3 - Espectrofotometria

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Espectrofotometria 
 
Bárbara de Souza Moreci 
Kathleen Cauana Hames 
Natalia de Vargas Dreher 
 
CFS7001 - Biofísica Experimental 
Professora Carla Cristina Thober Charão 
Universidade Federal de Santa Catarina 
Campus Reitor João David Ferreira Lima, s/n - Trindade, Florianópolis - SC, 88040-900 
e-mail: barbara_moreci@hotmail.com 
 
 
 
Florianópolis 
21 de maio de 2018 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A espectrofotometria é um método que estuda a interação da radiação eletromagnética 
com a matéria e, partindo deste princípio, permite a realização de variadas análises. Cada 
composto químico absorve, transmite ou reflete luz ao longo de um determinado intervalo de 
comprimento de onda. Ela pode ser utilizada identificar e quantificar substâncias químicas a 
partir da medição da absorbância e transmissão de luz que passa através da amostra. A 
espectrofotometria ultravioleta e visível (UV-Vis) é um dos métodos mais usados nas 
determinações analíticas. 
Devemos entender que, quando há a absorção de um fóton de UV ou de luz visível por 
um átomo, a energia do fóton pode excitar um dos elétrons pertencentes ao átomo em direção 
a um nível energético mais alto. Este movimento de um elétron de um nível energético mais 
baixo para um nível energético mais alto (ou vice-versa) é chamado de transição. As 
transições de energia dos elétrons de cada elemento são únicas. Através da análise das cores 
de luz emitidas por um átomo, podemos identificar o elemento com base em seu espectro de 
emissão. 
Para que uma transição ocorra, a energia do fóton absorvido deve ser maior ou igual à 
diferença de energia entre os 2 níveis energéticos. Entretanto, se o elétron está no nível 
energético mais alto e excitado, ele ocupa uma posição mais instável em comparação ao seu 
estado anterior, mais relaxado. Ou seja, ele tende a rapidamente voltar para o nível energético 
mais baixo. Ao fazer isso, ele emite um fóton com uma energia igual à diferença dos níveis. 
 
Imagem 1: Elétrons excitados de um átomo de H transicionando para o 2º nível energético 
 
Todavia, existem ainda outros tipos de espectrofotometria além do UV-Vis, como a 
espectrofotometria de infravermelho e a espectrofotometria fundamentada na Lei de 
Beer-Lambert, a fotocolorimetria. Esta última é utilizada frequentemente em laboratórios de 
diversas áreas, tais como em química, física, bioquímica e biologia molecular. Ela parte do 
princípio de que quando uma solução fica mais escura, significa que ela está absorvendo mais 
luz visível. Utiliza-se nesta análise um aparelho que mede a absorbância de luz visível pelas 
soluções, o espectrofotômetro, para determinar a concentração de soluto em soluções que 
contêm compostos coloridos. 
Em geral, um espectrofotômetro é formado por alguns componentes: uma fonte 
estável de energia radiante, um seletor de faixa espectral (monocromatizadores como os 
prismas, para selecionar o comprimento de onda da luz que passa através da solução de teste), 
um recipiente para colocar a amostra a ser analisada (cubetas e tubos de ensaio) e um detector 
de radiação, que permite uma medida relativa da intensidade da luz. Antes de começar a 
utilizar um espectrofotômetro deve-se sempre realizar uma calibração. O espectrofotômetro 
compara quantitativamente a fração de luz que passa através de uma solução de referência e 
uma solução de teste. 
 
Imagem 2: Funcionamento interno de um espectrofotômetro 
 
A absorbância é medida de 0 a 1 e está relacionada com a concentração da espécie 
colorida na solução, de acordo com a lei de Beer-Lambert (​A​=​ϵlc​)​. A cor de uma solução 
determina qual o comprimento de onda necessário para que ela seja lida. Há ainda alguns 
fatores que alteram a absorbância de uma solução, como coloração do composto, tipo de 
ligação química presente, tamanho das partículas e transparência da solução. 
2. OBJETIVO 
 
Através da utilização de equipamentos específicos, como o espectrofotômetro, 
determinar valores de absorbância de luz de diferentes soluções desconhecidas, aferir 
comprimentos de onda ideais para cada solução e relacionar os resultados obtidos com a 
teoria apresentada em aula e pesquisa extraclasse. 
 
3. MATERIAIS 
 
No experimento foram utilizados cinco tubos de ensaio, juntamente com o suporte 
para tais, 4 soluções coloridas (verde, azul, amarela e vermelha) e água destilada, papel toalha 
e álcool 70% para limpeza. O equipamento empregado para determinar a absorbância foi o 
espectrofotômetro. 
 
Imagem 3: Materiais utilizados no experimento 
 
Imagem 4: Espectrofotômetro ou Colorímetro Fotoelétrico 
 
4. MÉTODOS 
 
Os tubos de ensaio foram numerados de 1 a 4 e o quinto tubo foi selecionado para ser 
preenchido com água destilada. Soluções de diferentes cores foram despejadas em cada tubo: 
verde no tubo 1, azul no tubo 2, amarela no tubo 3 e vermelha no tubo 4. Para a realização das 
análises cada tubo de ensaio era previamente limpo antes da inserção dos tubos no aparelho, 
com o fim de evitar qualquer interferência na leitura. 
O experimento utilizou 5 filtros do espectrofotômetro: 410 nm, 480 nm, 520 nm, 580 
nm, 660 nm. Primeiramente o espectrofotômetro foi calibrado em 100% de transmitância no 
filtro de 410 nm com o auxílio do tubo que continha água destilada. Em seguida, cada solução 
foi inserida no espectrofotômetro, que determinou a absorbância de cada solução a partir de 
sua cor. Para a leitura em cada um dos filtros restantes os métodos descritos anteriormente 
foram refeitos desde a calibragem. 
 
5. RESULTADOS 
 
A leitura da absorbância das soluções em diferentes comprimentos de onda foi 
realizada e os valores obtidos anotados. Obteve-se os seguintes resultados, apresentados na 
tabela 1. 
 
Tabela 1: Dados Experimentais 
Filtros Solução 1 Solução 2 Solução 3 Solução 4 
410 nm 0,690 0,000 1,350 3,00 
480 nm 0,140 0,005 0,650 3,00 
520 nm 0,037 0,040 0,021 3,00 
580 nm 0,689 0,800 0,590 >3,00 
660 nm 0,240 0,600 0,000 0,90 
 
 
 
Após o experimento inicial, os alunos reuniram-se para comparar os dados 
experimentais com dados padrão oferecidos previamente no material de leitura. Os 
comprimentos de ondas padrão para a determinação da cor complementar das soluções podem 
ser encontrados na tabela 2. 
 
Tabela 2 - Comprimento de onda, cor complementar e cor de solução. 
Comprimento de onda Cor Cor complementar (cor da 
solução analisada) 
380 - 420 Violeta Verde - Amarela 
420 - 440 Violeta - Azul Amarela 
440 - 470 Azul Laranja 
470 - 500 Azul - Verde Vermelha 
500 - 520 Verde Púrpura 
520 - 550 Amarelo - Verde Violeta 
550 - 580 Amarelo Violeta - Azul 
580 - 620 Laranja Azul 
620 - 680 Vermelha Azul - Verde 
680 - 780 Púrpura Verde 
 
6. DISCUSSÃO 
 
A cor de uma solução é ocasionada pela fração da luz visível refletida por elas, não 
absorvida por seus cromóforos (compostos com a capacidade de interagir com a luz). Sendoassim, podemos concluir que a maior absorbância de uma determinada solução ocorre nos 
intervalos de comprimento de onda responsáveis pela cor complementar desta solução, já que 
este intervalo apresenta uma menor quantidade radiação visível refletida. Por exemplo, uma 
solução verde teria sua maior absorbância em uma faixa púrpura, violeta ou vermelha. 
A solução 1, de cor verde, teve uma maior absorbância na faixa de 410 nm, 
correspondente à cor complementar violeta. É fato que a faixa de 380 a 420 nm proporciona 
uma maior absorbância para soluções verdes e amarelas, portanto o resultado corrobora com a 
teoria estudada. 
A solução 2, de cor azul, teve uma maior absorbância na faixa de 580 nm, 
correspondente à cor complementar laranja. A faixa de 580 a 620 nm de fato proporciona uma 
maior absorbância para soluções azuis, de acordo com a tabela 2. 
A solução 3, de cor amarela, teve uma maior absorbância na faixa de 410 nm, 
correspondente à cor complementar violeta. Como mencionado anteriormente, a faixa de 380 
a 420 nm proporciona maior absorbância para soluções verdes e amarelas. 
A solução 4, de cor vermelha, teve uma maior absorbância na faixa de 580 nm, 
correspondente à cor complementar laranja. Esta solução em específico encontra-se fora da 
escala regular, devido à sua coloração demasiadamente escurecida, próxima de um tom de 
violeta ou púrpura, ao invés do vermelho sangue desejado. Sua coloração prejudica o 
experimento, por ser muito opaca e absorver exageradamente a luz visível. 
Devido à este desvio de cor, infere-se que sua maior absorbância na faixa de 580 nm 
ocorreu devido à sua cor próxima ao violeta, que tem maior absorbância em faixas de 
comprimento de onda entre 520 e 580 nm (que caracteriza a cor complementar laranja). Caso 
a substância apresenta-se coloração vermelha, a maior absorbância teria sido observada em 
uma faixa de comprimento de onda entre 470 a 500 nm, que caracteriza as cores 
complementares verde e azul. Podemos observar no gráfico 1 os picos de absorbância de cada 
solução. 
 
Gráfico 1: Picos de Absorbância 
 
7. CONCLUSÃO 
 
A experiência e os dados experimentais obtidos atestam o que já era esperado 
teoricamente: cada cor de solução apresenta uma faixa de comprimento de onda específica 
com maior absorbância, na qual é lida. Houve uma pequena alteração de coloração em uma 
das soluções, porém ainda assim foi possível encaixá-la em uma determinada faixa. Ao 
confirmar a hipótese teórica inicial, provamos a eficácia da espectrofotometria como método 
analítico 
 
8. REFERÊNCIAS 
 
● Espectrofotometria.​ Disponível em 
<https://www.infoescola.com/quimica/espectrofotometria/>. Acesso em 30 de maio de 
2018. 
● Espectrofotometria – Princípios e aplicações.​ Disponível em 
<http://kasvi.com.br/espectrofotometria-principios-aplicacoes/>. Acesso em 26 de 
maio de 2018. 
● Espectrofotômetro.​ Disponível em 
<https://www.infoescola.com/materiais-de-laboratorio/espectrofotometro/>. Acesso 
em 30 de maio de 2018. 
● Khan Academy.​ Espectroscopia: interação entre luz e matéria. ​Disponível em 
<https://pt.khanacademy.org/science/chemistry/electronic-structure-of-atoms/bohr-mo
del-hydrogen/a/spectroscopy-interaction-of-light-and-matter>. Acesso em 26 de maio 
de 2018. 
● Fundamentos da Espectrofotometria. ​Disponível em 
<http://www.ufjf.br/quimica/files/2016/08/Espectrometria-UV-vis.pdf>. Acesso em 
30 de maio de 2018.