por meio de pequenos “pacotes” de energia, chamados fótons.” 20 21 E = n . h . V Onde: n = número inteiro positivo; h = constante de Planck (6,626 . 10-34 J . s ) v = frequência da radiação emitida. 22 ANÁLISE QUANTITATIVA Para determinar o teor de uma substância em uma amostra por análise quantitativa, é necessário utilizar um padrão. O padrão deve ser puro, certificado por um laboratório com laudo, atestando grau de pureza e identidade. 23 24 A análise quantitativa pode utilizar dois métodos: a padronização externa e a interna. PADRÃO EXTERNO O padrão externo é preparado separadamente da amostra, sendo utilizado para calibrar instrumentos e procedimentos em concentrações conhecidas. 25 26 O padrão externo é preparado em uma determinada concentração e diluído em várias concentrações, para posteriormente serem feitas as leituras nos instrumentos analíticos. PADRÃO INTERNO Um padrão interno é uma substância que é adicionada em uma quantidade constante na amostra e no branco e nos padrões de calibração de uma análise. 27 28 Sua concentração é constante, sendo que podemos construir uma curva padrão, havendo uma razão entre o sinal do analito e o sinal do padrão interno. SÍNTESE DA AULA Nesta aula, você: Entendeu as propriedades gerais e ondulatórias da radiação eletromagnética; Observou os estados de energia das espécies químicas; Conheceu a análise quantitativa e os métodos de padronização externa e interna. 29 Atividades A que comprimentos de onda serão observadas as seguintes linhas espectrais: A linha emitida a 500 nm por uma estrela se aproximando de nós a uma velocidade de 60 Km/s A linha de Ca II (comprimento de onda de laboratório 397 nm) emitida por uma Galáxia se afastando a 30000 km/s. 30 31 32
Compartilhar