química instrumental

2. NATUREZA DA ENERGIA
ELETROMAGNÉTICA
 Forma de energia que se propaga no
espaço a enormes velocidades,
normalmente em linha reta
 Características ondulatórias e
corpusculares

5. PARÂMETROS
ONDULATÓRIOS
PERÍODO (p, 1/ ν ) ⇒ tempo requerido, em segundos,
para a passagem de máximos ou mínimos sucessivos
por um ponto fixo no espaço.
 FREQÜÊNCIA ( ν ) ⇒ número de oscilações do campo
que ocorrem por segundo ⇒ 1/p ⇒ depende da fonte ⇒
Hz ou ciclos/s ou s -1
VELOCIDADE (v i ) ⇒ velocidade com que a onda se
move no meio ⇒ depende da freqüência e do meio ⇒ v i
= ν λ
 no vácuo e no ar  c=3,00x10 8 m/s

6. PARÂMETROS
ONDULATÓRIOS
 COMPRIMENTO DE ONDA (λ)
 distância linear entre dois máximos ou
mínimos sucessivos de uma onda ⇒ cm, µm, nm
 NÚMERO DE ONDA ( ν , σ )
 número de ondas por centímetro de percurso
no vácuo ⇒ cm -1

7. PARÂMETROS
ONDULATÓRIOS

 FEIXE MONOCROMÁTICO
 feixe de radiação cujos raios têm
comprimentos de onda idênticos
 FEIXE POLICROMÁTICO
 feixe de radiação constituído de raios de
comprimentos de onda diferentes

8. PARÂMETROS
CORPUSCULARES
 A radiação eletromagnética é um conjunto de
partículas (fótons) de determinada freqüência
 A energia deste fóton é dada pela equação
E = h ν
E = energia (unidade = erg)
h = 6,624x10 -24 erg.s
ν = freqüência

9. ESPECTRO
ELETROMAGNÉTICO
 É o arranjo ordenado das radiações
conforme seus comprimentos de onda
 O espectro foi dividido em várias
regiões conforme a origem das radiações,
as fontes e os instrumentos

10. ESPECTRO
ELETROMAGNÉTICO
Região Comprimento de Onda (nm)
Ultra-Violeta Afastado 10 - 200
Ultra-Violeta Próximo 200 - 380
Visível 380 - 780
Infravermelho Próximo 780 - 3000
Infravermelho Médio 3000 - 30000
Infravermelho Afastado 30000 - 300000
Microondas 300000 - 1000000000
Joint Committee on Nomenclature in Applied Spectroscopy

11. ESPECTRO
ELETROMAGNÉTICO
300 Visível 800
Raios
Raios cósmicos gama Raios X UV IR Microondas Ondas de rádio
10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012
Energia Comprimento de onda

12. ESPECTRO VISÍVEL
 As radiações de 800 nm até 300 nm são
detectadas pelo olho humano
 Essas radiações também são chamadas de
LUZ BRANCA
300 nm 800 nm

13. Interação da Radiação
Eletromagnética com a Matéria
 Não Quantizada
 Reflexão
 Refração
 Dispersão
 Espalhamento

14. Interação da Radiação
Eletromagnética com a Matéria
 Quantizada
ABSORÇÃO DE RADIAÇÃO
 processo no qual energia eletromagnética é
transferida para átomos, íons ou moléculas que
compõem a amostra

15. Interação da Radiação Eletromagnética
com a Matéria

 ABSORÇÃO ATÔMICA
Absorção da energia eletromagnética por
átomos  espectros de linhas  transições
eletrônicas de um ou mais elétrons
 ABSORÇÃO MOLECULAR
Absorção da energia eletromagnética por
moléculas  espectros de bandas
E t = Evibracional + Erotacional + Eeletrônica

16. ESPECTROFOTOMETRIA DE
ABSORÇÃO MOLECULAR NO
ULTRAVIOLETA-VISÍVEL
 Método baseado

na medida da energia
eletromagnética absorvida por soluções
iônicas ou moleculares
 Incidência da radiação monocromática sobre
meio homogêneo b
Io I
 Refletida
 Absorvida
 Transmitida Io = Feixe incidente
I = Feixe transmitido

18. ESPECTROFOTOMETRIA DE
ABSORÇÃO MOLECULAR NO UV-
VISÍVEL
 A LEI DE LAMBERT

“Quando a luz monocromática passa através de um meio
transparente, a taxa de decréscimo da intensidade com
a espessura do meio é proporcional à intensidade da
luz.”
 A LEI DE BEER
“A intensidade do feixe de luz monocromática decresce
exponencialmente à medida que a concentração da
substância absorvente aumenta aritmeticamente.”
Log Po/P =abc Lei de Lambert- Beer

19. ESPECTROFOTOMETRIA DE
ABSORÇÃO MOLECULAR NO UV-
VISÍVEL
 de radiação incidente e
T= transmitância  fração
transmitida pela solução
T = P/Po
A= absorvância  logaritmo decimal da razão
entre o poder radiante incidente e o transmitido
 Relação entre transmitância e absorvância .
A= log Po/P= log 1/T A= - Log T

20. ESPECTROFOTOMETRIA DE
ABSORÇÃO MOLECULAR NO UV-
VISÍVEL

 Relação entre absorvância e concentração
A = abc = εbc
a= absortividade (dependente de b e c)
b= comprimento do caminho ótico
c= concentração das espécies absorventes
ε = absortividade molar  unidades de c e b são,
respectivamente, moles/litro e cm

21. LEI DE BEER

A radiação incidente é monocromática
As espécies absorventes comportam-se
independentemente em relação ao processo de
absorção
A absorção ocorre em um volume uniforme de secção
transversal
O índice de refração da solução independe da
concentração
 Concentração menor que 10 -2 M ( < 10 -2 M )

22. REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DA LEI
DE BEER

Absorbância ( A )
Curva analítica
y = 0,0476x + 0,0016
0,300
R2 = 0,9999
0,200
0,100
0,000
0 2 4 6
Concentração ( c )

23. ESPECTROFOTOMETRIA DE
ABSORÇÃO MOLECULAR NO UV-
VISÍVEL


24. DESVIOS DA LEI DE BEER

 Não constância na relação A/C
 Considerações feitas para dedução da lei não
podem ser rigorosamente seguidas na prática
 Índice de refração não permanece constante
quando as concentrações são altas
 Radiação não monocromática

25. DESVIOS DA LEI DE BEER
 REAIS

Manifestam-se principalmente para valores
elevados de concentração (C > 10 -2 M )
Interação entre os centros absorvente
Indice de refração
 APARENTES
Químicos
Instrumentais

26. Componentes


27. 
Fonte de radiação( características)
Radiação na faixa espectral desejada (emissão)
Emissão estável
Potência suficiente ( maior potência < amplificação
do sinal)
Filamento de tungstênio (375 a 2000 nm)
Deutério (200 a 400 nm)
Arco de xenônio (200 a 1000 nm)

28. Filtros e monocromadores

Filtros de absorção (Isolam uma banda espectral ),
largura espectral de 30 a 50 nm e transmitância
máxima de 5 a 20 % . Vidros coloridos ou peliculas
de gelatina contendo corantes.
Filtros de interferência ( isolam faixa espectral mais
estreita) Baseiam-se nos fenômenos de interferência
para isolar uma faixa espectral desejada.

29. Monocromadores

Componentes: fenda de entrada, fenda de saída e
sistema de dispersão ( Prisma ou rede)

30. Monocromadores

Componentes: fenda de entrada, fenda de saída e
sistema de dispersão ( Prisma ou rede)

31. Monocromadores

Componentes: fenda de entrada, fenda de saída e
sistema de dispersão ( Prisma ou rede)

32. Porta amostra- cubetas

Cubetas- recipiente que contem a amostra
Quartzo, silica fundida- Região UV-Vis
Vidro a base de borosilicatos- Região Vis
Forma e tamanho
Retangulares (1,2 ,5 cm )
Cilíndricas ( usadas em instrumentos simples,
devem ser colocadas sempre na mesma posição)

33. 
Detectores - Celula fotovoltaica
Características- baixo custo, sem fonte externa de
alimentação, sujeito a fadiga ( resposta decresce
quando exposta a iluminação continua)

34. 
Detectores - Celula fototubo
Características- Corrente gerada é diretamente
proporcional ao poder radiante .Amplificação do
sinal de resposta é facil

35. 
Detectores - Celula fotomultiplicadora
Características- poder de amplificação alto implica
que o poder radiante pode ser pequeno (potência
radiante pode ser 200 vezes menor do que o do foto
tubo)

38. VANTAGENS 
 aplicação extensiva a muitos elementos químicos
 instrumentação relativamente barata
 as amostras podem ser de natureza inorgânica ou orgânica
 disponibilidade de métodos simultâneos e contínuos
 intervalo de aplicação :10-3 a 10 -6 M
 tempo gasto por análise: moderado
 Custo : relativamente baixo
 Tipo de amostras: sólidas liquidas e gasosas

39. 
Referências bibliográficas
•SKOOG.D.A,HOLLER,F.J.,NIEMAN,T. A .-Princípios de Análise
Instrumental, 5a ed. Bookman,2002
•SKOOG.D., WEST,D.M.&HOLLER,F.J. Fundamentals of
Analytical Chemistry, Saunders College Publ.t th Ed.NY,1996
•Harris,D.C. Análise Quimicas Quantitativa, 5a ed. LTC
editora,RJ,Brasil, 2001
•Cienfuegos,F.Vaitsman,D.Análise Instrumental, Editora
Interciência, RJ,2000.

40. OBRIGADA !!!!