Mia introdução%2c espectrometria UV e Vis 2017

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Métodos de Análise Instrumental
Introdução
Visão Geral
• Análise química:
Aplicação de um processo (ou série de processos) para 
identificar e / ou quantificar uma espécie química.
• Por quê da Análise Instrumental?
1. Limitação dos sentidos humanos.
2. Capacidade limitada de discriminação de analitos por
métodos comuns (reações químicas colorimétricas por
exemplo).
3. Capacidade limitada de quantificação de analitos
presentes em baixa concentração (ppm, ppb, ppt).
Limitação dos sentidos humanos
Cocaína ProcaínaCafeína
Capacidade limitada dos métodos comuns
a) Fenacetina
b) Cafeína
c) Amido
d) Ácido bórico
e) Manitol
f) Cocaína
g) Prometazina
h) Lidocaína
i) Fermento
j) Leite em pó
Capacidade limitada de quantificação em baixa concentração 
Aflatoxina
Alimento Concentração 
(µg/kg) (10-6g/kg)
Leite fluído 0,5
Leite em pó 5,0
Queijos 2,5
Possibilidade de Automação e com isso:
- Aumento da capacidade de análise e com isso redução de 
custos
- Diminuição da mão-de-obra e consequente erros de execução 
de técnica
Além de:
- Sensibilidade
- Informações sobre a estrutura atômica / molecular do analito: 
alto poder de discriminação
- Tratamento de dados automatizado (cálculos estatísticos)
- Menor necessidade de uso de solventes e reagentes
- Possibilidade de análise de amostras de massa / volume 
pequenos
- Análises não destrutivas (ex: microscopia no infravermelho)
Algumas Vantagens da Análise instrumental
• Custo dos equipamentos e insumos (gases, reagentes, etc)
• Mão-de-obra especializada
• Instalações especiais para acomodação dos equipamentos
• Necessidade de monitoramento constate em relação à 
calibração do instrumento
• Verificação periódica de possíveis contaminantes do 
equipamento
• Não é totalmente “imune” à interferentes
Algumas Desvantagens da Análise instrumental
Métodos instrumentais
• ELÉTRICOS – baseados em propriedades 
elétricas (corrente, tensão e resistência). Ex.: 
potenciometria, voltametria, condutometria…
• ÓTICOS – baseados em medidas de absorção 
ou emissão da radiação. EX.: espectrometrias
• DE SEPARAÇÃO - cromatografia
Aplicações
• P&D
• Controle de qualidade
• Análises clínicas
• Análises toxicológicas
• Fiscalização
• …
INTRODUÇÃO AS MÉTODOS 
ESPECTROSCÓPICOS
Radiação eletromagnética
São ondas eletromagnéticas que consistem em dois campos
oscilantes (um elétrico e um magnético), ou ainda, forma de energia
que se propaga de um ponto a outro em um meio material e pode
apresentar características ondulatórias ou corpusculares.
Radiação eletromagnética
Estado fundamental + energia = estado excitado (espectro de absorção)
Estado excitado - energia = estado fundamental (espectro de emissão)
Cor complementar: quando um feixe de luz branca (todos λ)
incide em uma superfície absorvente, a radiação emergente
será o complemento da radiação branca menos a absorvida.
Espectrofotometria
de absorção nas regiões ultravioleta 
e visível
Espectrofotometria
• Definição:
Técnica analítica que utiliza o espectro de
eletromagnético para determinar a concentração
de espécies químicas.
Espectrofotometria
• Princípio da técnica:
Compostos coloridos absorvem luz na faixa do
visível.
Espectrofotometria
• A radiação das regiões do visível e UV é suficiente apenas para 
causar a excitação dos elétrons da camada de valência, logo 
só os elétrons que participam das ligações são afetados:
– Sigma (ligações simples)
– Pi (ligações duplas)
– Elementos eletronegativos
Grupos cromóforos
Leis que regem o método
• Lei de Beer:
– A quantidade de energia transmitida depende da 
quantidade de moléculas presentes, ou seja, da 
concentração da substância analisada.
• Lei de Lambert:
– A quantidade de energia transmitida depende do 
caminho óptico seguido pela radiação.
Lei de Beer-Lambert
A log
It
Quantificação de amostras
• Absorbância:
Io
Em que:
Io = intensidade de luz
incidente
It = intensidade de luz
transmitida
• Lei de Beer-Lambert:
– Lambert: quando um feixe de luz
passa por um meio absorvente,
porções iguais deste meio irão
absorver luz
– Beer: a absorção da luz é
proporcional à concentração de
soluto na solução.
Em que: Aa.b.c
A = absorbância
a = coeficiente de absorção (absortividade)
c = concentração
b = caminho ótico (espessura da
camada absorvente)
Lei de Beer-Lambert
• Transmitância:
– T = I/Io
razão entre 
poder radiante
transmitido pela
amostra e o 
poder radiante
incidente na
amostra.
Relação entre transmitância e 
absorbância
Desvios da Lei de Beer-Lambert 
• Desvios químicos: mudanças na concentração 
da solução por interação das moléculas do 
soluto entre si e com o solvente (uso em 
soluções diluídas < 0,01M – manter A < 1).
• Desvios instrumentais: iluminação não 
monocromática, sinal não linear e nem 
proporcional à concentração.
Cálculos
• Absortividade conhecido: aplicação direta da 
fórmula.
• Absortividade desconhecido: curva padrão.
Vantagens e Desvantagens
Vantagens
• Custo do equipamento e de 
análise
• Custo de manutenção
• Simplicidade de análise
Desvantagens
• Interferentes
Interferentes
EQUIPAMENTOS
Partes
a. Fonte:
– Lâmpada com descarga de hidrigênio (185 – 370 
ηm) ou tungstênio (350 – 2000 ηm)
b. Atenuador ou fenda:
– Diminui a largura do feixe da fonte
c e d. Monocromador / Filtro
– Selecionar um comprimento de onda
• rede de difração: placa metálica ou de vidro com ranhuras;
• prisma
Partes
e. Cela para amostra:
– Região visível – qualquer material transparente.
– Região UV – quartzo.
f. Detector:
– Fotocélulas, a radiação transmitida provoca a 
emissão de elétrons a partir de uma superfície 
sílida com um catodo e um anodo, produzindo 
assim corrente elétrica
g. Registrador:
– Transforma o sinal elétrico em energia mcânica, 
movendo o registrador.
Espectrofotômetro
• Feixe simples: mais simples e barato. 
• Feixe duplo: mais caro.