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Capítulo 3 – Espectroscopia de absorção molecular no UV-VIS 75 3.5 - TERMINOLOGIA PARA DENOMINAÇÃO DOS INSTRUMENTOS USADOS EM MEDIDAS DE ESPECTROSCOPIA ÓTICA ���� Espectroscópio - Instrumento para identificação visual das linhas de emissão. - Possui um dispositivo para observação visual adaptado na fenda de saída do monocromador. ���� Colorímetro - Instrumento para medidas de absorção por comparação visual. - Olho humano ⇒ detetor ���� Fotômetro - Instrumento que faz uso de filtros para seleção da faixa de comprimentos de onda de trabalho. ���� Espectrógrafo - Instrumentos nos quais o detetor é continuamente exposto a todo o espectro disperso historicamente → detetor → placas ou filmes fotográficos atualmente → detetor → rede de diodos ou dispositivos de transferência de carga ����Espectrômetro - Instrumento capaz de informar acerca da intensidade da radiação absorvida ou emitida em função do comprimento de onda ou da freqüência - Seleção do λ ⇒ monocromadores ����Espectrofotômetro - Espectrômetro equipado com uma ou mais fendas de saída e fotodetetores que permitem determinar a relação entre a potência de dois feixes em função do comprimento de onda da radiação. Capítulo 3 – Espectroscopia de absorção molecular no UV-VIS 76 3.6 - CONFIGURAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS PARA ABSORÇÃO MOLECULAR NO UV/VIS 3.6.1 - TIPOS DE EQUIPAMENTOS: •••• Feixe simples - requer fonte estabilizada evitar erros devido a variações na potência da fonte quando se mede 100% T e % T da amostra •••• Feixe duplo tempo espaço - elimina efeitos de flutuações na fonte durante as medidas de % T - compensa possíveis oscilações no transdutor e/ou no amplificador durante as análises Capítulo 3 – Espectroscopia de absorção molecular no UV-VIS 77 •••• Multicanal - mais recentes - detector = transdutor ⇒ rede de diodos Capítulo 3 – Espectroscopia de absorção molecular no UV-VIS 78 3.6.1.1 - Fotômetros • Simples, baratos e de fácil manutenção • Seleção da faixa de comprimentos de onda de trabalho ⇒ filtros (absorção ou interferência) ↓↓↓↓ Número de filtros é limitado → isolam faixas espectrais relativamente largas OBS Filtros de absorção ⇒ seleção da faixa ótima (máxima A) para análises quantitativas → filtro que deixe passar a cor complementar à da solução em estudo Figura 3.19 – Representação esquemática de fotômetros de feixe simples e de feixe duplo Capítulo 3 – Espectroscopia de absorção molecular no UV-VIS 79 3.6.1.2 – Fotômetro tipo sonda • Pode ser imerso na célula adequado para titulações fotométricas • Colocado imerso no “branco” e depois na amostra • As sondas podem ser de vários materiais (aço inox, vidro pyrex, plásticos resistentes a ácidos) Figura 3.20 – Representação esquemática de fotômetro de sonda. Capítulo 3 – Espectroscopia de absorção molecular no UV-VIS 80 3.6.1.3 - Espectrofotômetros • Uso de monocromadores para selecionar os λ de trabalho→ variação contínua dos comprimentos de onda na região de interesse → obtenção dos espectros de absorção → análises qualitativas • Operam nas regiões UV/VIS (componentes óticos de quartzo) ou VIS (componentes óticos de vidro) • Largura da faixa espectral isolada → depende da qualidade do monocromador: 10 nm a 0,2 nm Exemplos de instrumentos comerciais: 1) Spectronic 20 Capítulo 3 – Espectroscopia de absorção molecular no UV-VIS 81 2) “Turner 350” (Sequoia-Turner) 3) “CAMSPEC M330” (Camspec) •••• Faixa de trabalho: 180 – 900 nm •••• Exatidão fotométrica: 0,005 A ou 0,3% T •••• Largura da banda : 0,5, 1 e 0,5 nm por variações na largura da fenda •••• Varredura na faixa de trabalho com o “branco” →→→→ espectro é armazenado na memória do computador •••• Varredura das amostras →→→→ espectro das amostras é obtido com auxílio dos dados de referência ⇒⇒⇒⇒ simular feixe duplo •••• Computador ⇒⇒⇒⇒ diferentes opções para tratamento dos dados •••• Vantagens em relação ao feixe duplo verdadeiro: - maior potência de radiação alcança o detetor - maiores valores para relação sinal/ruído - compartimentos para amostras mais simples •••• Desvantagem: - espectro de referência e da amostra adquiridos em tempos diferentes →→→→ sujeito a erros devido a instabilidade na fonte e no detetor Capítulo 3 – Espectroscopia de absorção molecular no UV-VIS 82 4) Espectrofotômetro manual de feixe duplo no tempo (região UV/VIS) 5) “PERKIN ELMER Série 57” •••• Características: ∗∗∗∗ resolução temporal ∗∗∗∗ largura de fenda variável: 0,2 – 0,5 – 1,0 e 3,0 nm ∗∗∗∗ rede de difração plana (45 x 45 mm) com 1440 sulcos/mm ∗∗∗∗ faixa de trabalho: 190-750 nm Capítulo 3 – Espectroscopia de absorção molecular no UV-VIS 83 6) Espectrofotômetro com dispersão dupla VARIAN •••• Características: ∗∗∗∗ melhor resolução espectral ∗∗∗∗ percurso da radiação no monocromador: - radiação passa pela fenda de entrada 1, é dispersa pela rede e atinge a fenda de saída 1; um conjunto de espelhos direciona o feixe para a fenda de entrada 2, ocorrendo uma nova dispersão pela rede; finalmente, o feixe emerge pela fenda de saída 2. ∗∗∗∗ resolução: 0,07 nm ∗∗∗∗ radiação espúria: 0,0008% (220-800nm) ∗∗∗∗ pode operar na região IVP com detector adequado (PbS) Capítulo 3 – Espectroscopia de absorção molecular no UV-VIS 84 7) Espectrofotômetro multicanal “HP 8452A ” (Hewlett-Packard Co.) FONTE → AMOSTRA → MONOCROMADOR → REDE DE DIODOS •••• Rede de diodos →→→→ arranjo linear de centenas de fotodiodos formados ao longo de um chip de Si (L = 1 - 6 cm e largura diodo = 15 – 50 µm) •••• Cada diodo ⇒⇒⇒⇒ capacitor e interruptor - um sistema controlado por computador fecha momentaneamente cada interruptor →→→→ capacitor carregado ⇒⇒⇒⇒ – 5V - radiação incide na superfície do diodo →→→→ descarga parcial do capacitor →→→→ gera corrente proporcional à potência da radiação incidente →→→→ resultados amplificados, digitalizados e armazenados - todos os diodos são varridos em alguns milisegundos e o ciclo se repete Capítulo 3 – Espectroscopia de absorção molecular no UV-VIS 85 •••• Largura da fenda = largura do diodo →→→→ Sinal de saída de cada diodo associado a um λ •••• Varrendo seqüencialmente os sinais →→→→ Espectro de absorção (± 1 s) •••• Características: - velocidade na aquisição do espectro ∗ varredura 200-820 nm em 0,1 s ∗ são feitas várias varreduras seqüenciais que são guardadas na memória do computador - análise multielementar simultânea - alta reprodutibilidade do espectro (não existem partes móveis) - útil para estudos cinéticos e para aqueles que envolvem intermediários transientes - útil na determinação qualitativa e quantitativa dos componentes que eluem em coluna de cromatografia líquida - alta estabilidade da fonte e do sistema eletrônico sinal do solvente (branco) adquirido e armazenado a cada 5 ou 10 min.•••• Desvantagem - custo alto e resolução baixa (1-2 nm)
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