fluorescência e estrutura atômica. espectroscopia de fluorescência apresentação modelo...
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Fluorescência e Estrutura Atômica
Fluorescência e Estrutura Atômica
Espectroscopia de Fluorescência
Apresentação Modelo Atômico de Dalton Modelo Atômico de Thomson Modelo Atômico de Rutherford Modelo Atômico de Bohr
Experimento
- Materiais
- Procedimento Discussão Considerações finais Referências Bibliográficas
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Espectroscopia de Fluorescência
A espectroscopia de fluorescência, também chamada espectrofluorometria ou simplesmente fluorometria é um tipo de espectroscopia eletromagnética a qual analisa a fluorescência de uma amostra.
Isto envolve o resultado da absorção de energia radiante e emissão de parte desta energia na forma de luz de baixa energia, normalmente, mas não necessariamente luz visível. A emissão de luz se dá pela excitação de elétrons nas moléculas de certos compostos, normalmente usando luz ultravioleta.
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Espectroscopia de Fluorescência
O seu princípio teórico é que luz emitida ou fluorescência é proporcional à concentração do composto analisado. A forma de luz emitida tem, quase sempre, comprimento de onda maior de que a luz absorvida (lei de Stokes).
É relativamente caro e difícil de manter, muito sensível, permitindo a análise de certos metais por poderem ser transformados em complexos orgânicos associados com íons ou quelatos fluorescentes.
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Espectroscopia de Fluorescência
Exemplos de compostos que são usados em espectroscopia de fluorescência para a formação de quelatos são os corantes fluoresceína e rodamina, assim como seus derivados.
Equipamentos que medem a fluorescência são chamados fluorômetros ou fluorímetros.
É utilizado frequentemente em análises de amostras de alimentos e biológicas na determinação de elementos traço que sejam mais difíceis de analisar por outras técnicas. Um exemplo de um mineral analisado é o selênio.
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Espectroscopia de Fluorescência
Aplicação da Fluorescência dos sólidos e líquidos
Ela tem uma aplicação importante na análise por fluorescência. Numerosos corpos são fluorescentes, mais particularmente na Química Orgânica e mais frequentemente, ainda, entre os produtos naturais provenientes diretamente dos animais e vegetais (graxas, manteiga, óleos, farinhas, produtos alimentares diversos). Examinando sua fluorescência com luz de Wood [luz ultravioleta inicial, próxima do visível] e comparando-os com amostras de tipos conhecidos é geralmente fácil revelar os corpos estranhos, em outras palavras, as fraudes destes produtos.
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Apresentação
Tema: Modelos atômicos
Público alvo: 1° ano do ensino médio – Escola Pública
Conteúdo: Histórico dos modelos atômicos
Fluorescência
Duração: 2 aulas de 50 minutos
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Modelo Atômico de Dalton (Modelo da Bola de Bilhar) - 1808
1. Os átomos são esféricos, maciços, indivisíveis e indestrutíveis.
2. Os átomos de elementos diferentes têm massas diferentes.
3. Os diferentes átomos se combinam em várias proporções, formando novas substâncias.
4. Os átomos não são criados nem destruídos, apenas produzem novas substâncias com diferentes combinações.
John Dalton (1766 - 1844)
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Modelo Atômico de Thomson(Modelo do Pudim de Passas)
J. J. Thomson (1856-1909)
Thomson propôs que o átomo seria uma espécie de bolha gelatinosa, completamente maciça na qual haveria a totalidade da carga POSITIVA homogeneamente distribuída.
O Modelo Atômico de Thomson foi derrubado em 1908 por Ernerst Rutherford.
Incrustada nessa gelatina estariam os Elétrons de carga NEGATIVA.
A Carga total do átomo seria igual a zero.
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Modelo Atômico de Rutherford
Ernest Rutherford, convencido por J. J. Thomson, começa a pesquisar materiais radioativos e, aos 26 anos de idade, notou que havia dois tipos de radiação: Uma positiva (alfa) e outra negativa (beta). Assim, inicia-se o processo para determinação do NOVO MODELO ATÔMICO.
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Ernest Rutherford (1871 - 1937)
Rutherford propôs que o NÚCLEO, conteria toda a massa do átomo, assim como a totalidade da carga positiva (chamadas de PRÓTONS).Os elétrons estariam girando circularmente ao redor desse núcleo, numa região chamada de ELETROSFERA.
Sistema Solar
Surge assim, o ÁTOMO NUCLEAR!
Modelo Planetário
Modelo Atômico de Rutherford
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Estudava espectros de emissão do gás hidrogênio. O gás hidrogênio aprisionado numa ampola submetida a alta diferença de potencial emitia luz vermelha.
Niels Bohr (1885-1962)
Ao passar por um prisma, essa luz se subdividia em diferentes comprimentos de onda e frequência, caracterizando um ESPECTRO LUMINOSO DESCONTÍNUO.
Modelo Atômico de Bohr
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1. A ELETROSFERA está dividida em CAMADAS ou NÍVEIS DE ENERGIA (K, L, M, N, O, P e Q), e os elétrons nessas camadas, apresentam energia constante.
2. Em sua camada de origem (camada estacionária), a energia é constante, mas o elétron pode saltar para uma camada mais externa, sendo que, para tal, é necessário que ele ganhe energia externa.
Modelo Atômico de Bohr - Postulados
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3. Um elétron que saltou para uma camada de maior energia fica instável e tende a voltar a sua camada de origem. Nesta volta, ele devolve a mesma quantidade de energia que havia ganhado para o salto e emite um FÓTON DE LUZ.
Aumentar a energia das orbitais
Um fóton é emitido com energia E = hf
Modelo Atômico de Bohr - Postulados
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Experimento - Materiais
Acetato de etila (ou removedor de esmaltes, mistura de acetona e acetato de etila)
Água tônica
Folhas de vegetais verdes (hortelã ou espinafre)
Sabão em pó
Almofariz e pistilo (ou amassador para caipirinha e copo)
Filtro de papel (pode ser o utilizado para café)
Béqueres de 250 mL (ou copos de vidro)
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Experimento - Materiais
Fonte de excitação UVA: lâmpada de luz negra de 28 W
Material necessário para montagem do dispositivo inclui a lâmpada, soquete, fios de cobre e um interruptor.
Caixa preta
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Procedimento
Triture as folhas verdes usando o almofariz e o pistilo. Adicione a seguir o acetato de etila.
Então, filtre a solução num copo. Em uma sala escura ilumine o filtrado com a luz negra e
observe emissão vermelha.
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Procedimento
Numa sala escura, ilumine com a lâmpada UV-A uma amostra de água tônica e observe a
emissão azul.
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Procedimento
Misturar 1 colher de sopa de sabão em pó em 200 mL de água e coloca-lo sob a lâmpada de
radiação negra.
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Discussão
Emissão de fluorescência em Clorofila:
A clorofila é um pigmento natural encontrado em folhas de vegetais verdes. É esse pigmento que absorve energia luminosa do sol para a fotossíntese, energia esta utilizada pela planta para a síntese de glicose a partir de dióxido de carbono e água:
6CO2(g) + 6H2O(l) → C6H12O6(s) + 6O2(g)
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Discussão
Emissão de fluorescência da água tônica
O ingrediente ativo da água tônica, que lhe confere o sabor amargo, é a quinina, um alcalóide
fluorescente acrescentado à bebida sob a forma de sulfato de quinino.
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Discussão
Emissão de fluorescência do sabão em pó
O que acontece na realidade, é que o sabão em pó contém uma substância fluorescente que
aderem aos tecidos das roupas e como o Sol emite raios ultravioletas, também, então durante
o dia essa substância absorve os raios ultravioletas e emite luz branca.
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Discussão
Perguntas feitas na discussão para os alunos:
1. Por que, sob a luz negra das discotecas (luz UV-A), as roupas brancas parecem brilhar com uma tonalidade azulada?
2. Compare os experimentos realizados com a emissão de luz observada em interruptores elétricos e enfeites de parede.
3. Por que a Ciência necessita de modelos para explicar os fenômenos?
4. Os modelos atômicos de Dalton e Thomson podem explicar o fenômeno da luminescência? Explique.
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Considerações Finais
A interação do ensino teórico e pratico de Química ajuda na consolidação dos conhecimentos adquiridos, na percepção da relação direta entre a química e o meio ambiente e até a desmistificação de que a química é uma ciência somente para pessoas muito inteligentes.
Experimentos simples, econômicos e viáveis podem mostrar conceitos que seriam bem mais difíceis de serem explicados em uma aula expositiva convencional.
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Referências Bibliográficas
• NERY, A. L. P. e FERNANDEZ, C. Fluorescência e Estrutura Atômica: Experimentos Simples para Abordar o Tema. Química Nova na Escola. N° 19, 2004.
• FELTRE, R. Fundamentos de Química: Volume Único. 4ª.ed. São Paulo: Moderna, 2005.
• MORTIMER, E. F.; Machado, A. H. Química para o ensino médio: volume único. São Paulo, Scipione, 2002.
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Fluorescência e Estrutura Atômica
OBRIGADA!