AULA - INTRODUÇÃO ESPECTROFOTOMETRIA

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Métodos Espectrométricos
Os métodos espectrométricos abrangem um grupo de métodos baseados na espectroscopia atômica e molecular
Espectroscopia: Termo geral para a ciência que estuda a interação dos diferentes tipos de radiação com a matéria
Espectrometria e os métodos espectrométricos se referem às medidas das intensidades da radiação usando transdutores fotoelétricos ou outros dispositivos eletrônicos 
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Métodos Espectrométricos
Como as interações das radiações com a matéria podem ocorrer tanto e nível atômico como em nível molecular, os métodos instrumentais espectrométricos se dividem 4 classes :
 - Emissão (emissão atômica)
 - Luminescência (fluorescência atômica e molecular,
 fosforescência)
 - Espalhamento(Raman,turbidimetria e nefelometria)
 - Absorção (absorção atômica e molecular)
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Métodos Espectrométricos
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		Radiação eletromagnética	
A radiação eletromagnética é um forma de energia que se propaga no vácuo através de uma onda composta de campos elétrico e magnéticos oscilando perpendicularmente na velocidade da luz
Apresenta de várias formas, algumas perceptíveis como a luz (radiação visível) e o calor (radiação infravermelha), outras perceptíveis como raios X e UV
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Propriedades da luz
Ondas de Luz: Consistem em campos elétrico e magnético mutuamente perpendiculares
Parâmetros da onda :
Amplitude (A) : comprimento do vetor ao ponto máximo do pico ou profundidade máxima do vale
Comprimento de onda (λ) : distância entre pontos simétricos (2 picos ou 2 vales) de um ciclo completo (nm, cm, m) 
Propriedades da luz : onda
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Frequência(ν): número de oscilações completas que as ondas fazem em cada segundo (unidade de frequência: Hertz (Hz) ou s-1)
Este modelo ondulatório não consegue explicar os fenômenos associados com absorção e emissão de energia radiante –para estes processos a radiação eletromagnética deve ser tratada em termos de partículas denominadas Fótons ou Quanta –Modelo Corpuscular
Estas duas visualizações da radiação não são mutuamente exclusivas mas sim complementares.
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Propriedades da Luz
Partículas e Ondas: 
fluxo de partículas discretas de energia denominadas de fótons ou quanta
Energia (E) : a energia de uma partícula de luz (fóton) é proporcional à sua freqüência
 E = h ν
 E = energia do foton (Joules)
 ν = frequência 1 Hz ou 1s-1
 h =constante de Planck 6,626x10-34Js-1
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Propriedades da Luz 
Partículas e Ondas
 Relação entre frequência e comprimento de onda
 λν = c → ν = c/ λ
 onde: c = velocidade da luz 3 x 108 m s-1 em vácuo
 ν = frequência s-1
 λ= comprimento de onda (m)
 Relação entre energia e comprimento de onda
 E = hν = hc / λ = hc x
 onde : x = 1 / λ = número de onda
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Propriedades da Luz
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Espectros de absorção
	Na fase gasosa, as moléculas individuais de tetrazina estão suficientemente separadas umas das outras para vibrar e girar livremente, portanto, muitos picos de absorção individuais que resultam de transições entre os vários estados vibracionais e rotacionais aparecem no espectro.
	
	No estado líquido, e em solução, contudo, as moléculas de tetrazina não conseguem girar livremente, assim, não vemos uma estrutura fina no espectro.
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Absorção da Radiação Eletromagnética
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Absorção molecular na região UV-Vis
 Medidas de absorção da radiação eletromagnética na região do UV/Visível encontram vasta aplicação para identificação e determinação de muitas espécies inorgânicas e orgânicas.
 Os métodos de absorção molecular talvez sejam os mais amplamente usados dentre todas as técnicas de análise quantitativa em laboratórios químicos e clínicos em todo mundo.
 Absorção da radiação eletromagnética de comprimentos de onda na faixa de 160 a 780 nm.
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Porque ocorre o fenômeno da absorção?
Moléculas que apresentam elétrons que podem ser promovidos a níveis de energia mais elevados mediante a absorção de energia
 - transições eletrônicas 
Níveis discretos de energia são absorvidos devido a vibrações e rotações das moléculas
 -transições rotacional e vibracional
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Espectro de absorção UV/Visível
Por este motivo não se observa uma linha de absorção nítida , mas sim uma banda de absorção
Espectro de absorção visível
Espectro de absorção UV
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Métodos Espectrométricos
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Absorção molecular no UV/VIS
Perdas por reflexão e espalhamento
As reflexões ocorrem em qualquer interface que separa os materiais
Como não há como evitar estas reflexões e espalhamentos,torna-se necessário usar a mesma cubeta (ou uma idêntica) nas medidas das várias soluções dos padrões e da solução amostra do analito
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Absorção molecular no UV/Vis
Para compensar os efeitos da perda de potência do feixe luminoso ao atravessar o solvente, a potência do feixe transmitido pela solução do analito deve ser comparada com a potência do feixe transmitido em cubeta idêntica contendo apenas o solvente
T=PSOLUÇÃO / PSOLVENTE ~ P/PO → A = -log T = log PSOLVENTE / PSOLUÇÃO
 
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Absorção molecular no UV/Vis
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Absorção molecular no UV/Vis
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Absorção molecular no UV/Visível 
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Desvios da Lei de Beer 
A lei de Beer é válida somente para baixas concentrações
A radiação incidente deve ser monocromática
Ocorre quando a espécie absorvente sofre associação, dissociação ou reação com o solvente para gerar produtos que absorvem de forma diferente do analito.
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Desvio da Lei de Beer
Desvios Instrumentais:
Como minimizar o desvio instrumental para radiação policromática?
	Para se evitar os desvios é recomendado que se selecione um comprimento de onda próximo ao máximo de absorção, em que a absortividade do analito se altera pouco com o comprimento de onda.
A lei só válida para radiação monocromática, ou seja, para um único comprimento de onda 
Cubetas desiguais
Luz espúria.
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Espectrofotômetro
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Instrumentação : Espectrofotômetro
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Absorção Molecular UV/Vis
Qual o tipo de fonte de radiação deve ser usado para a espectrometria Visível e ultravioleta
Região Visível: 380 a 780 nm
• Lâmpada de filamento de tungstênio
Região UV: 160 a 380 nm
•Lâmpada de deutério, xenônio ou vapor de mercúrio
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Fontes UV/Vis
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Sistema ótico
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Cubetas ou células de medida
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Detetores
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Detetores
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Medidores e registradores
Analógicos
Digitais
Registradores de papel
Computadores
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Espectrofotômetros
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Como realizar análise quantitativa por espectrometria molecular ?
A primeira etapa da análise envolve o estabelecimento das condições de trabalho.
Determinação do(s) máximo(s) de absorção
No máximo de absorção, além da máxima sensibilidade por unidade de concentração, os efeitos de desvios da lei de Beer são menores. Adicionalmente, o ajuste do comprimento de onda é mais reprodutível, não implicando em variações significativas de € e, por consequência, da absorvância
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Procedimento de Análise
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Espectro de absorção
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Análises Quantitativas
Curva Analítica 
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Fator de Calibração
Não é seguro pressupor uma concordância com a lei de Beer e usar apenas um padrão para determinar a absortividade molar. Assim é recomendável a construção da curva
Fator de calibração:
 FC = CP /AP
Concentração do analito :
 CA = FC / AA
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Absorção molecular UV/vis
Os métodos espectrofotométricos apresentam
características importantes:
 1) Ampla aplicação para sistemas orgânicos e
 inorgânicos ;
 2) Limites de detecção de 10-4 a 10-5 mol/L ; (podem ser melhorados para 10-6 a 10-7
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Espectrometria molecular
3) Seletividade de moderada a alta;
4) Boa exatidão (1% a 5% );
5) Facilidade e conveniência na aquisição de dados;
6) Aplicação a espécies não absorventes
 (reagentes cromóforos)
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Análises Quantitativas
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