Análise instrumental

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Análise instrumental
➦O que são métodos instrumentais??
São métodos realizados em instrumentos.
➦instrumentos para análise.
➦interpretações das propriedades físicas e químicas dos analitos.
➦o estimulo provoca uma resposta
Métodos espectroscópicos!
⇸ interação da radiação com a matéria. 
Dois requerimentos devem ser observados para que uma determinada radiação possa ser absorvida por uma molécula:
➵ A radiação incidente deve ser de frequência
equivalente aquela rotacional ou vibracional, eletrônica ou nuclear da molécula. (VIBRAÇÃO)
➵A molécula deve ter um dipolo permanente ou um
dipolo induzido, ou seja, deve haver algum trabalho
que a energia absorvida possa fazer. (LUZ)
Interações com a matéria! 
➵consiste na interação de radiação (na faixa do UV, Vis e IR) com a matéria (sólido, líquido ou gás).
➵esta interação pode ocorrer via absorção, espelhamento, emissão ou reflexão da luz incidente. 
Conceitos teóricos!
➵comportamento ondulatório;
➵onda (S);
➵cada onda=uma frequência (F);
➵comprimento de onda=máximo do morrinho (2;
➵amplitude=medida do eixo (A).
↳RADIAÇÃO IONIZANTE: penetra na pele, interage com a matéria, RAIO X. 
↳RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE: não interage com a matéria, micro-ondas. 
Radiação eletromagnética 
🔛 quanto MENOR o comprimento da onda MAIOR o nível de energia. 
🔛 quanto MAIOR o comprimento da onda MENOR o nível de energia. 
Colorimetria! 
➘É uma técnica de análise baseada na mudança de cor do analito (amostra);
➘a substância deve ser colorida (absorver luz) ou convertida em um composto colorido;
➘percepção visual da cor depende da absorção seletiva de certos comprimentos de onda da luz incidente pelo objeto colorido; 
➘UVis;
➘sensibilidade do olho humano Visão noturna (escotópica) 
 Visão diurna (fotópica/luz)
➘objeto branco: reflete igualmente todos os comprimentos de onda.
➘objeto preto: reflete pouca luz de qualquer comprimento de onda. 
⇉UV VIS = é o que enxergamos (cor completar/observada) 
Instrumentação! 
⇉comparações visuais 
⇉calorímetros 
⇉espectrofotômetro 
Espectroscopia UV-VIS 
↻ Espectroscopia: é um termo geral para a ciência que estuda a interação dos diferentes tipos de radiação com a matéria.
↻Espectrometria e os métodos espectrométricos: referem-se às medidas das intensidades das radiações usando transdutores fotoelétricos ou outros tipos de dispositivos eletrônicos.
↻ RADIAÇÃO É LUZ. 
↻A absorção da radiação visível e ultravioleta depende, em primeiro lugar, do número e do arranjo dos elétrons nas moléculas ou íons absorventes. Como consequência, o pico de absorção pode ser correlacionado com o tipo de ligação que existe na espécie que está sendo estudada. (SEGUE O MODELO DE BOHR – FOGOS DE ARTIFICIO). 
➫ Usa a energia do elétron excitado; 
➫ MONOCROMADOR: É UM SELECIONADOR DE COR 200 A 1200 nm.
➫NOSSO OLHO NÃO CAPTA UV. 
↬ Os máximos de absorção é a ANÁLISE. 
↬ Os máximos de absorção é diferente para cada substância. 
O que faz a absorção ser diferente??? 
↬ CROMÓFOROS: parte ou conjunto de átomos de uma molécula responsável por sua cor (elétrons não ligantes, ligação Pi, transferências de cargas, íons inorgânicos). 
↬ AUXOCROMOS: é um grupo que por si só não absorve na região ultravioleta, mas tem efeito de deslocar picos do cromóforo para comprimentos de ondas maiores, bem como aumentar sua intensidade (não absorve na região UV, muda de cor o composto, mais forte ou mais fraco, incolor ou mais colorido). 
↬ EFEITO BATOCRÔMICO: quando o grupo auxocromos faz com que o comprimento de onda seja deslocado para maiores valores (máximo de absorbância, desloca os valores p/ mais). 
EX: efeito esperado 500 nm e foi 550 nm. Pode ocorrer por efeito do solvente e auxocromos. 
↬ EFEITO HIPSOCRÔMICO: efeito de onda menor 
Efeitos que não esperamos!!! 
↬ EFEITO HIPERCRÔMICO: aumenta a absorção, eixo Y.
↬ efeito que esperamos. 
↬ EFEITO HIPOCRÔMICO: diminui a absorção, eixo Y.
↬ pode ocorrer por efeito de absorção ou solvente. 
Métodos espectroscópicos! 
⇒ fotômetro colorimetros: atuam apenas na região visível. 
⇒ espectrômetro UV-Vis: atuam na região ultravioleta visível. 
⇒ Equipamento: fonte de luz, seletor de comprimento de onda (monocromador), suporte de amostra e detector. 
Equipamento de feixe simples/único.
⇒ São mais simples e de menor custo, são adequados p/ medidas quantitativas de absorção em um único comprimento de onda. 
Equipamento de feixe duplo.
⇒ Melhor resolução;
⇒ Desconta a referência;
⇒ desconta o branco. 
Fontes de luz!!!
➞ Região visível 350-780 nm (lâmpada de vapor de Hg – lâmpada de tungstênio). 
➞ Região ultravioleta 190-350 nm (lâmpada de deutério e hidrogênio). 
Compartimento da amostra!!!
➻ CUBETA
➻ possui duas fases polidas e duas esmerilhadas “foscas” 
➻ GERALMENTE O CAMINHO É DE 1 CM
➻ pode se der feita de: quartzo (UV-Vis), vidro (visível), material polimérico (analise na região Vis). 
➻ manter sempre limpa com água e detergente diluído ... enxaguada com água purificada e com a própria amostra (ambientar) 
Detectores
➻ convertem a radiação em sinal elétrico
Fotomultiplicadores (mais sensível) 
Semicondutores de silício 
Fototubos 
Medidas de absorção 
1º etapa: capta a energia do excitado (espécie detectável por espectroscopia UV-Vis) 
2º etapa: relaxação 
M excitado libera mais calor
M fotodecomposição 
M luminescência 
Transmitância (T) tanto a luz que passou pela amostra, e tanto de luz que o equipamento mandou. 
Absorbância (A) não será os 100% de transferência, ou seja, é o que amostra absorve. 
A=-log.T 
O que influência???
Aumenta com a concentração da espécie absorvedora;
Depende da substância (atividade molar);
Depende do espaço físico ocupado – tamanho do caminho ótico (cubeta). 
Caminho óptico: tanto que a luz caminha na amostra.
Absortividade molar é especifica de cada substância. 
➥ QUANTO MAIS CONCENTRADA FOR A SOLUÇÃO MAIS ERA IRA ABSORVER.
LEI DE BEER – LAMBERT 
➥ É uma relação entre a absorbância e a concentração da amostra. 
A = a . b. C 
A = absorbância (não tem unidade)
a = absortividade molar (L mol – cm) 
b = caminho óptico (cm)
C = concentração (mol/L)
➥ Curva de calibração (padrão da análise): várias soluções com concentrações diferentes, efetuar a leitura no aparelho e montar o gráfico com uma reta, qual é chamada de EQUAÇÃO DA RETA. 
Y=Nx + Z 
Y = absorção
X = concentração 
Limitações
➥ Soluções muito concentradas fogem da linearidade; 
NÃO PODEM PASSAR DE 1 – QUANTO MAIS PRÓXIMO A 0,99999... MELHOR É A CONCENTRAÇÃO DA AMOSTRA. 
➥ A radiação usada não ser monocromática (uma cor)
➥ Ou a solução houver mais de uma espécie absorvedora 
Espectrofotômetro de sólidos.
Vantagens!!!
➥ Ampla aplicação em sistemas orgânicos e inorgânicos;
➥ Limites de detecção entre 0,0001 a 0,0001 mol/L;
➥ Seletividade moderada a alta;
➥ Boa exatidão (incerteza na ordem de 1 a 3%);
➥ Facilidade na aquisição de dados;
➥ Baixo custos;
➥ Pouca quantidade de amostra (aproximadamente 4mL).
Aplicações!!!
➥ Protetores solares; 
➥ Degradação de corantes; 
➥ Análises de nano partículas;
➥ Determinação de ferro em tecido animal; 
Vale lembrar!!!
➥ Região ultravioleta é a baixo da Vis;
➥ Região Vis 380 – 700 nm;
➥ Se for abaixo da região Vis é incolor (não é regra);
➥ Acima de 700 nm é infravermelho – IV. 
Espectroscopia no infravermelho!!!
É uma técnica analítica que identifica, via de regra qualitativamente, a presença de estruturas moleculares em uma amostra. 
A espectroscopia de infravermelho auxilia diretamente na identificação total ou parcial de uma amostra, servindo para a aferição da pureza de uma substância química ou mesmo para o acompanhamento do resultado de uma reação química orgânica. 
➥ Outro fator relevante dessa técnica é a possibilidade de analisar qualquer tipo de amostra, em qualquer estado (líquido, solido, gasoso, pastoso, pó, filmes,fibras), desde que seja utilizado o acessório apropriado durante a amostragem. 
➥ Além de servir para identificar amostras desconhecida, um espectro de infravermelho pode revelar quais são os grupos funcionais que participam da estrutura do analito. 
➥ A localização exta do pico varia dependendo da função orgânica na qual este grupo está inserido. 
➥Cada um absorverá em um comprimento de onda específico. 
➥ Se baseia na vibração da molécula (aparelho mede as vibrações). 
Vantagens!!!
Custo baixo, rápido ...
Praticamente não destrutivo (não destrói a amostra/vai depender do aparelho).
Não necessita de reagentes ou solventes específicos. 
Equipamentos!!!
➥ Interferômetro – TRANFORMADA DE FOURIER (FTIR), é um dispositivo interno ao equipamento que recebe este nome. Neste dispositivo, a radiação que sai da fonte é repartida em dois feixes, um conjunto de espelhos. 
Preparação das amostras.
➥ SÓLIDAS PASTILHAS DE KBr: preparar o KBr, e diluir minha amostra no KBR. 
 Escura é errada e branca é a certa: vai depender da amostra e se for muita amostra na pastilha ficará escura também, e o processo precisa ser refeito. 
➥ DISPERÇÃO EM ÓLEO (LÍQUIDO): escolher sempre um óleo que não absorva na mesma/próximo da amostra.
NUJOL OU FLUOROLUBE
➥GASOSA: necessita de células especiais e aparelho. 
➥ ATR (top): amostras liquidas ou sólidas;
Não destrutivo;
Não precisa de célula especial; 
Cuidado com o cristal 
Configuração da absorção do espectro de IV! 
Requisitos para que ocorra a absorção (resultados variáveis ou sem resultados).
➥ Dipolo +/-
➥ Nem tudo absorve no IV
➥ Simetrias não absorvem no IV (H-H ou Cl-Cl)
➥ Moléculas praticamente simétricas também se mostram inativas. 
Modos de vibrações!!!
➥ ESTIRAMENTO/ESTICAR (simétrica/assimétrica). 
➥ ANGULARES.
PODE OCORRER DA MOLÉCULAR TER TODAS AS VIBRAÇÕES! 
NÃO, É ATIVA NO IV O ESTIRAMENTO SIMÉTRICO SOMENTE NOS ANGULARES E ESTIRAMENTO, POR QUE É IGUAL.
O QUE DEVE SER EXAMINDO???
➥ Numero de onda = frequência (equipamento produz um gráfico) 
Cada um absorverá em um comprimento de onda específico.
➥ Nesses, o resultado associa no eixo Y a intensidade de radiação absorvida ou transmitida por uma amostra, e no eixo X, a frequência (o inverso do comprimento de onda) na radiação que incide sobre a amostra e interage com ela. 
➥ Deve ser observada o número de onda. 
➥ Fornece informações sobre os grupos funcionais.
➥ Utiliza tabelas para identificação dos grupos funcionais.
SEMPRE DIVIDIR O GRÁFICO EM DUAS PARTES 
➥ REGIÃO GRUPO FUNCIONAL OU ZONA DE DIAGNÓSTICO.
➥ REGIÃO DE IMPRESSÃO DIGITAL.
➥ Formato da banda pode ser = LARGA, ESTREITA, FORTE E FRACA.
➣ Barrigão MENOR é mais diluída, ou seja, menos OH. 
➣ Barrigão MAIOR é mais concentrada, ou seja, mais OH.