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Análise Instrumental Marilza Aguilar Aula 6 – ESPECTROMETRIA DE LUMINESCÊNCIA I – Introdução -Espectroscopia da Luminescência Molecular A luminescência é a emissão de luz por uma substância quando submetida a algum tipo de estímulo como luz, reação química ou radiação ionizante, ou seja, de emissões de radiações, que podem ser visíveis ou não e que ocorrem sem a necessidade de temperaturas elevadas, podendo ser, por exemplo, resultado da absorção de energia da luz. 2 3 A luminescência é dividida em três tipos: A fluorescência; A fosforescência; A quimiluminescência. FLUORESCÊNCIA A Fluorescência é a capacidade de uma substância de emitir luz quando exposta a radiações do tipo ultravioleta (UV), raios catódicos ou raios X. As radiações absorvidas (invisíveis ao olho humano) transformam-se em luz visível, ou seja, com um comprimento de onda maior que o da radiação incidente. 4 5 UV = 380 - 60 nm Raios X = 380 a 1 nm Visível = 400-700 nm 6 O fenômeno da fluorescência consiste na absorção de energia por um elétron, passando do estado (I0) para o estado excitado (I); este elétron ao retornar ao estado fundamental é acompanhado pela libertação de energia em excesso através da emissão de radiação. Na fluorescência todo o processo ocorre em tempo inferior a 0,00001 segundos. 7 Um exemplo, é o fenômeno que faz com que certos materiais brilhem à exposição de UV emitida por uma lâmpada "luz negra". FOSFORESCÊNCIA A Fosforescência é a capacidade que uma espécie química tem de emitir luz, mesmo no escuro. É um fenômeno particular de um fenômeno geral denominado luminescência. As diferenças relativas com à fosforescência, é que, geralmente, a fluorescência dura apenas enquanto houver estímulo e o tempo de emissão que pode levar de minutos a horas. 8 9 QUIMIOLUMINESCÊNCIA A quimioluminescência é a emissão de luz não acompanhada da emissão de calor em consequência de uma reação química. Quimioluminescência é um termo geral para produção de luz quando a energia de excitação é proveniente de uma reação química. 10 ESTADOS EXCITADOS SINGLETOS E TRIPLETOS 11 12 13 14 15 16 Diagramas de níveis de Energia 17 18 19 20 OS ESPECTROS DE EMISSÃO E ABSORÇÃO 21 Podemos ver que a amostra foi absorvida em um emitiu em outro . Diagramas de níveis de Energia 22 23 24 25 SÍNTESE DA AULA Aprendeu as teorias de Fluorescência e fosforescência; O uso dos instrumentos na fluorescência e fosforescência; A aplicação dos métodos de fotoluminescência. 26 ANÁLISE INSTRUMENTAL Profa. Marilza Aguilar ATIVIDADE – AULA 7 28 O que é bioluminescência? Resposta: O termo bioluminescência significa a capacidade de um determinado organismo gerar luz fria através de uma reação química, sem a necessidade de fontes externas de energia, com a catalisação e oxidação da proteína denominada luciferina pela enzima luciferase. Nesta reação, a luciferina passa de um estado de alta energia para um de mais baixa, liberando fótons visíveis ao olho humano 29 Esse fenômeno ocorre em uma grande diversidade de organismos, sendo encontrados em gastrópodes, cefalópodes, insetos, crustáceos e miriápodes e peixes, mas não são conhecidos em plantas, anfíbios, répteis, aves ou mamíferos. (BECHARA, 1994). 30 31 2) Quais são as principais vantagens dos métodos de luminescência? Resposta: Uma das grandes vantagens dos métodos luminescentes é sua grande sensibilidade com limites de detecção baixos e aplicados em amostras em quantidade que chamamos de traços. A análise de traços, ou seja, das quantidades da ordem de ppm ou ppb – ou seja, baixas –, são importantes para identificar contaminações ambientais por metais e por substâncias cancerígenas como os derivados aromáticos. 32 3) Quais são as principais vantagens dos métodos de luminescência? Resposta: - Impurezas isoeletrônicas como carbono em Si e fósforo em GaAs, na maioria das vezes são impossíveis e se detectar. - Análises semi-quantitativas podem ser realizadas, porém com certa reserva, pois a técnica de análise é qualitativa 33 3) Quais são as diferenças que ocorrem nas transições eletrônicas na fluorescência e na fosforescência?
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