Download - Fotometria
Métodos fotométricos
Química Analítica Quantitativa
Tec. Integrado em Química
Profa: Alécia Maria Gonçalves
FOTOMETRIAFOTOMETRIA
Análise de amostras
Quantitativo
Qualitativo
Métodos físicos
Métodos químicos
Ópticos
Elétricos
MÉTODOS DE ANÁLISEMÉTODOS DE ANÁLISE
Conceito : propagação de energia
Classificação: (a) CORPUSCULAR
(b) ELETROMAGNÉTICA
RADIAÇÕES
ELETROMAGNÉTICA (REM):
Ondas de rádio, Microondas, ultravioleta, vísivel, infravermelho,Raios X, Raios gama ().
Características: ausência de massa e carga; origem atômica ou nuclear.
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
crista
vale
a
•Frequência (f): Número de oscilações por unidade de tempo. Unidade : 1/s ou s-1 = 1 Hertz
Velocidade de propagação:
λ.fvT
λv
t
sv
Unidade: m/s ou m.s-1
T
1f
tempo
oscilaçõesf
•Comprimento de onda () : 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
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 .
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 .
RELAÇÃO ENTRE COMPRIMENTO DE ONDA, FREQUÊNCIA E ENERGIA DA REM
F ou FE E
c = x f f = c logo E = h . c
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
1000.01A
0.1 1 1nm 1um10010 1mm10010 10 100 1km10 1001m 10
raiosgama
raios X ultravioleta
vis.
infravermelho microondas rádio
300Mhz
30 3300Ghz
300Khz
30 3 30
B G
visível
o espectro eletromagnético
Frequência
EHF SHF UHF VHF HF MF LF VLF
Comprimento de Onda
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
A = abc = log l0
l1
Para T = 100% = A = 0,000Para T = 50%Lambert-beer = A = 0,301Para T = 10% = A = 1,000
c = concentração da espécie química absorventea = constante de absorvidadel = espessura atravessada pelo feixe luminosoI0 = intensidade de luz incidenteI1= intensidade de luz emergente (transmitida)T = transmitânciaA = absorbância
Lei de Absorção (Lambert-Beer )
A = log (100%) T%
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 10 0
1,69 1,39 1.22 1,09 1,00.
ESCALA DE TRANSMITÂNCIA E ABSORBÂNCIA
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 remotoB - ColimadorC - Seleção de : Filtro – Fotocolorímetro ; Monocromador - EspectrofotometroD - CubetaE - Célula FotoelétricaF - AmplificadorG - Registrador : Analógico ou digital
Fotocolorímetro
Espectrofotômetro
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 ( ) CURVA DE ABSORÇÃO
A
ideal
Ideal Absorbância Máxima
. 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 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
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
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.
Equipamentos Fotométricos
Comparador Visual – tubos de Nessler
Equipamentos Fotométricos
Espectrofotômetro
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 passagempela 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
Equipamentos Fotométricos
Colorímetro
Procedimento Colorimétrico
-Comparação: Amostra / Padrão-Prova em Branco-Identificação Fotométrica (identificar substâncias complexas)
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)
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
Exemplos
Dada a tabela abaixo construa um gráfico de absorbância e transmitância para o composto
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
Onde errar
No conhecimento do funcionamento do equipamento
Preparação de padrões
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
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
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