Introdução a Espectrofotometria de UV Vis

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ESPECTROFOTOMETRIA 
DE UV-VIS
Mestrando: Jefferson Willian Martins
Prof. Dr. Júlio César José da Silva
1
Juiz de Fora, 2/2017
CONCEITOS PRINCIPAIS
• O que é 
Espectroscopia e Espectrometria?
2
IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, Gold Book, 2012.
CONCEITOS PRINCIPAIS
• O que é 
Espectroscopia e Espectrometria?
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The study of physical systems by the electromagnetic radiation
with which they interact or that they produce. Spectrometry is
the measurement of such radiations as a mean of obtaining
information about the systems and their components. In certain
types of optical spectroscopy, the radiation originates from an
external source and is modified by the system, whereas in other
types, the radiation originates within the system itself.
IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, Gold Book, 2012.
CONCEITOS PRINCIPAIS
• O que é 
Espectroscopia e Espectrometria?
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The study of physical systems by the electromagnetic radiation
with which they interact or that they produce. Spectrometry is
the measurement of such radiations as a mean of obtaining
information about the systems and their components. In certain
types of optical spectroscopy, the radiation originates from an
external source and is modified by the system, whereas in other
types, the radiation originates within the system itself.
IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, Gold Book, 2012.
CONCEITOS PRINCIPAIS
Matéria
Radiação 
Eletromagnética
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Diferentes substâncias interagem de forma diferente 
com a radiação eletromagnética
• Radiação Eletromagnética (Luz)
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CONCEITOS PRINCIPAIS
O Campo Elétrico (E) e 
o Campo Magnético (B) 
são ortogonais.
CONCEITOS PRINCIPAIS
• Propriedades das Ondas Eletromagnéticas:
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Comprimento de 
Onda: λ
λ é expresso em 
metros
Amplitude: A
CONCEITOS PRINCIPAIS
• Propriedades das Ondas Eletromagnéticas:
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A frequência (υ) de uma onda é definida como o 
número de oscilações completas por segundo.
Uma oscilação por segundo é chamada de um Hertz 
(1Hz).
106𝑠−1 = 106 𝐻𝑧 = 10 𝑀𝐻𝑧
CONCEITOS PRINCIPAIS
• Propriedades das Ondas Eletromagnéticas:
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A velocidade (c) de propagação é dada por
𝑐 = υ*λ
𝐶𝑣á𝑐𝑢𝑜 = 299.792.458 𝑚𝑠
−1
Ao mudar o meio de propagação a frequência 
permanece constante.
CONCEITOS PRINCIPAIS
• Propriedades das Ondas Eletromagnéticas:
10
Em outros meios de propagação, a velocidade das OE’s
é dada por.
𝑣 =
𝑐
𝑛
, onde n é o índice de refração do meio.
𝑛𝑣á𝑐𝑢𝑜 = 1
𝑛𝑎𝑟 = 1,000293
𝑛á𝑔𝑢𝑎=1.330
CONCEITOS PRINCIPAIS
• Propriedades das Ondas Eletromagnéticas:
11
CONCEITOS PRINCIPAIS
• Propriedades das Ondas Eletromagnéticas:
12
As ondas eletromagnéticas também podem ser vistas 
como pacotes de energia denominados fótons
A energia de um fóton, ou seja, a energia uma OE é 
dada por: 
𝐸 = ℎ𝑣 =
ℎ𝑐
λ
, onde h é a constant de Planck
CONCEITOS PRINCIPAIS
• Propriedades das Ondas Eletromagnéticas:
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CONCEITOS PRINCIPAIS 14
ABSORÇÃO DA LUZ
• O estado de menor energia molecular é chamado 
de Estado Fundamental.
• Ao receber fótons, ou seja, energia a molécula 
passa para um estado de maior energia chamado 
de “estado excitado”.
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ABSORÇÃO DA LUZ
Maior Energia 
da Molécula
Menor Energia 
da Molécula
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Emissão 
de 
fótons
Absorção 
de fótons
ABSORÇÃO DA LUZ
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Espectroscopia de Absorção
•Quantização da energia absorvida em função do 
comprimento de onda
•Espectrometria e Espectrofotometria
Espectroscopia de fotoluminecência
•Quantização da energia emitida após a absorção
•Fluorescência e Fosforescência
ABSORÇÃO DA LUZ
18
• Os resultados obtidos por medidas espectroscópicas
são expressos em gráficos chamados Espectros
O perfil do espectro gerado 
depende do meio: Vapor
ou Solução
ABSORÇÃO DA LUZ
19
• Os resultados obtidos por medidas espectroscópicas
são expressos em gráficos chamados Espectros
ESPECTROFOTOMETRIA DE UV-VIS
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• Quando a radiação é absorvida por uma amostra, há uma
diminuição na intensidade do feixe incidente.
• Esta diminuição é dependente da natureza da amostra,
assim como da concentração do analito.
• O campo elétrico das radiações eletromagnéticas interage
com átomos, moléculas e íons da amostra de certa forma
que alguns comprimentos de onda são seletivamente
absorvidos.
• Por isso, a espectroscopia pode ser utilizada como uma
ferramenta qualitativa ou quantitativa.
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Luz Monocromática: Luz de comprimento de onda único.
Portanto, antes de ser irradiada sobre a amostra, o feixe
de luz passa por um monocromador.
P0 é a intensidade da radiação incidida e P é a
intensidade da radiação transmitida.
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A transmitância (T) é definida como:
𝑇 =
𝑃
𝑃0
A absorvância (A) é definida como:
𝐴 = 𝐿𝑜𝑔
𝑃0
𝑃
= −𝐿𝑜𝑔 𝑇
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A absorvância é diretamente 
proporcional à concentração da 
substância e também ao caminho 
óptico (b)
b = Distância percorrida pelo feixe.
Quanto maior a Transmitância,
Menor Absorvância
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feixe
incidente, Po
feixe
emergente, P
Reflexão (perda) Espalhamento (perda) Faixa de Trabalho: 
180-780 nm.
Cubeta deve estar sempre 
limpa e ser constituída de 
material que não absorva na 
faixa de trabalho do UV-Vis.
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Lei de Lambert-Beer.
A = ε*b*C
b é o caminho óptico, 𝑐𝑚
C é a concentração do analito, 𝑚𝑜𝑙 𝐿−1
ε é a absortividade molar, 𝐿 𝑚𝑜𝑙−1𝑐𝑚−1
Intrínseco a cada substância e possui 
valores diferentes para diferentes 
comprimentos de onda.
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Lei de Lambert-Beer.
Relação linear entra a Absorvância e a concentração 
da substância analisada.
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Exemplo: Encontre a absorvância e a transmitância de
uma substância a 0,00240 M, cujo ε é 313 𝑀−1𝑐𝑚−1 , em
uma célula de 2,0 cm de espessura.
𝐴 = ε*b*C =313 𝑀−1𝑐𝑚−1 * 0,00240 M * 2,0 cm = 1,5
𝐴 = − log 𝑇 , logo:
𝑇 = 10−𝐴 = 10−1,5 = 0,0316
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Limitações da Lei de Lambert-Beer.
• A interação linear entre absorvância e
concentração só é valida para radiações
monocromáticas.
• A lei de Beer é válida apenas para soluções
diluídas (≤ 0,01 𝑚𝑜𝑙 𝐿−1).
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Todas as moléculas absorvem radiação UV-Vis?
• Para que uma molécula absorva radiação
UV-Vis é preciso que haja na molécula a
presença de um grupo Cromóforo.
• Grupos Cromóforos: São os grupos funcionais
com absorção característica na região do ultra-
violeta violeta ou do visível.
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Todas as moléculas absorvem radiação UV-Vis?
A molécula de Aspartame 
possui vários grupos 
cromóforos e por isso é 
capaz de absorver diversos 
comprimentos de onda na 
região do UV.
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Todas as moléculas absorvem radiação UV-Vis?
A molécula de Aspartame possui 
vários grupos cromóforos e por 
isso é capaz de absorver diversos 
comprimentos de onda na 
região do UV.
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Todas as moléculas absorvem radiação UV-Vis?
ESPECTROFOTOMETRIA DE UV-VIS
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Todas as moléculas absorvem radiação UV-Vis?
É possível realizar reações de 
complexação para gerar 
moléculas que irão absorver 
radiação UV-Vis.
ESPECTROFOTOMETRIA DE UV-VIS
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Como funcionam filtros solares a base de moléculas 
orgânicas?
Os filtros solares nos 
protegem de radiações 
UV, pois a exposiçãocrônica a essas 
radiações apresenta 
sérios riscos à saúde 
humana.
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Como funcionam filtros solares a base de moléculas 
orgânicas?
As moléculas 
orgânicas 
presentes nos filtros 
absorvem a 
radiação UV 
atuando como 
agente protetor 
para a nossa pele.
http://www.compoundchem.com/2014/06/05/sunscreenchemicals/
EXERCÍCIO
1) 
a) Uma solução preparada dissolvendo-se 25,8g de Benzeno
(C6H6 – PM 78,114) em Hexano e diluindo-se a 250,0 mL
tem um pico de absorção em 256nm e uma absorbância
de 0,266 numa célula de 1,000cm. Encontre a
absortividade molar do Benzeno neste comprimento de
onda.
a) Uma amostra de Hexano contaminada com Benzeno tem
absorvância de 0,070 em 256 nm em uma célula de 5,000
cm. Qual a concentração de benzene em 𝑚𝑔 𝐿−1?
36
...Continua.
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