A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
Princípios de Análise Instrumental

Pré-visualização | Página 1 de 3

20/08/13 
1 
Princípios de Análise 
Instrumental 
 
(Módulo 1) 
 
Prof. Dr. Marcos Lanza 
Métodos Instrumentais de Análise: 
•  Métodos Clássicos x Métodos Instrumentais 
ü  Procedimentos + elaborados; 
 
ü Custo (R$ ou US$) Y Y : justifica-se pelo elevado número 
de amostras ou pelos teores muito baixos (traços). 
 
ü  Necessidade de calibração/aferição com amostra de 
referência; 
ü  Necessidade de preparação cuidadosa das amostras e das 
soluções-padrão 
20/08/13 
2 
Fatores que afetam a escolha do método: 
 
a)  Tipo de análise: elementar ou molecular, de rotina ou eventual. 
b)  Natureza do material: substâncias corrosivas, água, fármacos... 
c)  Interferência de outros constituintes da matriz. 
d)  Faixa de concentração a ser utilizada. 
e)  Disponibilidade de amostra. 
f)  Acurácia necessária. 
g)  Disponibilidade de instrumentos. 
h)  Tempo para completar a análise: acurácia x tempo. 
i)  Número de amostras: — — (Instrumental) ou ˜ ˜ (Clássica) 
j)  Análise destrutiva? 
k)  Custos de investimento, operação e manutenção 
(compensa??). 
Interferências: 
 
 A presença de interferentes afeta a seletividade do método 
de análise, o que pode ser minimizado pelo tratamento prévio da 
amostra. 
Abordagens: 
1)  Precipitação Seletiva. 
2)  Mascaramento (complexos). 
3)  Oxidação ou redução seletivas. 
4)  Extração com solvente. 
5)  Troca Iônica. 
6)  Cromatografia. 
20/08/13 
3 
Principais Métodos Instrumentais: 
 
1) Espectrometria Atômica (Absorção e Emissão); 
2) Espectrometria Molecular (UV/Visível e IV); 
3)  Espectrometria de Massas; 
4)  Cromatografia e Eletroforese; 
5)  Métodos Eletroanalíticos (VC, Polarografia, CA); 
6)  Métodos Termogravimétricos (TG, DTA e DSC); 
7)  RMN (H e C); 
8)  Fluorescência de Raios X; 
9)  Outros. 
20/08/13 
4 
Etapas de uma Análise: 
 
1)  Amostragem: tamanho e natureza física da amostra. 
2)  Preparação da amostra analítica: homogeneização, secagem, ... 
3)  Dissolução da amostra: dissolução/diluição. 
4)  Remoção de interferentes: (vide slide anterior). 
5)  Medidas e controle de fatores instrumentais: calibração, 
padronização, otimização e medida de sinal (luz, corrente 
elétrica, ...). 
6)  Resultados: cálculos e análise estatística. 
7)  Apresentação dos resultados: relatório. 
Espectroscopia 
 
 Os métodos espectroscópicos de análise são baseados na 
medida da quantidade de radiação produzida ou absorvida pelas 
moléculas ou espécies atômicas de interesse. 
 O resultado gráfico de uma técnica espectroscópica 
qualquer é chamado espectro. Sua impressão gráfica pode ser 
chamada espectrograma ou, por comodidade, simplesmente 
espectro. 
 
Radiação Eletromagnética: 
•  Forma de energia transmitida através do espaço a grandes 
velocidades. 
•  Descrita como onda (comprimento de onda, freqüência, 
velocidade e amplitude). 
•  Quanta ou Fótons: pacotes discretos de energia ou partículas 
(dualidade partícula-onda). 
20/08/13 
5 
E – Campo elétrico 
M – Campo magnético 
Espectro Eletromagnético 
 
1= Elementos de uma onda 
2= Distância 
3= Deslocamento 
λ= Comprimento de onda 
γ= Amplitude 
Espectro Eletromagnético 
•  Comprimento de onda (λ) 
•  Período (p) = tempo necessário para completar um ciclo 
•  Freqüência (f) = ciclos/s ou Hertz 
 f= c/λ 
 
 c = velocidade da luz no vácuo 3.1010 cm/s 
 
Energia (E): E = h.f => E = h.c/λ 
 
h= constante de Planck 
 
 
* Menor comprimento de onda, maior energia!!! 
 
20/08/13 
6 
Espectro Eletromagnético 
Espectro Eletromagnético 
Espectroscopia Molecular 
Espectroscopia Atômica 
20/08/13 
7 
Espectro Eletromagnético 
•  UVA (400 – 320 nm, também chamada de "luz negra" ou onda longa), 
•  UVB (320 – 280 nm, também chamada de onda média), e 
•  UVC (280 - 100 nm, também chamada de UV curta ou "germicida"). 
Espectro Infra-Vermelho: 
 
•  IR-Próximo (700 nm a 1.400 nm), 
•  IR (1.400 nm a 3.000 nm), 
•  IR-Distante (3.000 nm a 1 mm): mm 
 
Espectro Visível: 
 
•  Visível (700 a 400 nm). 
 
Espectro UV: 
 
•  UV próximo (380 a 200 nm), 
•  UV distante (200 a 10 nm), 
•  UV extremo (1 a 31 nm). 
RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
Cores do espectro visível 
Cor Comprimento de onda Freqüência 
vermelho ~ 625-740 nm ~ 480-405 THz 
laranja ~ 590-625 nm ~ 510-480 THz 
amarelo ~ 565-590 nm ~ 530-510 THz 
verde ~ 500-565 nm ~ 600-530 THz 
ciano ~ 485-500 nm ~ 620-600 THz 
azul ~ 440-485 nm ~ 680-620 THz 
violeta ~ 380-440 nm ~ 790-680 THz 
20/08/13 
8 
O que faz com que alguns raios interajam e outros passem através 
das coisas? 
 
Dois requerimentos devem ser observados para que uma 
determinada radiação possa ser absorvida por uma molécula: 
 
1 - A radiação incidente deve ser de freqüência equivalente 
aquela rotacional ou vibracional, eletrônica ou nuclear da 
molécula, 
 
2 - A molécula deve ter um dipolo permanente ou um dipolo 
induzido, ou seja, deve haver algum trabalho que a energia 
absorvida possa fazer. 
 
Interação da radiação com a matéria 
Diagramas de Energia Atômica 
E
n
er
gi
a 
λ1 
E2 (4p) 
E g energia luminosa, elétrica ou térmica 
Emissão 
E0 (3s) 
E1 (3p) 
590 nm 
λ2 
330 nm 
E 
E 
Excitação 
20/08/13 
9 
Diagramas de Energia Molecular 
E
n
er
gi
a 
E2 (4p) 
E g energia luminosa, elétrica ou térmica 
Emissão 
E0 (3s) 
E1 (3p) 
λ1 
(Banda 1) 
E 
Excitação 
λ2 
(Banda 2) 
Princípios dos Métodos 
Energia 
Radiante 
Freqüência 
de Rádio 
IV Visível UV Raios X Raios γ 
	
  	
   RMN	
   Absorção	
   Absorção	
   Absorção	
   Absorção	
   Técnicas	
  Radiométricas	
  
	
  	
   	
  Microondas	
   	
  	
   Emissão	
   Emissão	
   Difração	
   	
  	
  
	
  	
   	
  	
   	
  	
   	
  	
   	
  	
   	
  	
   	
  	
  
Interação	
  com	
  
a	
  Matéria	
  
Rotação	
  
Molecular	
  
Vibração	
  e	
  
Rotação	
  
Molecular	
  
Excitação	
  
Eletrônica	
  
Excitação	
  
Eletrônica	
  
Deslocamento	
  
de	
  elétrons	
  
internos	
  
Desintegração	
  
Nuclear	
  
20/08/13 
10 
•  Classificação dos métodos espectroquímicos: tabela 
•  Potência radiante (P): é a energia de um feixe de radiação que 
incide em uma determinada área por segundo. 
•  Detecção: conversão da energia radiante em um sinal elétrico 
(S), podendo ser voltagem ou corrente. 
•  O sinal elétrico é proporcional à intensidade da potencia 
radiante: 
S= kP 
•  Nos métodos de Emissão, Luminescência e Espalhamento, a 
Potência Radiante emitida por um analito após a excitação é 
proporcional à concentração c do mesmo (P=kc). 
•  Combinando-se equações, tem-se: S= k’c [ c x S 
 A concentração (c) do analito é diretamente proporcional ao 
sinal elétrico (S) em uma faixa de concentrações [ uso de 
padrões (curva de calibração). 
 
ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS MEDIDAS ESPECTROQUÍMICAS 
Classe 
Potência de 
Radiação medida 
Relações de 
Concentração Tipos de Métodos 
Emissão Emitida (Pe) Pe= kc Emissão Atômica 
Luminescência Luminescência (Pt) Pt= kc 
Fluorescência Atômica e 
Molecular 
Espalhamento Espalhada (Psc) Psc= kc 
Espalhamento Raman, 
Turbidimetria e 
Nefelometria 
Absorção 
Incidente (Po) e 
Transmitida (P) -log(P/Po)= kc 
Absorção Atômica e 
Molecular 
*Skoog 
Métodos Espectroquímicos 
20/08/13 
11 
Espectro visível da luz de uma lâmpada difratada por um prisma: 
(a) esquema e (b) fotografia. 
Exemplo de difração de luz produzida 
na natureza. 
RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
• Comprimento de onda (λ) 
• Período (p)

Crie agora seu perfil grátis para visualizar sem restrições.