aula sobre fotometria

1. Métodos fotométricos
Química Analítica Quantitativa
Tec. Integrado em Química
Profa: Alécia Maria Gonçalves

2. FOTOMETRIAFOTOMETRIA
Análise de
amostras
Quantitativo
Qualitativo
Métodos
físicos
Métodos
químicos
Ópticos
Elétricos
MÉTODOS DE ANÁLISEMÉTODOS DE ANÁLISE

3.  Conceito : propagação de energia
 Classificação: (a) CORPUSCULAR
(b) ELETROMAGNÉTICA
RADIAÇÕES
•ELETROMAGNÉTICA (REM):
Ondas de rádio, Microondas, ultravioleta, vísivel, infravermelho,
Raios X, Raios gama (γ).
Características: ausência de massa e carga;
origem atômica ou nuclear.

4. R.E.M. - MODELO ONDULATÓRIOR.E.M. - MODELO ONDULATÓRIO
Ondas: perturbação que se transmite através do vácuo ou de um meio sólido,
líquido ou gasoso.
AS ONDAS TRANSFEREM ENERGIA SEM TRANSPORTE DE MATÉRIA
λ
λcrista
vale
a
•Frequência (f): Número de oscilações por unidade de tempo.
Unidade : 1/s ou s-1
= 1 Hertz
•Velocidade de propagação:
λ.fv
T
λ
v
t
s
v =⇔=⇔=
Unidade: m/s ou m.s-1
T
1
f =
tempo
oscilações
f =
•Comprimento de onda (λ) :
Distância entre dois deslocamentos máximos verticais ou distância
mínima
para que a forma da onda se repita.
Unidade: m
•Período (T) : Tempo necessário para que haja uma oscilação completa
da onda.
Unidade: s

5. R.E.M. - MODELO QUÂNTICO
Max Planck (1901) TEORIA DOS QUANTiCA
Albert Einstein
Radiação eletromagnética se propaga em pequenos pulsos de
energia ⇒ FFÓTONSS ⇒ PARTÍCULAS SEM CARGA, MASSA NULA E
COM ENERGIA BEM DEFINIDA.
E = energia do fóton
F= frequência
h = constante de Planck = 6,625.10-34
J.s
A ENERGIA (eV) PROPAGADA PELA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA É DIRETAMENTE
PROPORCIONAL A FREQUÊNCIA DA ONDA
FhE .=

6. Equação:
 h = constante de Planck (6,62 . 10-34 J . s)
 f = freqüência da onda eletromagnética (s-1
); c
= velocidade da luz (3 . 108 m . s-1
);
 l = comprimento de onda da onda
eletromagnética (m);
 e = quantum de energia da onda
eletromagnética (J) e J = joule = unidade de
energia no Sistema Internacional (SI).
FhE .=

7. RELAÇÃO ENTRE COMPRIMENTO DE ONDA, FREQUÊNCIA E
ENERGIA DA REM
λ F ou λ FE E
c = λ x f ⇒ f = c logo E = h . c
λ λ

8. espectro solar
UV R
.4 .6 .8 1um 2 3 4 5 6 8 10um 20 30
próximo médio distante
Comprimento de Onda
Fonte: INPE / SERE
infravermelho
1000.01
A
0.1 1 1nm 1um10010 1mm10010 10 100 1km10 1001m 10
raios
gama
raios X
ultra
violeta
vis.
infravermelho microondas rádio
300
Mhz
30 3
300
Ghz
300
Khz
30 3 30
B G
visível
o espectro eletromagnético
Frequência
EHF SHF UHF VHF HF MF LF VLF
Comprimento de Onda

10. Comp. de Onda (λ) em nm Cor Absorvida Cor Complemento (aparente)
400 – 465 Violeta Verde-amarelo
465 – 482 Azul Amarelo
482 – 487 Azul-esverdeado Alaranjado
487 – 493 Turquesa Verde-alaranjado
493 – 498 Verde-azulado Vermelho
498 – 530 Verde Vermelho-púrpura
530 – 559 Verde-amarelado Púrpuro-avermelhada
559 - 571 Amarelo-verde Púrpura
571 – 576 Amarelo-esverdeado Violeta
576 – 580 Amarelo Azul
580 – 587 Laranja-amarelado Azul
587 – 597 Alaranjado Azul-esverdeado
597 – 617 Laranja-avermelhado Turquesa
617 – 780 Vermelho Turquesa

11. A = abc =
log l0
l1
Para T = 100% = A = 0,000
Para T = 50%Lambert-beer = A = 0,301
Para T = 10% = A = 1,000
c = concentração da espécie química
absorvente
a = constante de absorvidade
l = espessura atravessada pelo feixe
luminoso
I0 = intensidade de luz incidente
I1= intensidade de luz emergente
(transmitida)
T = transmitância
A = absorbância
Lei de Absorção (Lambert-Beer )
A = log (100%)
T%

12. Transmitância - T%
Absorbância - A
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1,00 0,69 0,39 0,220,52 0,30 0,15 0,09 0,04 0,00∞
2 4 6 8 100
∞ 1,69 1,39 1.22 1,09 1,00.
ESCALA DE TRANSMITÂNCIA E ABSORBÂNCIA

13. A
B
C D E F
G
A
B
C D E F G
A - Fonte de REM : W , visível ; W-halogênio, UV ao IV; H ou Deutério, UV remoto
B - Colimador
C - Seleção de λ : Filtro – Fotocolorímetro ; Monocromador - Espectrofotometro
D - Cubeta
E - Célula Fotoelétrica
F - Amplificador
G - Registrador : Analógico ou digital
Fotocolorímetro
Espectrofotômetro

14. FOTOMETRIA PRÁTICAFOTOMETRIA PRÁTICA
1. Identificação de Substâncias ⇔ Curva de absorção
2. Determinação da concentração de Substâncias ⇔ Lei de Lambert-Beer
A =A = εε . C. C
. ε varia com o comprimento de onda (λ ) ⇔ CURVA DE ABSORÇÃO
A
λλ ideal
λ Ideal ⇔ Absorbância Máxima

15. . Determinação do valor de ε ⇔ CURVA DE PADRÃO / CALIBRAÇÃO
a.Solução padrão ⇔ concentração conhecida
b.Diluição do Padrão (concentrações conhecidas)
c.Leituras das diluições no espectrofotometro no λ
Ideal ⇔ Absorbância
d. Traçar a Curva padrão
e. Determinar a tg = ε
C1 C2 C3 C4
A1 A2 A3 A4
A
C
tg =tg = εε

16. Erros Espectrofotométricos
Valor em absorbância 0,2 a 0,7 ou concentração de 20 a 70% de
transmitância - Faixa ideal 0,434 ou 38,4%
-Aferição e calibração para a faixa de transmitância

17. Influências na cor
Fatores que influenciam no desenvolvimento da cor:
-pH;
-Força iônica;
-Estabilidade com respeito ao tempo;
-Estabilidade na atmosfera;
-Temperatura;
-Estado de oxidação do elemento;
-Quantidade de reagentes adicionados;
-Natureza dos íons presentes;
-Especificidade dos reagentes;
- Outras substâncias que podem estar presentes na amostra
desconhecida e causar erros no resultado são classificadas
como interferentes e o controle destes efeitos pode ser obtido
com o uso de agentes inibidores que reagem com as
substâncias interferentes.

18. Equipamentos Fotométricos
Comparador Visual – tubos de Nessler

19. Equipamentos Fotométricos
Espectrofotômetro

20. Instrumento que contém componentes para:
- gerar energia luminosa;
- selecionar um comprimento de onda de luz específico;
- passar o raio de luz através da amostra;
- medir a mudança na intensidade da luz na passagem
pela amostra;
- mostrar a intensidade do sinal em um display.
O aparelho de espectrofotometria tem em seu
interior uma cubeta que ira se tornar parte do sistema
óptico e não deve alterar o raio de luz que passa através
dele, por isso deve-se tomarr alguns cuidados para que
não haja erro na leitura.
Espectrofotômetros

21. Equipamentos Fotométricos
Colorímetro

22. Procedimento Colorimétrico
-Comparação: Amostra / Padrão
-Prova em Branco
-Identificação Fotométrica (identificar substâncias complexas)

23. Conceitos
 A absorbância é usada para converter o sinal
em concentração , mas a transmitância é
mais facilmente medida
 A unidade de medida da lei de Beer é
(M,N,PPM) mas quando se trabalha em
molaridade a absortividade é representada
por ε ( absortividade molar)

24. Como trabalhar
 Os aparelhos sempre lêem a transmitância e
convertem em absorbância ,,ou o analista calcula a
absorbância.
 Construída a curva de absorbância do composto,
localiza-se o ponto mínimo da transmitância que é
o Maximo da absorbância
 Identificado o comprimento de onda mais sensível
podemos construir as curvas de calibração do
composto, sempre com λ max. Com as curvas
construídas podemos determinar a concentração

25. Exemplos
 Dada a tabela abaixo construa um gráfico de
absorbância e transmitância para o
composto

26. Operações e aplicações da
espectrofotometria
 Seqüência de operação de uma
espectrofotômetro
1-Conhecer o funcionamento do equipamento
e o princípio da técnica
2-Seleção do comprimento de onda adequado
3-Construção da Curva analítica
4-Quantificação das amostras

27. Onde errar
 No conhecimento do funcionamento do
equipamento
 Preparação de padrões

28. Espectrofotometro UV e UV-Vis vel�
Espectrofotometros UV e UV-VIS com monitor de cristal liquido e impressora:
- Possibilidade de efetuar varredura (SCAN);
Diferente dos outros instrumentos deste porte possui:
- Impressora acoplada ao mesmo que possibilita impressâo de curva de calibração;
- Software de validação (opcional);
- Garantia da lâmpada de deutério de 1,500 h.
Fabricante CECIL INSTRUMENTS LIMITED

31. Tipo de amostra que pode ser analisada
requisitos
 Estar no estado líquido
 A espécie que vai ser analisada deve
apresentar cor( absorver no comprimento de
onda de trabalho do espectrofotômetro)
 Se incolor mas podendo ser convertida a
uma espécie colorida pela adição de algum
reagente químico
 Caso contrario procure outro método

32. Desvios
 A lei de Beer deveria sempre ter respostas lineares
entre absorbância e a concentração e isto nem
sempre acontece pois ocorrem interação entre os
centros absorventes que passam a interagir entre si
ou com outras espécies presentes no meio.
 Químicos a espécie absorvente está sujeita a
associar-se ou reagir com o solvente.
 Instrumental, na escolha do comprimento de onda
 Equipamento pequenas concentrações não são
notadas por equipamentos de baixa sensibilidade
 Soluções muito concentradas quase toda luz que
entra na cubeta é absorvida
 Escolha do comprimento de onda