Apostila de Analise Instrumental Carlos Domingues (1)

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Apostila de Analise Instrumental 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof Carlos Alberto Pereira Domingues (CARLÃO) 
 
2007 
 2 
Índice 
 
Classificação dos métodos analíticos ........................................................................................... 2 
Tipos de métodos instrumentais ................................................................................................... 3 
Fundamentos da Espectrofotometria ............................................................................................ 6 
Transmitância e Absorbância ........................................................................................................9 
Lambert – Beer ............................................................................................................................. 9 
Desvios da Lei de Beer .............................................................................................................. 11 
Fotômetro fotoelétrico ................................................................................................................ 12 
Espectrofotômetro UV – VIS ......................................................................................................14 
Espectrofotômetro de feixe duplo .............................................................................................. 17 
Cores complementares ............................................................................................................... 20 
Espectrometria de emissão atômica ........................................................................................... 21 
Componentes básicos de um espectrofotômetro de chama ........................................................ 23 
Tipos de chama .......................................................................................................................... 27 
Estrutura da chama ..................................................................................................................... 28 
Perfis da temperatura .................................................................................................................. 29 
Perfis da absorbância da chama ................................................................................................. 30 
Atomizadores de chama ............................................................................................................. 31 
Tipos de atomizadores utilizados em AA .................................................................................. 32 
Exercícios ................................................................................................................................... 39 
 
 
 
 
 
 
 
 3 
 A Química analítica trata de métodos para a determinação da composição química de amostras. Um método 
qualitativo fornece informações sobre a identidade das espécies atômicas ou moleculares da matéria, um 
método quantitativo, em contraste, fornece informações numéricas, tais como as quantidades relativas de um ou 
mais destes componentes. 
 
 CLASSIFICAÇÃO DOS MÉTODOS ANALÍTICOS 
 
 Os métodos analíticos geralmente são classificados como sendo Clássicos ou instrumentais. Esta 
classificação é em grande parte histórica, pois os métodos clássicos, às vezes chamados de métodos de via 
úmida, precederam por um século ou mais os métodos instrumentais. 
 
 MÉTODOS CLÁSSICOS 
 
 Nos primeiros anos da química, a maioria das analises eram realizadas por separação dos componentes de 
interesse (os analitos) de uma amostra empregando-se precipitação, extração ou destilação. Para análises 
qualitativas, os componentes separados eram tratados com determinados reagentes, o que resultava em produtos 
que podiam ser reconhecidos por suas cores, seus pontos de ebulição e fusão, suas atividades ópticas ou seus 
índices de refração. Para análises quantitativas, a quantidade de analito era determinada por medidas 
titulométricas ou medidas gravimétricas. Nas medidas gravimétricas, a massa do analito ou de algum composto 
produzido a partir do analito era determinada. Nos procedimentos titulométricos, era medido o volume ou a 
massa de um reagente-padrão necessário para reagir completamente com o analito. 
 Os métodos clássicos de separação e determinação de analitos ainda se encontram em uso em muitos 
laboratórios. A sua aplicação em geral está, entretanto, diminuindo com o passar do tempo e com o advento de 
novos métodos instrumentais. 
 
 MÉTODOS INSTRUMENTAIS 
 
 No início do séc. XX, os químicos começaram a explorar fenômenos distintos daqueles que tinham sido 
usados pelos métodos clássicos para resolver problemas analíticos. Assim, medidas das propriedades físicas dos 
analitos – tais como condutividade, potencial de eletrodo, emissão ou absorção de luz, razão massa/carga e 
fluorescência – começaram a ser usados para a análise quantitativa de uma variedade de analitos inorgânicos, 
orgânicos e bioquímicos. Alem disso, técnicas eficientes de cromatografia e de eletroforese começaram a 
substituir a destilação, a extração e a precipitação na separação de componentes de misturas complexas 
anteriormente usadas para a determinação qualitativa ou quantitativa. Esses métodos mais modernos de 
separação e determinação de espécies químicas são conhecidos como métodos instrumentais de análise. 
 Muitos dos fenômenos em que os métodos instrumentais se baseiam são conhecidos há mais de um século. 
Sua aplicação pela maioria dos químicos, entretanto, demorou pela falta de uma instrumentação simples e 
confiável. Na verdade, o crescimento dos métodos instrumentais modernos acompanhou o desenvolvimento das 
indústrias eletrônicas e da computação. 
 4 
 TIPOS DE MÉTODOS INSTRUMENTAIS 
 
 
 Para esta discussão, é útil considerar as características físicas e químicas nas quais se apóiam as analises 
qualitativas e quantitativas. A Tabela 1 enumera a maioria das propriedades características que normalmente 
são usadas pela análise instrumental. A maioria das características listadas necessita de fonte de energia para 
estimular uma resposta mensurável a ser obtida do analito. Por exemplo, na emissão atômica, é necessário um 
aumento da temperatura do analito para primeiramente conseguir átomos do analito no estado gasoso para 
depois, então, excitá-los, levando-os assim a estados de maior energia. Os átomos no estado excitado emitem, 
então, radiação eletromagnética característica, que é a quantidade a ser medida por um instrumento. Fontes de 
energia para excitação podem ter a forma de uma variação térmica rápida, como no exemplo prévio, radiação 
eletromagnética de uma região selecionada no espectro, aplicação de uma das quantidades elétricas – voltagem, 
corrente ou carga – ou talvez formas mais sutis, de acordo com as características inerentes do próprio analito. 
 Observe que as seis primeiras entradas na Tabela 1 envolvem interações do analito com radiação 
eletromagnética. Na primeira propriedade, a energia radiante é produzida pelo analito. As outras cinco 
propriedades envolvem alterações produzidas pela interação da radiação eletromagnética com o analito. Em 
seguida, aparecem quatro propriedades elétricas. Finalmente, quatro propriedades mistas estão agrupadas: razão 
massa/carga, velocidade de reação, características térmicas e radioativas. 
 A segunda coluna da Tabela 1 lista os nomes dos métodos instrumentais que fazem uso das várias 
propriedades físicas e químicas. Fique certo de que nem sempre é fácil selecionar um método ótimo entre as 
técnicas instrumentais disponíveis e suas técnicas clássicas correlatas. Algumas técnicas instrumentais são mais 
sensíveis que as técnicas clássicas, outras não o são. Com certas combinações de elementos ou compostos, um 
método instrumental pode ser mais seletivo; com outras,uma abordagem gravimétrica ou volumétrica pode 
sofrer menor interferência. Generalizações sobre as vantagens dos diversos métodos disponíveis com base na 
precisão, conveniência ou no tempo despendido são igualmente difíceis de avaliar. Também não é 
necessariamente verdade que os procedimentos instrumentais são mais sofisticados ou mais caros; de fato, uma 
balança analítica eletrônica usada para determinação gravimétrica é um instrumento mais complexo e refinado 
do que alguns daqueles utilizados por outros métodos listados na Tabela 1. 
 Como observados anteriormente, alem dos métodos listados na segunda coluna da Tabela 1, há um grupo de 
procedimentos instrumentais que são usados para separação e resolução de compostos estreitamente 
relacionados. A maioria desses procedimentos está ligada à cromatografia ou a eletroforese. Uma das 
propriedades características listadas na Tabela 1 é normalmente empregada para completar a análise que segue 
as separações cromatográficas. Assim, por exemplo, condutividade térmica, absorção de radiação ultravioleta e 
infravermelho, índice de refração e condutância elétrica tem sido usadas para este propósito. 
 
 
 
 
 5 
Tabela 1 – Propriedades Físicas e Químicas empregadas em métodos instrumentais. 
Propriedades Características Métodos Instrumentais 
Emissão de radiação Espectroscopia de emissão (raios X, visível, elétrons, Auger); fluorescência, 
 fosforescência, e luminescência (raios X, UV e visível) 
Absorção de radiação Espectrofotometria e fotometria (raios X, UV, visível, IR); espectroscopia 
 
fotoacústica; espectroscopia de ressonância magnética nuclear e de 
ressonância de spin eletrônico 
Espalhamento de radiação Turbidimetria; nefelometria; espectroscopia Raman 
Refração de radiação Refratometria; interferometria 
Difração de radiação Métodos de difração de raios X e de elétrons 
Rotação da radiação Polarimetria; dispersão óptica rotatória; dicroísmo circular 
Potencial elétrico Potenciometria; cronopotenciometria 
Carga elétrica Coulometria 
Corrente elétrica Amperometria; polarografia 
Resistência elétrica Condutimetria 
Massa Gravimetria (microbalança de cristal de quartzo) 
Relação massa/carga Espectrometria de massa 
Velocidade da reação Métodos cinéticos 
Características térmicas Gravimétrica e titulometria térmica; calorimetria diferencial exploratória; análise 
 térmica diferencial e métodos de condutimetria térmica 
Radioatividade Métodos de ativação de isótopos 
 
 
 
 
 6 
Tabela 2 – Comparação entre diferentes métodos analíticos: 
 
Método 
Intervalo de 
medida (%) 
Precisão 
Aproximada (%) 
 
Seletividade 
 
Velocidade 
 
Custo 
Usos 
principais 
Gravimetria 1 – 0,1 0,1 Pobre-moderada Lenta Baixo Inorgânicos 
Titulometria 1-0,001 0,1-1 Pobre-moderada Moderada Baixo Inorgânicos e orgânicos 
Potenciometria 1-0,00001 2 Boa Rápida Baixo Inorgânicos 
Espectrofotometria 0,01-0,00001 2 Boa - moderada Rápida -
moderada 
Baixo-
Moderado 
Inorgânicos e orgânicos 
Espectroscopia 
atômica 
0,01-10
-8
 2-10 Boa Rápida Moderado-
alto 
Inorgânicos – 
Multi elementar 
Cromatografia 0,01-10
-8
 2-5 Boa Rápida - 
moderada 
Moderado-
alto 
Inorgânicos – 
Multi elementar 
 
Nota: Uma distinção clara deve ser feita entre os termos específico e seletivo. Uma reação ou teste específico é aquele que ocorre somente 
com uma substância de interesse, enquanto que uma reação ou teste seletivo é aquele que pode ocorrer com outras substâncias, mas exige 
um grau de preferência pela substância de interesse. Poucas reações são específicas, mas muitas exibem seletividade. 
 7 
Fundamentos da Espectrofotometria 
 
Introdução 
 
Qualquer técnica que utilize luz para medir concentrações de espécies químicas pode ser chamada de 
espectrofotometria. 
A luz pode ser descrita convenientemente tanto em termos de partículas como em termos de ondas. 
As ondas luminosas consistem em campos elétricos e magnéticos perpendiculares orientados. 
 
 
 
 
O comprimento de onda λ é a distância entre os dois máximos vizinhos. 
A freqüência υ é o número de oscilações completas que a onda faz a cada segundo. 
 Uma oscilação por segundo é também chamada de Hertz. 
 
Relação entre freqüência e comprimento de onda. 
 
 
Onde: 
C = velocidade da luz (2,998 x 10
8
 m/s no vácuo) 
 
Luz e Energia 
 
Com relação à energia, é mais conveniente pensarmos que a luz é constituída por partículas denominadas 
fótons. 
Cada fóton transporta uma quantidade de energia E que é dada por: 
 
 
 
Onde: 
h = Constante de Planck (6,626 x 10
-34
 J.s) 
 
C = υ . λ 
E = h . υ 
 8 
Energia é proporcional a freqüência: 
 
 
 
 
A energia é inversamente proporcional ao λ e diretamente proporcional ao n
o
 de onda. 
Ex.: λ luz vermelha > λ luz azul 
  luz vermelha é menos energética do que a luz azul 
 
Na literatura a unidade mais comum para o n
o
 de onda é o cm
-1
. No SI, a unidade é o m
-1
. 
 
Absorção da Luz 
 
Quando uma molécula absorve um fóton, a energia da molécula aumenta. Dizemos que a molécula é promovida 
a um estado excitado (vide figura 1). Se uma molécula emite um fóton, a energia da molécula diminui. O 
estado de menor energia de uma molécula é chamado de estado fundamental. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 – A absorção de luz aumenta a energia da molécula. 
A emissão de luz diminui sua energia. 
 
 A figura 2 indica que a radiação de microondas estimula o movimento de rotação das moléculas quando é 
absorvida. 
 A radiação infravermelha estimula as vibrações das moléculas, e a luz visível e a radiação ultravioleta 
causam a transferência de elétrons para orbitais de maior energia. 
 Os raios-x e a radiação ultravioleta de comprimento de onda curto provocam o rompimento de ligações 
químicas e ionizam as moléculas. Os raios-x usados em medicina causam danos ao corpo humano e por isso 
devem ser utilizados em doses mínimas. 
 
 
 
E = h . C 
 λ 
 
 
 
 Absorção Emissão 
Estado Excitado 
 
 
 
 
 
 
Estado Fundamental 
 9 
 
Figura 2 - O espectro eletromagnético mostrando os processos moleculares representativos que ocorrem 
quando a luz é absorvida em cada região. 
O espectro visível ocupa a faixa de comprimentos de onda de 380-780 nanômetros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 10 
Transmitância e Absorbância 
 
A transmitância (T) é definida como a fração da luz original que passa pela amostra. 
 
 
Onde: 
T = Transmitância 
P0 = Energia Radiante Incidente 
P = Energia Radiante que sai da amostra 
 
Portanto, o valor de T encontra-se entre 0 e 1. A transmitância percentual é simplesmente 100.T e se situa entre 
0 e 100%. 
 
A absorbância (A) é definida como: 
 - Quando nenhuma luz é absorvida, P = P0 e a A = 0. 
 
Lambert – Beer 
 
Lei de Lambert – A proporção de radiação absorvida por um meio transparente é independente da intensidade 
da radiação incidente, e cada unidade do meio irá absorver igual fração da radiação. 
Lei de Beer – A absorção da radiação é proporcional ao numero de átomos que absorvem, presentes na 
amostra. 
 
Equação de Lambert – Beer 
 
A = a . b . c 
 
 
Onde: 
A → Absorbância 
a → absortividade molar (L.cm 
1-
.g 
1-
) 
b → Caminho óptico (cm) 
c → Concentração (g.L 
1-
) 
 
 
 
 
T = P/P0 
A = log(P0/P) ou A = -log T 
 11 
– Todos os átomos podem absorver radiação 
– O comprimento de onda da radiação absorvida é especifica para um determinado elemento químico 
– A quantidade de radiação é proporcional à concentração de átomos que estão absorvendo e presentes na 
amostra. 
– A parte de uma molécula responsável pela absorção de luz é chamada de cromóforo. 
– A luz branca contém todas as cores do espectro visível. 
– A substância absorve determinados comprimentos de onda da luz branca, e nossos olhos detectamos 
comprimentos de onda que não são absorvidos. 
 
 A tabela abaixo, apresenta um guia simples de cores e a freqüência de cada uma delas.. A cor observada é 
conhecida como sendo a cor complementar da cor absorvida. 
 
 Cores da luz visível 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cor Comprimento de onda (nm) Frequência (10
12
 Hz) 
vermelho 780 - 622 384 - 482 
laranja 622 - 597 482 - 503 
amarelo 597 - 577 503 - 520 
verde 577 - 492 520 - 610 
azul 492 - 455 610 - 659 
violeta 455 - 390 659 - 769 
 
 12 
Desvios da lei de Beer 
 
 A lei de Beer estabelece que absorbância é proporcional à concentração da espécie absorvente. Ela se aplica 
à maioria das substâncias quando a radiação é monocromática e as soluções a serem estudadas são 
suficientemente diluídas (0,01 M). 
 Em soluções concentradas, as moléculas do soluto influenciam umas às outras devido à sua proximidade. 
Quando as moléculas do soluto ficam muito perto umas das outras, suas propriedades (incluindo a absortividade 
molar) sofrem ligeiras modificações. 
 Encontram-se discrepâncias, usualmente quando o soluto colorido se ioniza, se dissocia ou se associa em 
solução, porque neste caso, a natureza da espécie que absorve varia com a concentração. A lei de Beer não é 
válida quando o soluto forma complexos cuja composição depende da concentração. 
 É sempre possível testar o comportamento de uma substância fazendo o gráfico A x c. Uma linha reta que 
passa pela origem indica que a lei de Beer está sendo obedecida. 
 O instrumento também pode provocar desvios da lei de Beer. Por exemplo, se a fotomultiplicadora não está 
funcionando corretamente, obtém-se uma linha reta, mas a linha irá cortar o eixo de concentrações fora do zero. 
 Se as cubetas (células) estiverem sujas, a linha cortará o eixo de absorbância em um valor maior do que zero. 
 
Colorimetria e Espectrofotometria 
 
 A variação da cor de um sistema com a mudança da concentração de um componente é à base da análise 
colorimétrica. A cor é,usualmente, devida à formação de um composto colorido pela adição de um regente 
apropriado ou é inerente ao constituinte que se deseja analisar. A intensidade da cor é comparada com a 
intensidade da cor que se obtém com uma solução padrão de concentração conhecida. 
 Na análise espectrofotométrica, usa-se uma fonte de radiação que alcança a região ultravioleta do espectro. 
Para isso escolhe-se o comprimento de onda da radiação bem definido, o que exige um espectrofotômetro. 
 Um espectrômetro é um instrumento que possui um sistema óptico que dispersa a radiação eletromagnética 
incidente e permite a medida da quantidade de radiação transmitida em determinados comprimentos de onda 
selecionado da faixa espectral. 
 Um fotômetro é um equipamento que mede a intensidade da radiação transmitida. 
 Quando combinado em um espectrofotômetro, o espectrômetro e o fotômetro produzem um sinal que 
corresponde à diferença entre a radiação transmitida por um material de referência e a radiação transmitida por 
uma amostra em comprimentos de onda selecionados. 
 A vantagem principal dos métodos colorimétrico e espectrofotométrico é que eles são uma maneira simples 
de determinar quantidades muito pequenas de substâncias. Em geral o limite superior dos métodos 
colorimétricos é a determinação de constituintes em concentrações inferiores a 1 ou 2 %. 
 13 
Fotômetro fotoelétrico 
 
 Neste método, o olho humano, que era usado antigamente nas técnicas visuais, é substituído por uma célula 
fotoelétrica adequada. A célula fotoelétrica mede diretamente a intensidade da luz e, portanto, da absorção. Os 
instrumentos que incorporam células fotoelétricas medem a absorção da luz e não a cor da substância e, por isso 
o uso do termo “colorímetro fotoelétrico” ser impróprio. Nomes melhores são comparador fotoelétrico, 
fotômetro fotoelétrico, ou ainda, absorciômetro. 
 Esses instrumentos são compostos essencialmente por uma fonte de luz, um filtro apropriado, para assegurar 
que a luz seja aproximadamente monocromática, uma célula de vidro, para a solução, uma célula fotoelétrica, 
que recebe a radiação transmitida pela solução, e um medidor para determinar a resposta da célula fotoelétrica. 
O comparador é inicialmente calibrado com uma série de soluções de concentração conhecida, e o resultado 
lançado em um gráfico de concentração x a leitura do medidor. A concentração da solução desconhecida é 
determinada pela resposta da célula fotoelétrica na curva analítica (calibração). 
 Os instrumentos fotômetro fotoelétricos são oferecidos em diversos modelos, com uma ou duas fotocélulas. 
 Quando o instrumento só dispõe de uma fotocélula, mede-se diretamente a absorção da luz pela solução 
determinando a corrente elétrica da fotocélula em relação à corrente obtida com o solvente puro. È 
absolutamente essencial usar uma fonte de luz de intensidade constante. 
 Os instrumentos que têm duas fotocélulas são mais confiáveis, porque se elas tiverem a mesma resposta 
espectral, os efeitos de flutuação de intensidade da luz afetam ambas as células do mesmo modo. As duas 
fotocélulas, iluminadas pela mesma fonte de luz, são balanceadas uma contra a outra por um galvanômetro. A 
solução-teste é colocada antes de uma das células e o solvente puro antes da outra. O galvanômetro indica a 
diferença de corrente nas duas fotocélulas. 
 O uso de células fotoelétricas para medir a intensidade da luz, eliminando, desta forma, os erros devidos às 
características pessoais do observador, foi um dos grandes avanços no desenho dos colorímetros. Atualmente os 
fotômetros fotoelétricos utilizam células fotomultiplicadoras e detectores de diodo de silício. Estes são cerca 
de 200x mais sensíveis do que as células fotoelétricas. 
 A célula fotoelétrica, ou célula de barreira, na qual a luz que atinge a superfície de um material condutor, 
como selênio, montado sobre uma base apropriada (usualmente ferro), produz uma corrente elétrica cuja 
grandeza depende da intensidade da luz incidente. Esta foi muito utilizada nos fotômetros fotoelétricos, porém 
este arranjo possui dois defeitos: 
1-difícil de ampliar a corrente gerada pela célula, o que significa que o detector é pouco sensível quando 
a luz incidente é pouco intensa; 
2-a fadiga da célula (flutuações, quando se tenta mudar a intensidade da luz). 
 
 14 
 As fotomultiplicadoras são compostas de uma série de placas com cargas positivas (fotodiodos). As placas 
estão recobertas com um material que emite entre dois e cinco elétrons para cada elétron que atinge sua 
superfície. 
 Quando os elétrons atingem a primeira placa, produz-se um número de elétrons secundários bem maior do 
que os elétrons originais. O resultado após certo número de placas, é que se obtém uma ampliação muito alta 
(cerca de 10
6
) da corrente gerada pela célula. 
 Os filtros ópticos são utilizados nos fotômetro fotoelétricos para isolar determinadas regiões espectrais. Eles 
são de vidros coloridos ou filmes finos de gelatina que contêm corantes. Os prismas também podem ser 
utilizados para esta finalidade, com a vantagem de aumentar a resolução dos espectros no visível e no 
ultravioleta. 
 Os prismas de vidro podem ser usados entre 400 e 1000nm para a região do visível, mas não são 
transparentes para a radiação ultravioleta. Para a região de comprimentos de onda menores do que 400nm, são 
usados prismas de quartzo ou de sílica fundida. 
 A fonte mais utilizada nos fotômetros fotoelétricos é a lâmpada de tungstênio. 
 A apresentação dos dados é realizada através de microamperímetro, utilizado para medir o sinal da célula 
fotoelétrica. O medidor tem, usualmente, uma escala dupla calibrada para a leitura da absorbância e da 
transmitância em porcentagem. No caso das medidas quantitativas, é maisconveniente trabalhar em termos de 
absorbância do que em transmitância. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Espectrofotômetro UV-VIS 
 
1- Espectrofotômetro de feixe simples 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 – Espectrofotômetro de feixe simples. 
 
 A imagem da fonte de luz (A) é focalizada no espelho condensador (B) e no espelho diagonal (C) da fenda 
de entrada (D). A fenda de entrada é a mais baixa dentre duas fendas verticais, uma acima da outra. A luz que 
cai no espelho colimador (E) fica paralela e é refletida em direção ao prisma de quartzo (F). A luz sofre 
refração na primeira superfície do prisma, é refletida de volta pela superfície posterior do prisma e sofre uma 
segunda refração ao emergir do prisma. O espelho colimador focaliza o espectro no plano das fendas (D) e a luz 
de comprimento de onda desejado sai do monocromador pela fenda de saída (superior), passa pela célula que 
contém a amostra (G) e chega à fotocélula (H). A resposta da fotocélula é amplificada e registrada no 
registrador (M). 
 Na fonte de luz (A), estão duas lâmpadas, uma de tungstênio para a região do visível e deutério para UV, 
colocadas em um braço móvel que permite que cada lâmpada seja colocada na posição de operação quando 
desejado. 
 Nos modelos mais modernos, o prisma é substituído por uma rede de difração. 
 Uma rede de difração é um componente óptico que opera por reflexão ou transmissão de radiação e possui 
uma série de ranhuras impressas em sua superfície, bem próximas umas das outras. Quando a radiação é 
refletida ou transmitida pela rede, cada linha se comporta como uma fonte independente de radiação. Diferentes 
 
 
 
 16 
comprimentos de onda são refletidos ou transmitidos pela rede em ângulos diferentes. A mudança de direção 
dos raios de radiação provocada através de uma rede é denominada difração. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4 - Desenho esquemático de uma rede de difração 
 
 
 
 
 
 Para a espectroscopia na região do ultravioleta e do visível, uma amostra líquida é geralmente colocada 
numa célula conhecida como cubeta, que possui faces planas paralelas de sílica (SiO2) fundida. As cubetas de 
sílica fundida ou de quartzo são apropriadas para espectroscopia no ultravioleta e as de poliestireno ou de vidro 
boro-silicato para a região do visível. As cubetas mais comuns possuem um caminho óptico de 1,00cm e são 
vendidas em pares: uma para o feixe luminoso que passa na amostra e a outra para o feixe luminoso de 
referência. 
 
 
 
 
 
 
Rede: dispositivo óptico onde existem ranhuras espaçadas de maneira próxima. 
Difração: mudança de direção da radiação causada por uma rede. 
Refração: mudança de direção da radiação causada por um prisma ou uma lente. 
 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5- Cubetas comuns para a espectroscopia na região do visível e do ultravioleta. 
 A figura 5 descreve um instrumento de feixe simples, ou seja, aquele que possui apenas um feixe de luz. 
Primeiro, medimos a intensidade da energia de luz radiante que passa através da cubeta de referência contendo 
o solvente puro ou um reagente em branco. Esta energia é então definida como P0. A cubeta é então retirada do 
aparelho e substituída por uma outra cubeta idêntica, que contém a amostra. A energia radiante de luz que 
atinge o detector, após a passagem pela amostra, é a grandeza P. Sabendo-se os valores de P e de P0, 
simultaneamente, podemos determinar os valores de T (Transmitância) ou de A (Absorbância). 
 Na obtenção de um espectro de absorbância, registramos inicialmente o espectro da linha base, em ambas as 
cubetas, uma mesma referência constituída pelo solvente puro ou por uma solução de um reagente em branco. 
A absorbância da linha base é subtraída da absorbância medida para a amostra, de modo a se obter o valor 
verdadeiro da absorbância da amostra em cada comprimento de onda. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 18 
Espectrofotômetro de feixe duplo 
 Quase todos os instrumentos modernos de uso geral são instrumentos de feixe duplo que cobrem a faixa de 
200 a 800 nm, aproximadamente, usam um sistema automatizado de varredura e mostram o espectro em um 
visor. O feixe de radiação monocromatizado, proveniente de lâmpadas de tungstênio ou de deutério, é dividido 
em duas partes iguais, uma das quais passa pela célula de referência e a outra, pela célula da amostra. O sinal de 
absorção produzido pela célula de referência é subtraído automaticamente do sinal de absorção produzido pela 
célula da amostra e o resultado corresponde à absorção da amostra. A divisão e recombinação do feixe é feita 
por dois meio-espelhos ligados ao mesmo motor elétrico, que giram de forma coordenada. 
 
 
 
 
 
 
Espectrofotômetro de feixe duplo. 
 
 Em um instrumento de feixe duplo, o feixe de luz incidente, portanto, é deslocado de tal forma que a luz 
passa alternadamente pelas cubetas da amostra e de referência várias vezes durante a mesma medição. Esse 
procedimento, em que a radiação emergente das duas cubetas é comparada freqüentemente, permite a correção 
automática para as variações na intensidade da fonte e na resposta do detector com o tempo e com o valor de 
comprimento de onda. 
 Para uma análise espectrofotométrica, normalmente escolhemos o comprimento de onda onde ocorre a 
absorbância máxima por dois motivos: 
1- A curva na região correspondente ao máximo tem sua forma relativamente achatada, o que 
causa uma variação pequena na absorbância se o monocromador estiver ligeiramente 
deslocado ou se a largura da faixa selecionada sofrer uma ligeira alteração. A lei de Beer é 
 
 19 
obedecida de maneira mais rigorosa quando a absorbância é praticamente constante dentro da 
faixa de comprimento de onda selecionada; 
2- A sensibilidade da análise é maior na região correspondente à absorbância máxima (ou seja, 
conseguimos um máximo de resposta para uma mesma concentração de analito). 
 
Cuidados a serem tomadas durante os experimentos com espectrofotômetros 
 
1- Os compartimentos correspondentes ao caminho óptico dos feixes de referência e da amostra devem 
estar perfeitamente fechados para evitar a luz externa, que provoca medidas falsas; 
2- Ajustar a concentração da amostra de modo que sua absorbância se localize numa faixa 
intermediária. Se pouquíssima luz atravessa a amostra (alta absorbância), a intensidade é difícil de 
ser medida. Se muita luz atravessa a amostra (baixa absorbância), é difícil distinguir a diferença 
entre a amostra e a referência; 
3- Posicionar a cubeta sempre da mesma forma e posição. A irreprodutibilidade no posicionamento da 
cubeta no porta-amostra, mesmo tomando-se cuidados adequados, é a maior fonte de imprecisão 
quando medimos valores menores de 0,6 de absorbância; 
4- Manter cobertos todos os recipientes para impedir a entrada de poeira. O pó causa dispersão de luz, 
que se manifesta no espectrofotômetro como um aumento nos valores medidos de absorbância. Em 
trabalhos mais críticos, pode-se ser necessária a filtragem da solução contendo o analito em filtros de 
baixa porosidade; 
 
 O manuseio das cubetas deve ser feito com um papel próprio para limpar lentes, de modo a evitar 
impressões digitais nas superfícies correspondentes ao caminho óptico. As impressões dispersam e absorvem 
luz. As cubetas devem ser sempre mantidas bem limpas. 
 
 
 
 
 
 
 20 
Aplicações da espectrofotometria 
- Identificação de vários compostos por comparação do espectro obtido com espectro de 
referência; 
- Determinação quantitativa de traços de espécies orgânicas, inorgânicas e biológicas; 
- Estudo de enzimas; 
- Detector para método de cromatografia; 
- Desenvolvimento de sensores remotos para aplicações como: hidrogeologia, controles no 
ramo aquático e atmosférico; 
- Estudo de equilíbrio de sistemas; 
- Análises farmacêuticas, entre outras.21 
Cores Complementares 
 
 
As cores complementares são as que mais diferem umas das outras, exatamente pelo fato da secundária não 
possuir em sua mistura sua cor primária complementar. Por exemplo: o amarelo é formado pelo vermelho e 
pelo verde e não possui o azul, que é sua cor complementar. Ou seja, uma solução que apresente coloração 
amarela originalmente, absorverá no comprimento de onda relativo ao azul, que é sua cor complementar. 
No diagrama abaixo você consegue visualizar a relação de complementaridade das cores: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 22 
Espectrometria de Emissão Atômica 
Introdução 
 A espectrometria de emissão atômica baseia-se na propriedade dos átomos neutros ou íons monoatômicos 
em estado gasoso, de emitir radiações com comprimentos de onda característicos nas regiões ultravioleta e 
visível, quando excitados térmica ou eletricamente. O conjunto das radiações emitidas por uma espécie 
constitui o seu espectro de emissão. A partir dos comprimentos de onda pode-se identificar os elementos 
emissores, enquanto que a medida da intensidade das radiações serve para determinar as concentrações dos 
elementos presentes. 
 
Espectrometria de Chama 
 
 É uma técnica de emissão em que a amostra é introduzida numa chama. Quando certa quantidade de energia 
é aplicada a um determinado elemento químico, alguns elétrons da última camada de valência absorvem esta 
energia passando para um nível de energia mais elevado produzindo o que se chama de estado excitado. 
Quando um desses elétrons excitados retorna ao seu estado normal (estado fundamental), emite uma quantidade 
de energia radiante igual àquela absorvida, que é característica daquele elemento e da mudança do nível 
eletrônico de energia. Desta forma, a luz deste comprimento de onda e a cor particular pode ser usada para 
identificar aquele elemento. O calor do bico de bunsen é adequado para que certos elementos emitam luz de cor 
e intensidade característica, que podem ser observadas visualmente. Este procedimento é chamado TESTE DE 
CHAMA, sendo utilizado para determinar qualitativamente alguns poucos elementos, como os alcalinos e os 
alcalino-terrosos. 
 Uma maneira mais elaborada de determinar qualitativamente e quantitativamente estes elementos é utilizar 
instrumentos com filtros ópticos ou monocromadores, para isolar a energia espectral. Instrumentos com filtros 
ópticos são chamados FOTÔMETROS DE CHAMA; são bastante simples, utilizam uma chama de baixa 
temperatura como fonte de excitação e servem para determinar lítio, sódio, potássio e cálcio. Os 
espectrofotômetros de chama que utilizam monocromadores permitem a determinação de cerca de sessenta 
elementos. Em qualquer dos dois casos, porém, é importante o controle da fonte energética. 
 23 
 A chama é um gás que se torna luminoso pela liberação de energia química. A temperatura é o parâmetro 
mais importante de uma chama. Nem sempre é adequada uma chama muito quente; assim, para a determinação 
de elementos metálicos facilmente ionizáveis, como potássio, não deve ser usada uma chama à alta temperatura, 
pois a ionização de uma parte dos átomos reduziria a população de átomos neutros disponíveis para emitir 
radiação. Em outros casos, é importante uma alta temperatura para assegurar um grau de excitação satisfatório 
ou a decomposição de sais e óxidos refratários. 
 Na espectrometria de chama o material a ser analisado deve estar na forma de solução; sendo então 
introduzido na chama. A intensidade da luz emitida pelo elemento a ser determinado é medida. A intensidade 
de emissão relaciona-se como a concentração do elemento através de uma curva de calibração ou de adição de 
padrão. 
Os processos que ocorrem quando a amostra é introduzida na chama, na forma de uma névoa ou aerosol são: 
a. a amostra líquida, sob forma de gotículas, é introduzida na chama pela base onde a água (ou 
outro solvente) é vaporizada deixando diminutas partículas sólidas de sais; 
 
b. a chama volatiliza as partículas sólidas e as moléculas gasosa resultantes se dissociam, em 
parte ou completamente, originando átomos neutros; 
 
c. uma parte dos átomos metálicos livres se combinam com outros átomos ou radicais presentes 
nos gases da chama ou nesta introduzidos junto com o elemento de interesse; 
 
d. átomos metálicos neutros ou espécies moleculares contendo metal podem ser excitados; 
 
e. átomos, moléculas ou íons excitados retornam ao estado fundamental, parcialmente, através 
de colisões com outras partículas e, parcialmente, emitindo energia radiante. 
 
 
 
 
 24 
Componentes básicos de um espectrofotômetro de Chama 
A figura abaixo mostra o diagrama de um fotômetro de chama. 
Fig. 6 – Fotômetro de chama simples 
 a) Reguladores de pressão – Para a emissão ser constante, a chama deve ser estável. A chama é alimentada 
com ar (oxigênio) e combustível, a pressões constantes. Manômetros apropriados indicam a pressão durante a 
operação e permitem os ajustes necessários. Reguladores automáticos de pressão são usados para reduzir a 
pressão a um valor seguro. 
 b) Sistema nebulizador – queimador- A função do nebulizador é produzir uma névoa ou aerosol da solução a 
analisar. Na câmara de mistura ou de nebulização, gotas maiores da solução aspirada chocam-se em anteparos, 
sendo drenadas para descarte. Somente um pequeno percentual da solução aspirada, contendo os componentes 
da amostra, chega à chama. 
 Quanto ao queimador, o principal requisito é produzir uma chama uniforme quando alimentado com os 
gases combustível e oxidante a pressões constantes. 
 Há dois tipos de sistemas de sistemas de queimadores: 
 -Queimador de mistura prévia, onde o aerosol é produzido numa câmara de vaporização e as gotículas 
maiores são recolhidas no fundo da câmara e removidas para fora; somente as partículas menores alcançam a 
chama. 
 25 
 - Queimador de consumo total, no qual amostra, gás combustível e oxidante são introduzidos em tubos 
separados, misturando-se somente na ponta do queimador. Como fornece uma chama de percurso relativamente 
curto, é menos eficiente que o queimador de mistura prévia. 
 Independente do tipo de queimador, a chama deve ser capaz de converter os constituintes da amostra para o 
estado de vapor; decompor os constituintes em átomos ou moléculas simples e ainda excitar eletronicamente 
uma fração dos átomos ou moléculas. A chama à base de gás manufaturado ou natural, misturado previamente 
com ar (butano-ar e GLP-ar), são freqüentemente usadas . 
 c) Sistema óptico – Sua função é recolher a luz emitida pela chama, isolar a parte interessada e focar esta 
última sobre o detector. Um espelho côncavo colocado atrás do combustor, com seu centro de curvatura na 
chama é usado para aumentar a intensidade da luz que penetra no instrumento. 
 Os filtros ópticos não são adequados para sistemas espectrais complexos, sendo usados, então, 
monocromadores à base de prisma ou rede de difração. A combinação de uma fenda ajustável, um apropriado 
controle do ganho do amplificador do circuito de detecção e um seletor de comprimentos de onda permitem 
escolher a relação mais favorável entre a radiação de fundo e a radiação analítica, e isolar mais eficientemente a 
radiação do elemento de interesse. 
 d) Detectores fotossensíveis – Devem responder satisfatoriamente na parte do espectro interessada e possuir 
sensibilidade concordante com o nível de iluminação próprio do instrumento. 
 Consiste nos meios de detecção (células fotoelétricas, por exemplo), nos conjuntos eletrônicos de 
amplificação e nos aparelhos elétricos de medição e registro direto disponíveis para leituras experimentais. 
Num fotodetector, a radiação selecionada é transformada em sinal elétrico. O sinal correspondente ao analito é, 
então, amplificado e exibido num display numérico digital do equipamento.Como a intensidade da radiação emitida é função do número de átomos na chama e o sinal diretamente 
proporcional à concentração do elemento emissor, pode-se utilizar a medida para determinar quantitativamente 
à concentração do analito. 
 
 
 
 26 
Métodos de Avaliação 
 
Pode-se usar os seguintes métodos para converter as medidas de emissão em concentração de analito : 
a) Curvas de calibração; 
b) Procedimento de adição padrão; 
c) Método do padrão interno 
O método do padrão interno envolve a adição de uma quantidade conhecida de um material de 
referência (padrão interno) à solução da amostra e à solução padrão. Sob excitação, as energias emitidas pelo 
analito e pelo padrão são medidas simultaneamente por dois fotodetectores . Nos instrumentos de feixe duplo, a 
razão é obtida diretamente e pode ser lançada em gráfico contra a concentração do analito. O método do padrão 
interno compensa as variações eventuais do arraste no nebulizador e alterações do gás combustível e do 
oxidante. 
 Fig.7 - Fotômetro de chama de feixe duplo 
 
 
 
 
 27 
Interferências 
 
a) Interferência espectral direta – Ocorre quando o elemento de interesse e algum outro emitem, 
aproximadamente, o mesmo comprimento de onda; então, as duas raias adjacentes se sobrepõem em maior ou 
menor extensão e a leitura será afetada. 
 
 b) Emissão de fundo de chama – É devida a alguma combinação da chama e da matriz da amostra. 
 c) Auto- absorção – A energia radiante, emitida por uma espécie atômica excitada no interior da chama, 
ao se propagar para fora, pode ser absorvida na chama por átomos da mesma espécie presente muito próxima 
ao estado energético fundamental. Isto impede que uma parte dos fótons emitidos alcance o detector 
enfraquecendo a intensidade da raia espectral. 
 
 d) Ionização – Ocorre quando um elemento ionizável sofre ionização devido ao aumento da temperatura 
da chama. O resultado é uma redução na população dos átomos neutros disponíveis para a excitação. 
 
Considerações sobre a Espectrometria de Chama 
 
 A fotometria de chama está sendo substituída por técnicas eletroquímicas, particularmente os eletrodos 
de íons seletivos. A fotometria de chama, entretanto, tem as seguintes vantagens: 
 
a) É uma técnica bem conhecida; 
b) Os custos de manutenção e de análise são baixos; 
c) Pode ser usada em muitos fluídos. 
 
 
 
 
 28 
Tipos de chama 
 
A tabela abaixo, lista todos os tipos comuns de combustíveis e oxidantes empregados em espectrometria de 
chama e as faixas de temperatura obtidas com essas misturas. Observe que temperaturas de 1700
o
C a 2400
o
C 
são obtidas com vários combustíveis quando o ar atua como oxidante. Nessas temperaturas, somente amostras 
que se decompõem facilmente são atomizadas. Para amostras mais refratárias, devem ser empregados oxigênio 
ou óxido nitroso como oxidante. Com combustíveis comuns, esses oxidantes produzem temperaturas de 2500
o
C 
a 3100
o
C. 
Tabela 3 – Propriedades das Chamas 
Combustível Oxidante Temperaturas (
o
C) Velocidades máximas de Queima (cm/s) 
Gás natural Ar 1700-1900 39-43 
Gás natural Oxigênio 2700-2800 370-390 
Hidrogênio Ar 2000-2100 300-440 
Hidrogênio Oxigênio 2550-2700 900-1400 
Acetileno Ar 2100-2400 158-266 
Acetileno Oxigênio 3050-3150 1100-2480 
Acetileno Óxido nitroso 2600-2800 285 
 
 As velocidades de queima listadas na quarta coluna da tabela 3 , são de considerável importância porque 
as chamas são estáveis somente em certos intervalos de fluxos de gás. Se o fluxo de gás não excede a 
velocidade de queima, a chama se propaga voltando ao queimador causando flashback. Conforme aumenta o 
fluxo, a chama cresce até atingir um ponto acima do queimador onde o fluxo de gás e a velocidade de queima 
são iguais. Nesta região, a chama é estável. Em fluxos mais altos, a chama aumenta e eventualmente atinge um 
ponto onde ela explode fora do queimador. Essas considerações realçam a importância do controle do fluxo da 
mistura combustível/oxidante. Esse fluxo é altamente dependente da espécie de combustível e oxidante que 
estão sendo usados. 
 
 
 
 
 
 
 29 
Estrutura da chama 
 
 Como mostrado na figura 8, regiões importantes de uma chama incluem a zona de combustão primária, 
a região entre zonas e a zona de combustão secundária. A aparência e o tamanho relativo dessas regiões variam 
consideravelmente com a razão combustível/oxidante bem como com o tipo de combustível e oxidante. A zona 
de combustão primária em uma chama de hidrocarboneto é reconhecível pela sua luminescência azul provocada 
pelo espectro de bandas do CO2, CH e outros radicais. O equilíbrio térmico normalmente não é atingido nesta 
região e, portanto, raramente é usada para espectrometria de chama. 
 A área entre zonas, que é relativamente estreita em chamas estequiométricas de hidrocarbonetos, pode 
atingir vários centímetros em altura em fontes ricas em combustível acetileno/oxigênio ou acetileno/óxido 
nitroso. Normalmente, é rica em átomos livres e é a parte mais usada da chama para espectroscopia. Na zona 
secundária, os produtos do núcleo interno são convertidos a óxidos moleculares estáveis que são depois 
dispersados nas vizinhanças. 
 O perfil da chama fornece informação sobre os processos nas suas diferentes partes; é um gráfico 
constituído de curvas de nível que revela regiões da chama que têm valores similares para a variável de 
interesse. Algumas dessas variáveis incluem temperatura, composição química, absorbância e intensidade 
radiante ou fluorescente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8 – Regiões em uma chama. 
 
Mistura 
combustível-oxidante 
Zona de 
combustível 
primária 
Zona de 
combustível 
secundaria 
Região 
entre 
zonas 
 30 
Perfis da temperatura 
 
 
A figura 9 mostra um perfil de temperatura de uma chama típica para espectroscopia atômica. A temperatura 
máxima está localizada na chama a aproximadamente 1 cm da zona primária de combustão. É importante, 
particularmente para os métodos de emissão, focalizar a mesma parte da chama na entrada da fenda para todas 
as medidas analíticas e de calibração. 
 
Figura 9 – Perfis de temperatura em 
o
C para uma chama de gás natural/ar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 31 
Perfis da absorbância da chama 
 
 
A figura 10 mostra os perfis de absorção típicos para três elementos. O magnésio exige um máximo na 
absorbância aproximadamente no meio da chama por causa de dois efeitos opostos. O aumento inicial na 
absorbância à medida que aumenta a distância da base resulta do aumento no número de átomos de magnésio 
produzidos pela exposição mais longa ao calor da chama. Entretanto, conforme se aproxima a zona de 
combustão secundária, inicia-se apreciável oxidação do magnésio. Este processo leva a uma eventual 
diminuição na absorbância porque as partículas de óxido formadas não absorvem no comprimento de onda 
usado. Para obter uma sensibilidade analítica máxima, a chama deve ser movida para cima e para baixo com 
relação ao feixe até que seja obtido um máximo de absorbância. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10 – Perfil de absorbância da chama para três elementos. 
 
 O comportamento da prata, que não é oxidada facilmente, é um pouco diferente; como mostrado na 
figura 10, um aumento contínuo no número de átomos, e então na absorbância, é observado da base para a 
periferia da chama. Em contraste, o cromo, que forma óxidos muito estáveis mostra uma diminuição contínua 
na absorbância, começando próximo à ponta do queimador; essa observação sugere que a formação de óxidos 
predomina desde o princípio. Claramente, uma porção diferente da chama poderia ser usada para análise de 
cada um desses elementos. Os instrumentos mais sofisticados para espectrometria de chama, estão equipados 
com monocromadores que usam a radiação de partes relativamente pequenasda chama; o ajuste da posição da 
chama com relação à entrada da fenda é então fundamental. 
0 2.5 5.0 
A
b
so
rb
â
n
ci
a
 
 32 
Atomizadores de chama 
 
Os atomizadores de chama são empregados para espectroscopias de absorção, de fluorescência e de emissão. A 
figura abaixo mostra um diagrama para um queimador de fluxo laminar típico, disponível comercialmente, que 
faz uso de um nebulizador de tubo concêntrico. O aerosol, formado pelo fluxo do oxidante, é misturado com o 
combustível e passa por uma série de placas defletoras que removem quase todas com exceção das gotas 
menores de solução. Como resultado dos defletores, a maioria da amostra é coletada no fundo da câmara de 
mistura, de onde é drenada para um recipiente de descarte. O aerosol, o oxidante e o combustível são 
queimados em uma fenda do queimador que resulta em uma chama de cerca de 5 ou 10 cm de comprimento. 
 Queimadores de fluxo laminar fornecem uma chama relativamente estática e de comprimento longo. 
Essas propriedades tendem a aumentar a sensibilidade e reprodutibilidade. A câmara de mistura nesse tipo de 
queimador contém uma mistura potencialmente explosiva que pode sofrer ignição por refluxo se os fluxos 
forem muito baixos. Observe que o queimador de fluxo laminar na figura abaixo, está equipado com orifícios 
para escape de pressão, por esta razão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cabeça do 
queimador 
Orifício para 
escape de pressão 
 
Defletor de fluxo 
 
Oxidante do Nebulizador 
 
Descarte 
 
Capilar de entrada 
da amostra 
 
Nebulizador 
 
 
Ajuste do 
Nebulizador 
 
Oxidante 
 
Combustível 
 
 33 
Tipos de atomizadores utilizados em Absorção Atômica 
 
 
 
Tipo de Atomizador Temperatura Típica de 
 Atomização, ºC 
 
 
Chama 1700 – 3150 
 
Vaporização eletrotérmica 1200 – 3000 
(electrothermal vaporization – ETV) 
 
Plasma de argônio indutivamente acoplado 4000 - 6000 
(inductively coupled argon plasma – ICP) 
 
Plasma de argônio de corrente contínua 4000 - 6000 
(direct current argon plasma – DCP) 
 
Plasma de argônio induzido por microondas 2000 – 3000 
(microwave-induced argon plasma – MIP) 
 
Plasma de descarga de emissão Não-térmico 
(glow discharge plasma – GD) 
 
Arco elétrico 4000 – 5000 
 
Centelha elétrica 40.000 – (?) 
 
 
 
Principais Componentes de um Fotômetro de Chama 
 
 
 
 
 
 
 34 
Allan Walsh - O inventor do AA - chama 
 
 
 
Equipamento em 1961 
 35 
 
 
 
 
AA – chama em 1969 
 
 
 
Equipamento atual (Perkin Elmer - AAnalyst 100) 
 36 
 
 
(Perkin Elmer - AAnalyst 300) 
 
 
 
 
 
Fonte de Cátodo Oco multi – elementar 
 37 
 
 
Cabeça de Queimadores 
 
 
 
 
 
Nebulizador de aço inox 
 38 
 
 
Nebulizador de alta sensibilidade 
 
 
 
 
Cela da Amostra (Chama) 
 39 
 
 
 
Compartimento de Lâmpadas 
 
 
 
 
Marca Perkin Elmer – Modelo Analyst 300 
 40 
Exercícios 
1. Quais as diferenças básicas do método clássico para o método instrumental? 
 
2. Encontre a absorbância e a transmitância de uma solução com concentração 0,00240M, sabendo-se que 
o analito apresenta absortividade molar de 313M
-1
. cm
-1
 e que a célula utilizada apresenta 2cm de 
caminho óptico. 
 
3. Calcule a A e a T para uma solução cujo analito possui uma  =220M-1. Cm-1 . Num caminho óptico de 
1,50 cm para as concentrações abaixo: 
a) 0,00200 M 
b) 0,00100 M 
c) 0,00080 M 
d) 0,00030 M 
e) 0,00012 M 
 
4. Explique o fenômeno da absorção e da emissão de energia que ocorre numa molécula. 
 
5. Descreva a Lei de Beer. 
 
6. Quais os desvios da Lei de Beer? 
 
7. Por que a Lei de Beer não se aplica para soluções concentradas? 
 
8. Qual é à base da análise colorimétrica? 
 
9. Quais os componentes essenciais de um espectrofotômetro? 
 
10. Por que os fotômetros com duas fotocélulas são mais confiáveis? 
 
11. Monocromadores são empregados nos espectrofotômetros para isolar, ou seja, selecionar determinadas 
regiões espectrais. Quais os tipos de monocromadores que são encontrados nos espectrofotômetros? 
 
12. Qual a principal fonte de radiação empregada nos espectrofotômetros que atuam na região do visível? E 
na região do ultra-violeta? 
 
13. O que é uma rede de difração? 
 
14. Na análise espectrofotométrica, como escolhemos a melhor região do espectro para realizarmos a 
medida? Por que? 
 
15. Cite três cuidados que devemos tomar durante os experimentos com espectrofotômetros. 
 
16. Cite três aplicações da espectrofotometria. 
 
17. Como devemos controlar a temperatura da chama para elementos facilmente ionizáveis , como o K por 
exemplo? Por que? 
 
18. Quais os componentes básicos de um espectrofotômetro de chama? 
 
19. Explique os processos que ocorrem durante a atomização de uma chama. 
 
20. Cite duas combinações de combustível/oxidante empregadas para amostras que se decompõem 
facilmente. Indique também a faixa de temperatura para cada combinação. 
 
 41 
21. Quais oxidantes que devem ser empregados para amostras refratárias? Quais temperaturas são atingidas 
com estes oxidantes? 
 
22. Como são divididas as regiões de uma chama? Qual a região mais empregada para espectrometria de 
chama? Por que? 
 
23. Quanto ao perfil de temperatura, qual a localização da chama que se obtém um máximo de temperatura? 
 
24. Porque é necessária a etapa de monocromação da luz em um espectrofotômetro? 
 
25. Pode-se empregar um espectrofotômetro que trabalha na região do visível para se analisar uma amostra 
incolor e transparente? Por que? 
 
26. Entre um equipamento que emprega uma rede de difração e um prisma, qual você compraria? Por que? 
 
27. Qual a dificuldade prática de se trabalhar com soluções de espécies que apresentam coeficiente de 
absortividade molar extremamente elevados? Como contornar este empecilho? 
 
28. Na fotometria de chama, que tipo de amostra é possível analisar? 
 
29. Porque na espectroscopia, o monocromador apresenta um papel crucial, e na fotometria de chama não, 
já que ambas fazem uso da lei de Beer para quantificar amostras? 
 
30. Numa análise com espectrometria de absorção atômica por chama, qual é o comprimento do caminho 
óptico que deve ser usada na expressão da lei de Beer? 
 
31. Porque em espectrometria de absorção atômica se requer uma fonte de emissão em linhas? Comente 
sobre sua seletividade. 
 
32. Como se pode melhorar a sensibilidade de uma curva analítica usando-se espectrometria na região do 
visível? 
 
33. Dado a curva abaixo 
Curva analitica do Vermelho de Bromotimol
y = 0,0218x + 0,0688
R2 = 0,9095
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0
concetracao (ppm)
A
b
s
o
rç
ã
o
absorcao Linear (absorcao )
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
concentração absorção 
0,0 0 
1,0 0,0362 
2,0 0,0658 
5,0 0,1683 
10,0 0,3479 
25,0 0,8657 
50,0 1,0236 
a- Qual deve ser o comprimento de onda 
ideal para se trabalhar com esta 
amostra, sabendo que a mesma 
apresenta coloração vermelha? 
Porque? 
b- A curva representada pela linha mais 
fina foi o resultado das amostraspadrão. A partir de qual concentração 
este equipamento não responde com 
qualidade para este caso? Porque? 
c- A curva analítica traçada pela linha 
de tendência pode ser utilizada com 
confiança? Porque? 
 
d- Se, em uma analise for registrado o valor de absorbância 
igual a 0,5423, qual será o valor da concentração? 
e- Registrado um valor de absorbância igual a 1,0254, o que 
deverá ser feito com este resultado para descobrir sua 
concentração real? 
 42 
34. Durante a análise cinética de um complexo amarelo-esverdeado formado entre Co(II) e Tiron em 
presença de peróxido de hidrogênio em meio básico, percebe-se que inicialmente a absorbância medida 
é de 0,567, em 426 nm. Mantida a amostra na cubeta por 5 minutos observa-se que o valor de 
absorbância registrado caiu para 0,423, neste mesmo comprimento de onda. O que se pode dizer sobre a 
estabilidade deste complexo? Explique. 
 
35. Você solicitou que um subordinado analisasse uma amostra por fotometria de chama para quantificar 
Cobalto. Ele usou uma lâmpada de Cátodo Oco de Cobre, e durante a análise o equipamento registrou 
uma absorbância de 0,389. com base nessas informações, que afirmações se pode fazer a respeito desta 
análise? 
 
36. Um químico necessitava realizar uma analise de cromato de potássio (coloração amarela). Para isso, este 
químico dispunha de um espectrofotômetro que trabalha na região do visível. Com base nesses dados, 
qual seria o melhor comprimento de onda que este químico teria que selecionar, para que sua analise 
seja a mais confiável possível? 
 
37. Um analista recebeu 3 amostras que continham sódio para serem quantificadas. Experiente e sensato, 
este preparou soluções padrão e utilizou-se de um fotômetro de chama para esta analise. Com os valores 
obtidos, este gerou os dados abaixo: 
 
Curva analitica de Sodio
y = 2,896x + 0,0099
R
2
 = 0,9975
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 0,2 0,4 0,6 0,8
Absorbancia
C
o
n
c
e
n
tr
a
ç
ã
o
 (
p
p
m
)
Seqüência1
Linear
(Seqüência1)
 
As amostras 1 e 2 obtiveram um valor de absorbância igual a 0,2792 e 0,6549 respectivamente. A 
amostra 3 teve um valor de absorbância igual a 0,1024 e foi diluída 20 vezes. 
Qual a concentração das amostras 1, 2 e 3? 
 
38. Uma outra analise foi solicitada a este analista. Este recebeu uma amostra a 200 ppm de solução de 
sódio e diluiu a amostra algumas vezes e obteve um valor de absorbância igual a 0,5490. Diga quantas 
vezes esta amostra foi diluída. 
 
 
 
 
 
 
 
Abs Conc.(ppm) 
0,0362 0,1 
0,0658 0,2 
0,1683 0,5 
0,3479 1 
0,4903 1,5 
0,7011 2