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espectroscopia no infravermelho

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O que é espectroscopia?
A espectroscopia é o estudo da luz à medida que ela se divide em suas cores constituintes.
Examinando estas cores diferentes, pode-se determinar qualquer número de propriedades do objeto que está sendo estudado, como as cores da luz refletem os estados de energia.
Mais tecnicamente, a espectroscopia analisa a interação entre qualquer matéria e radiação.
É usada para analisar compostos em química, para determinar quais elementos diferentes compõem algo, e também é usado em astronomia para obter percepções sobre a composição e velocidades de corpos astronômicos como exemplo para determinar a composição das estrelas.
História e Conceito da Espectroscopia no Infravermelho
A história da espectroscopia no infravermelho começa com Isaac Newton (1643-1727). 
O primeiro curso dado por Newton na Universidade de Cambridge, em 1669, foi sobre óptica. Seu primeiro artigo, publicado em 1672, e seu último livro, Opticks, publicado em inglês em 1704, foram estudos sobre a luz. A refração da luz por um prisma de vidro já era conhecida antes de Newton, mas ele foi o primeiro a desenvolver uma série de experimentos elaborados e exatos. Newton estabeleceu regras matemáticas para as medidas experimentais da refração da luz.
O trabalho de Newton sobre óptica foi complementado por Frederick William Herschel. Foi ele quem descobriu a luz no infravermelho. Nasceu em Hanover, Alemanha. Herschel tocava oboé na banda militar de Hanover e em 1775 o seu regimento foi enviado para a Inglaterra. Naquela época, as coroas da Inglaterra e Hanover estavam unidas sob o trono de George II. Esta rápida visita causou-lhe boa impressão e no ano seguinte desligou-se do regimento e mudou-se para Londres. Dedicou-se profissionalmente à música e compôs numerosas peças musicais. Seu interesse, entretanto, não se limitava à música; nas horas vagas Herschel dedicava-se à matemática e à astronomia. Ele construiu vários telescópios no quintal de sua casa e em 1871 descobriu o planeta Urano.
O sólido conhecimento de matemática e óptica de Herschel permitiu que ele complementasse o trabalho iniciado por Newton. Imaginou que poderiam existir outras componentes na luz do sol fora da região visível. Como essa região do espectro da luz é invisível para o olho humano, Herschel criou um experimento para detectá-la. Ao colocar um termômetro com bulbo preto na faixa de luz no infravermelho, notou que a temperatura subia e que era mais alta que a temperatura ambiente do quarto. Herschel definiu essa temperatura como "temperatura de referência".
Em março de 1800, fez uma nova descoberta. Ao colocar uma amostra na trajetória da luz no infravermelho observou que, ao mudar a parte do espectro que passava através da amostra, para sua surpresa, em alguns pontos a temperatura diminuía repentinamente. Herschel concluiu que nesses pontos, a temperatura diminuía porque a amostra absorvia luz no infravermelho e, por esse motivo, definiu a espectroscopia no infravermelho como a "medida de absorção de luz no infravermelho".
Também concluiu que a absorção era proporcional à diferença entre a temperatura de referência e a temperatura nos pontos em que ocorria absorção. Com este experimento, criou o princípio que seria usado no espectrômetro de infravermelho.
O desenvolvimento da eletrônica no início do século 20 permitiu a criação de dispositivos para gerar automaticamente as frequências presentes no espectro da luz do sol no infravermelho. O primeiro espectrômetro de infravermelho totalmente automatizado, surgiu em 1937. O primeiro espectrômetro comercial, entretanto, só iria surgir na década de 1960. Este espectrômetro ficou conhecido como interferômetro de Michelson.
A espectroscopia no infravermelho
A espectroscopia estuda a interação da radiação eletromagnética com a matéria, sendo um dos seus principais objetivos o estudo dos níveis de energia de átomos ou moléculas. Normalmente, as transições eletrônicas são situadas na região do ultravioleta ou visível, as vibracionais na região do infravermelho e as rotacionais na região de micro-ondas e, em casos particulares, também na região do infravermelho longínquo.
Em uma molécula, o número de vibrações, a descrição dos modos vibracionais e sua atividade em cada tipo de espectroscopia vibracional (infravermelho e Raman) podem ser previstas a partir da simetria da molécula e da aplicação da teoria de grupo. Embora ambas as espectroscopias estejam relacionadas às vibrações moleculares, os mecanismos básicos de sondagem destas vibrações são essencialmente distintos em cada uma. Em decorrência disso, os espectros obtidos apresentam diferenças significativas: quando da ocorrência de um mesmo pico nos espectros Raman e no infravermelho observa-se que o seu tamanho relativo nos espectros é muito diferente. Existe, também, o caso onde certo pico aparece em um espectro e é totalmente ausente em outro. Devido a essas diferenças, a espectroscopia no infravermelho é superior em alguns casos e em outros a espectroscopia Raman oferece espectros mais úteis. De modo geral, pode-se dizer que as espectroscopias Raman e infravermelho são técnicas complementares.
A Espectroscopia no Infravermelho e suas Aplicações
A espectroscopia de infravermelho (espectroscopia IV) é um tipo de espectroscopia de absorção que usa a região do infravermelho do espectro eletromagnético. Como as demais técnicas espectroscópicas, ela pode ser usada para identificar um composto ou investigar a composição de uma amostra. A espectroscopia (IV) é uma técnica de muita importância na análise química qualitativa, sendo amplamente utilizada nas áreas de química de produtos naturais, síntese e transformações orgânicas. 
Complementação com Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR)
A Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier fornece evidências da presença de grupos funcionais presentes na estrutura de substâncias, podendo ser usada para identificar um composto ou investigar sua composição química. Para realizar as medidas, a radiação no infravermelho passa através da amostra e é comparada com aquela transmitida na ausência de amostra. O espectrofotômetro registra o resultado na forma de bandas de absorção. A região do espectro eletromagnético de maior interesse para essa técnica se encontra entre 4000 a 400 cm-1.
 Além do modo de análise por transmissão, que adota a técnica de pastilha em KBr para amostras sólidas, temos o modo de Reflexão Total Atenuada (ATR), que pode ser utilizado para sólidos, líquidos viscosos e filmes. 
A quantidade de amostra necessária para fazer a análise é de, no mínimo, 2mg, sendo que esta pode estar no estado sólido ou líquido. As amostras devem ser acondicionadas em Eppendorfs ou em um recipiente adequado ao seu tipo de amostra, identificados com etiquetas. A identificação deve ser realizada pelo usuário. 
Após as análises, é indispensável que as amostras sejam retiradas pelo usuário, seja para posterior aproveitamento, seja para dar destinação adequada aos resíduos.