Espectrometria Óptica (2)JUSINEI
70 pág.

Espectrometria Óptica (2)JUSINEI


DisciplinaCromatografia e Espectroscopia8 materiais362 seguidores
Pré-visualização3 páginas
Prof. Jusinei
Espectrometria Óptica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MATO GROSSO DO SUL
UNIDADE DE NAVIRAÍ - CURSO DE QUÍMICA
Introdução
Os métodos espectroscópicos de análise são baseados na medida da
quantidade de radiação produzida ou absorvida pelas moléculas ou pelas
espécies atômicas de interesse.
Dentro da espectrometria ou espectroscopia óptica os equipamentos a serem
utilizados são semelhantes em sua função e nos seus requisitos de
desempenho para aplicação em radiação ultravioleta (UV), visível ou
infravermelho (IR).
Introdução
Quando a radiação é incidida sobre a matéria, vários fenômenos podem
ocorrer:
Interações da luz com a matéria
IA
I0: Intensiade Incidente
IT: Intensidade Transmitida
IR: Intensidade Refletida
IE: Intensidade Espalhada
IA: Intensidade Absorvida
Comprimento de onda \u3bb (m, cm, nm)
Frequência \u3bd (Hz, s-1)
Amplitude A
Velocidade c (3,0 x 108 m.s-1)
Número de onda \u3bd
Introdução
ARadiação Eletromagnética
Comprimento de onda \u3bb (m, cm, nm)
Frequência \u3bd (Hz, s-1)
Amplitude A
Velocidade c (3,0 x 108 m.s-1)
Número de onda \u3bd
Introdução
ARadiação Eletromagnética
Exemplo:
Calcule a frequência da radiação eletromagnética quando o cmprimento de
onda for 550 nm. (Dados: 1m = 1,0 x 109 nm).
Introdução
ARadiação Eletromagnética
Exemplo:
Calcule o número de onda de um feixe de radiação infravermelha de
comprimento de onda de 5,00 mm.
Comprimento de onda \u3bb (m, cm, nm)
Frequência \u3bd (Hz, s-1)
Amplitude A
Velocidade c (3,0 x 108 m.s-1)
Número de onda \u3bd
Introdução
ARadiação Eletromagnética
A velocidade da radiação eletromagnética (LUZ) pode variar.
Em um meio contendo matéria, a luz move-se com velocidades menores que c
por causa da interação entre o campo eletromagnético e os elétrons dos átomos
ou moléculas do meio.
Introdução
ARadiação Eletromagnética
A velocidade da radiação eletromagnética (LUZ) pode variar.
O índice de refração \u3b7 de um meio mede a extensão da interação entre a radiação
eletromagnética e o meio através do qual ela passa. Ele é definido como \u3b7=c/v.
Introdução
ARadiação Eletromagnética
A velocidade da radiação eletromagnética (LUZ) pode variar.
Exemplo:
O índice de refração \u3b7 da água à temperatura ambiente é 1,33. Qual é a
velocidade da luz nesta substância?
\u3b7=c/v.
2,26 x 108 m s-1
Introdução
ARadiação Eletromagnética
Introdução
ARadiação Eletromagnética
Estudos espectroscópicos:
A decomposição da luz por um prisma já era conhecida.
Então tudo que emite luz pode apresentar o mesmo comportamento!
Estudo com Gases!
Introdução
ARadiação Eletromagnética
Estudos espectroscópicos:
Linhas espectrais observadas para vários gases.
Introdução
ARadiação Eletromagnética
Estudos espectroscópicos:
Os gases (ou substâncias, átomos, ...) são capazes de emitir e também absorver a
radiação.
Como explicar esse comportamento?
Para explicar a ocorrência das linhas espectrais, Planck defendeu a idéia de que
a energia deve ser quantizada em níveis discretos de energia cuja relação com a
luz é dada por:
Com essa idéia surge o conceito de fóton.
Onde h é a constante de Planck (6,63 x 10-34 J.s).
\u201cLogo depois Bohr fez uso dessas idéias para formular um novo conceito de
átomo\u201d.
Introdução
ARadiação Eletromagnética
Introdução
ARadiação Eletromagnética
O átomo de Borh
Introdução
ARadiação Eletromagnética
O átomo de Borh
Absorção Emissão
Introdução
ARadiação Eletromagnética
O caráter dual da Luz
Alguns experimentos revelaram que a radiação eletromagnética pode se
comportar hora como partícula e hora como onda.
Introdução
ARadiação Eletromagnética
O caráter dual da Luz
Dois principais efeitos revelaram que a radiação eletromagnética poderia se
comportar hora como partícula e hora como onda:
O efeito fotoelétrico:
O efeito da difração (fenda dupla):
Introdução
ARadiação Eletromagnética
O efeito fotoelétrico:
É o efeito no qual ocorre a ejeção de elétrons de um metal quando sua superfície
é exposta à radiação ultravioleta.
As observações experimentais são:
1 Nenhum elétron é ejetado até que a radiação tenha
frequência acima de um determinado valor,
característico do metal.
2 Os elétrons são ejetados imediatamente, por menor
que seja a intensidade da radiação.
3 A energia cinética dos elétrons ejetados aumenta
linearmente com a frequência da radiação incidente.
Introdução
ARadiação Eletromagnética
O efeito fotoelétrico:
Radiação
Elétron ejetado
Elétrons livres
Introdução
ARadiação Eletromagnética
O efeito fotoelétrico:
Introdução
ARadiação Eletromagnética
Exemplo:
Supondo que o espectro de luz visível ao homem encontra-se na faixa entre 400
e 700 nm de comprimento de onda, qual é a frequência da radiação
correspondente ao comprimento de onda localizado na exata metade dessa faixa?
Qual a energia de cada fóton com essa frequência?
Introdução
ARadiação Eletromagnética
O efeito da difração de elétrons:
Difração é o efeito no qual ocorre o padrão de intensidades máximas e mínimas
geradas por um objeto colocado no caminho de um feixe de luz.
Introdução
ARadiação Eletromagnética
O efeito da difração de elétrons:
Em 1920 Clinton Joseph Davisson e Lester Germer observaram o efeito da
difração ocorrido para um feixe de elétrons incidido sobre amostras de cistais.
Introdução
ARadiação Eletromagnética
Dualidade Onda-Partícula da Matéria
Se a radiação eletromagnética, que por longo tempo foi interpretada apenas
como ondas, tem caráter dual, será que a matéria, que desde a época de Dalton
foi entendida como sendo constituída por partículas, poderia ter propriedades de
ondas?
Em 1925, o cientista francês Louis de Broglie sugeriu que todas as partículas
deveriam ser entendidas como tendo propriedades de ondas.
Ele propôs, também, que o comprimento de onda associado à \u201conda da
partícula\u201d é inversamente proporcional à massa da partícula, m, e à velocidade,
v, e que:
Introdução
ARadiação Eletromagnética
Dualidade Onda-Partícula da Matéria
De acordo com a relação de de Broglie, uma partícula de massa 1 g viajando a 1
m·s\u20131 tem comprimento de onda igual a:
Introdução
A matéria pode assumir várias formas, em diferentes fases, e é composta
essencialmente por átomos. Os átomos são compostos basicamente pelo núcleo e
eletrosfera, sendo a elétrosfera dividida em níveis de energia (camadas).
AMatéria
Introdução
As camadas ou níveis são divididas em subníveis, conhecidos como s, p, d e f. 
AMatéria
Introdução
Os orbitais atômicos se unem para formar orbitais híbridos ou orbitais atômicos.
AMatéria
Interação da radiação com a matéria
Os métodos ópticos são métodos espectroscópicos baseados na radiação ultravioleta,
visível e infravermelho.
Interação da radiação com a matéria
A espectroscopia de emissão envolve geralmente métodos nos quais o estímulo é
o calor ou a energia elétrica, enquanto a espectroscopia de quimiluminescência
refere-se à excitação do analito por meio de uma reação química.
Interação da radiação com a matéria
Na espectroscopia de absorção, medimos a quantidade de luz absorvida em
função do comprimento de onda. Isso pode fornecer tanto as informações
qualitativas como quantitativas sobre a amostra.
Interação da radiação com a matéria
Na espectroscopia de fotoluminescência, a emissão de fótons é medida após a
absorção. As formas mais importantes de fotoluminescência para os propósitos
analíticos são as espectroscopias de fluorescência e fosforescência.
Absorção da Radiação
À medida que a luz atravessa um meio contendo um analito que absorve, um
decréscimo de