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TÉCNICAS DE CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E 
QUÍMICA DE MATERIAIS 
HUMBERTO GRACHER RIELLA
Espectro(foto)metria de Absorção Atômica e Espectro(foto)metria de Absorção Atômica e 
Espectro(foto)metria de Emissão de ChamaEspectro(foto)metria de Emissão de Chama
TÉCNICAS DE CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E QUÍMICA DE MATERIAIS –TNM5811
Espectroscopia Fotoeletrônica de raios x
Einstein, na década de 20, 
identificou três processos 
através dos quais um átomo 
pode passar de um estado para 
o outro. Se o átomo estiver no 
estado fundamental é 
necessário fornecer a ele a 
energia certa para que ele 
passe ao estado excitado. Essa 
energia deve ser exatamente a 
diferença entre as energias dos 
dois estados.
Uma forma de fornecer essa 
energia é fazer incidir um feixe 
de luz sobre o átomo. Se a 
energia de um fóton 
constituinte da luz for 
exatamente igual à diferença 
de energia entre os dois 
estados do átomo, ele pode 
absorver esse fóton e passar 
do estado fundamental para o 
estado excitado.
EMISSÃO versus ABSORÇÃO
TÉCNICAS DE CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E QUÍMICA DE MATERIAIS –TNM5811
Espectroscopia de Absorção Atômica
Um fóton de uma certa energia E incide sobre um átomo que está no estado 
fundamental. Se a energia E do fóton for exatamente igual à diferença entre a 
energia do estado excitado, E2, e a energia do estado fundamental, E1, isto é, E = 
E2 - E1, o átomo pode absorver o fóton e passar do estado de menor para o 
estado de maior energia.
Se a energia E do fóton for maior ou menor que a diferença E2 - E1, o fóton não 
pode ser absorvido e passa batido.
A forma "pictórica" de representar o processo de absorção é a seguinte: os dois 
estados do átomo são desenhados como tracinhos paralelos. O estado 
fundamental, de energia mais baixa E1, é simbolizado pelo tracinho de baixo. A 
distância entre os tracinhos simboliza a diferença de energia E2 - E1. Se o átomo 
estiver no estado fundamental será simbolizado por uma bolinha no tracinho de 
baixo. O fóton é simbolizado por um traço ondulado com uma seta na ponta. Veja 
como é representado o processo de absorção de um fóton de energia E = E2 - 
E1.
Um átomo excitado, normalmente, não fica muito tempo nesse estado. A não 
ser que algum fator externo o impeça, depois de um tempo muito curto ele 
volta ao estado fundamental. Alguns estados excitados, porém, podem ter vida 
mais longa e são chamados de meta-estáveis
ABSORÇÃO
Só existe um processo de absorção de fótons mas 
existem dois processos de emissão. 
No processo chamado de EMISSÃO ESPONTÂNEA o 
átomo passa do estado excitado para o estado 
fundamental sem nenhuma ajuda externa, emitindo um 
fóton de energia E2 - E1. Mas, existe outro processo de 
desexcitação, chamado de EMISSÃO ESTIMULADA, no 
qual a desexcitação é induzida por um fóton que tem 
exatamente a energia E = E2 - E1. O fóton estimulador 
passa incólume, sem perder nem ganhar nenhuma 
energia, mas provoca a emissão (estimulada) de outro 
fóton com a mesma energia.
Os dois fótons, estimulador e estimulado, são coerentes, 
isto é, têm a mesma freqüência, mesma fase e mesma 
polarização.
EMISSÃO
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Espectroscopia de Absorção Atômica
Na EMISSÃO ATÔMICA a chama serve para dois propósitos :
1.Ela converte o aerossol da amostra em um vapor atômico (onde se encontra átomos 
no estado fundamental) e
2.Excita, termicamente, estes átomos, levando-os ao “estado excitado”.
 Quando estes átomos retornam ao estado fundamental, eles emitem a luz que é 
detectada pelo instrumento. A intensidade de luz emitida está relacionada com a 
concentração do elemento de interesse na solução.
EMISSÃO ATÔMICA versus ABSORÇÃO 
ATÔMICA
Na ABSORÇÃO ATÔMICA, a única função da chama é converter o aerossol da 
amostra em vapor atômico, que pode então absorver a luz proveniente de uma fonte 
primária. A quantidade de radiação absorvida está relacionada com a concentração 
do elemento de interesse na solução
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Espectroscopia de Absorção Atômica
Os métodos espectroscópicos 
baseiam-se na absorção e/ou 
emissão de radiação 
eletromagnética por muitas 
moléculas, quando os seus elétrons 
se movimentam entre níveis 
energéticos. A espectrofotometria 
baseia-se na absorção da radiação 
nos comprimentos de onda entre o 
ultravioleta e o infravermelho. 
EMISSÃO ATÔMICA versus 
ABSORÇÃO ATÔMICA
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Espectroscopia de Absorção Atômica
ANÁLISES 
INSTRUMENTAIS
 Espectrometria de Emissão de Chama 
(Fotometria de Chama);
 Espectrometria de Absorção Atômica;
 Espectrometria de Fluorescência Atômica.
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Espectroscopia de Absorção Atômica
• A ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA e a 
ESPECTROSCOPIA DE CHAMA são métodos que têm de comum o 
fato de ambos introduzirem a amostra na chama em forma de um 
aerossol. Porém, os dois métodos diferem fundamentalmente entre si. 
Na ESPECTROSCOPIA DE CHAMA mede-se a intensidade da 
radiação emitida pelos átomos excitados; e, na ABSORÇÃO 
ATÔMICA, o objeto da medida é a radiação absorvida pelos átomos 
neutros no estado fundamental. 
• A ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA oferece uma 
série de vantagens sobre a espectroscopia de chama. Uma delas 
relaciona-se com o fato de o  número de átomos no estado fundamental 
ser várias ordens de grandeza maior do que o número de átomos 
excitados; daí resulta uma sensibilidade muito maior para a técnica da 
absorção atômica. 
  
PRINCÍPIO
TÉCNICAS DE CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E QUÍMICA DE MATERIAIS –TNM5811
Espectroscopia de Absorção Atômica
PRINCÍPIO
 Quando uma solução com um sal metálico for aspirado 
por uma chama forma-se um vapor que contem átomos do 
metal;
 Alguns destes átomos do metal, no estado gasoso, 
podem ser promovidos a um nível de energia 
suficientemente elevado para que ocorra a emissão da 
radiação característica do metal;
 ou os átomos no estado fundamental, podem absorver 
energia radiante proveniente de uma fonte específica.
TÉCNICAS DE CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E QUÍMICA DE MATERIAIS –TNM5811
Espectroscopia de Absorção Atômica
ETAPAS DE FORMAÇÃO DE ÁTOMOS 
METÁLICOS NUMA CHAMA
 Evaporação do solvente deixando um resíduo sólido;
 Vaporização do sólido com a dissociação nos seus átomos 
constitutivos que inicialmente estarão no estado fundamental;
 Exitação de alguns átomos a um nível de energia mais 
elevado, graças à energia térmica da chama, atingindo um 
estado no qual podem irradiar energia.
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Espectroscopia de Absorção Atômica
ESQUEMA RESUMIDO DA FORMAÇÃO DE 
ÁTOMOS METÁLICOS NUMA CHAMA
Os seguintes eventos ocorrem em rápida sucessão quando 
uma solução, é aspirada por uma chama
M+ X- M+ X- MX
MXM(gas) + X(gas)M+(gas)
evaporação
vaporizaçãodissociaçãoExcitação
térmica
Absorção
de energia radiante
M+(gas)
solução névoa
Emissão 
na Chama
Reemissão (fluorescência)
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Espectroscopia de Absorção Atômica
MÉTODOS DE ABSORÇÃO
-
 É um método quantitativo para análise baseado na absorção de luz 
por átomos no estado atômico livre.
-
 A análise quantitativa esta baseada na Lei de Beer – Lambert.
-
 Os cálculos são idênticos aos outros métodos que empregam 
absorção molecular como os métodos de UV-Visível.
 
B
ase do Método:
•C
om fontes de excitações elétricas ou chama, muitos átomos 
permanecem em estado não excitado.
•S
emelhantemente com a emissão por plasma, isto também ocorre mas 
não é um grande problema.
•S
e observarmos os átomos livres, nós podemos desenvolver