importÂncia da calibraÇÃo de espectrofotÔmetros …

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1 IMPORTÂNCIA DA CALIBRAÇÃO DE ESPECTROFOTÔMETROS UV-VIS NAS ANÁLISES QUÍMICAS Debora Emy Fujiy Gonçalves 1 , Elisama Melo da Silva Carvalho 2 , Ana Paula Dornelles de Alvarenga 2 , Juliana Freitas Santos Gomes 2 1 Visomes Comercial Metrológica Ltda. 2 Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) Resumo: Este trabalho descreve a importância da calibração de espectrofotômetros UV-Vis, muito utilizados em laboratórios de análises e indústrias químicas, apresentando o funcionamento do equipamento e a metodologia utilizada na calibração. Por fim, são apresentadas as planilhas de cálculo de incerteza de medição na calibração dos espectrofotômetros com as principais fontes de incerteza detectadas no processo de calibração. Palavras-chave: Espectrofotômetro, calibração, MRC 1. INTRODUÇÃO A espectrofotometria UV-Visível (UV-Vis) é um dos métodos ópticos mais utilizados em laboratório de análises químicas para quantificação de analitos devido à robustez do equipamento, facilidade no manuseio do instrumento, rapidez na obtenção de dados e simplicidade na interpretação dos resultados [1] . Essa técnica óptica é utilizada para identificar substâncias e compostos pelos seus espectros de absorção / transmitância, determinar quantitativamente a concentração de analitos e para monitorar as reações químicas e enzimáticas (cinética química e bioquímica). O espectrofotômetro é um instrumento cuja função é medir e comparar a quantidade de luz (energia radiante) absorvida por uma determinada amostra. Em geral, um espectrofotômetro possui uma fonte estável de radiação, um monocromador (por exemplo, um prisma ou uma grade de difração) para decompor a luz nos seus diversos comprimentos de onda, um seletor do comprimento de onda de interesse (banda espectral), um recipiente para colocar a amostra a ser analisada (cubeta ou tubo de ensaio) e um detector de radiação, que permite uma medida relativa da intensidade da luz. O funcionamento de um espectrofotômetro UV-Vis pode ser observado na Figura 1.

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Page 1: IMPORTÂNCIA DA CALIBRAÇÃO DE ESPECTROFOTÔMETROS …

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IMPORTÂNCIA DA CALIBRAÇÃO DE ESPECTROFOTÔMETROS UV-VIS NAS

ANÁLISES QUÍMICAS

Debora Emy Fujiy Gonçalves1, Elisama Melo da Silva Carvalho

2,

Ana Paula Dornelles de Alvarenga2, Juliana Freitas Santos Gomes

2

1Visomes Comercial Metrológica Ltda.

2Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro)

Resumo: Este trabalho descreve a importância da calibração de espectrofotômetros UV-Vis,

muito utilizados em laboratórios de análises e indústrias químicas, apresentando o

funcionamento do equipamento e a metodologia utilizada na calibração. Por fim, são

apresentadas as planilhas de cálculo de incerteza de medição na calibração dos

espectrofotômetros com as principais fontes de incerteza detectadas no processo de

calibração.

Palavras-chave: Espectrofotômetro, calibração, MRC

1. INTRODUÇÃO

A espectrofotometria UV-Visível (UV-Vis) é um dos métodos ópticos mais

utilizados em laboratório de análises químicas para quantificação de analitos devido à

robustez do equipamento, facilidade no manuseio do instrumento, rapidez na obtenção de

dados e simplicidade na interpretação dos resultados[1]

. Essa técnica óptica é utilizada para

identificar substâncias e compostos pelos seus espectros de absorção / transmitância,

determinar quantitativamente a concentração de analitos e para monitorar as reações químicas

e enzimáticas (cinética química e bioquímica).

O espectrofotômetro é um instrumento cuja função é medir e comparar a quantidade

de luz (energia radiante) absorvida por uma determinada amostra. Em geral, um

espectrofotômetro possui uma fonte estável de radiação, um monocromador (por exemplo, um

prisma ou uma grade de difração) para decompor a luz nos seus diversos comprimentos de

onda, um seletor do comprimento de onda de interesse (banda espectral), um recipiente para

colocar a amostra a ser analisada (cubeta ou tubo de ensaio) e um detector de radiação, que

permite uma medida relativa da intensidade da luz. O funcionamento de um

espectrofotômetro UV-Vis pode ser observado na Figura 1.

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Figura 1 – Funcionamento de um espectrofotômetro

Fonte: Elaboração própria

A medição consiste em comparar a quantidade de radiação emitida pela fonte e a

quantidade da radiação que atinge o detector, ou seja, que foi transmitida pela amostra

analisada. A transmitância é definida como a fração da luz original que passa pela amostra e,

usualmente, é representada na forma de percentual, conforme (1).

( )

onde %T é a transmitância em percentual, Itot é a intensidade total da energia radiante que

atinge a cubeta e It é a intensidade de energia radiante que é detectada (depois de passar pela

cubeta)[2]

.

A medição é dada em percentagem de transmitância, mas muitas vezes ela é

apresentada em absorbância. A absorbância corresponde ao simétrico do logaritmo decimal

do inverso da transmitância, conforme (2), ou seja, é uma medida logarítmica de uma razão de

intensidades luminosas, assim, não possui dimensionalidade.

(

) ( )

A lei de Lambert Beer é uma relação empírica que relaciona a absorção da luz com

as propriedades do material no qual a luz atravessa, cuja equação é dada por (3).

A = a . b . c (3)

onde a é a absortividade molar de um dado composto, em L mol-1

cm-1

, b é o comprimento do

caminho óptico que a luz tem que atravessar na cubeta, em cm, e c é a concentração do

composto absorvente na solução, em mol L-1[2]

. Essa equação é muito utilizada, porque a

absorbância é diretamente proporcional aos outros parâmetros da equação, permitindo

relacionar, para um mesmo analito, a concentração dele com sua absorbância e, assim,

possibilitando determinar quantitativamente substâncias em amostras desconhecidas.

Page 3: IMPORTÂNCIA DA CALIBRAÇÃO DE ESPECTROFOTÔMETROS …

3

Quando uma solução contendo um analito específico é submetida a leituras de

absorbância (ou transmitância) ao longo de um intervalo de comprimentos de onda

eletromagnética, obtêm-se informações referentes à capacidade do analito em absorver a

radiação emitida pela fonte do equipamento. A representação gráfica dos valores de

comprimento de onda () versus absorbância é denominada espectro de absorção (ou espectro

de transmitância – %T). Um exemplo de espectro de absorção está exemplificado na Figura

2. A interação da radiação com a matéria depende da estrutura química dos compostos

químicos, assim, o espectro de absorção é um modo de caracterização que permite conferir

qual o comprimento de onda (ou a faixa dele) que uma dada substância absorve de forma mais

eficaz.

Figura 2 – Espectro de absorção do óxido de hólmio em ácido perclórico

Fonte: Elaboração própria

Devido à sua robustez inerente, há uma tendência em não verificar o desempenho de

espectrofotômetros na rotina de utilização no laboratório. No entanto, a prática analítica e o

atendimento às normas exigem que seu desempenho seja verificado em intervalos regulares.

Para a precisão e exatidão do espectrofotômetro UV-Vis, é essencial que os parâmetros que

influenciam na medição sejam mensurados periodicamente, seguindo os requisitos da Norma

ABNT NBR ISO/IEC 17025:2005, calibrando corretamente o espectrofotômetro e mantendo

a rastreabilidade das medições químicas. Essa tarefa pode ser facilmente realizada caso haja

um bom entendimento das características do equipamento. A calibração periódica requer

medição da precisão do comprimento de onda e da transmitância[3]

.

A avaliação do desempenho de um espectrofotômetro deve ser realizada conforme

documentos, tais como ASTM E275[4]

, ASTM E387[5]

, ASTM E925[6]

, ASTM E958[7]

e

ASTM E1866[8]

, utilizando-se materiais de referência certificados (MRC). A calibração

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periódica de um espectrofotômetro é necessária já que, com o passar do tempo, há desgaste

físico de alguns componentes ópticos do equipamento, possibilitando alterações dos valores

das medições de absorbância e de comprimento de onda, que são as duas escalas de medição

de um espectrofotômetro. Outras características, como a uniformidade das cubetas e o

controle da luz espalhada, também devem ser mensuradas e consideradas para maior exatidão

dos resultados de medição.

A escala de comprimento de onda é utilizada nas análises químicas como escala de

referência para as medições, sendo os parâmetros de medida pré-determinados por

metodologias descritas em normas, como por exemplo o Método 350.2 da EPA, no qual a

análise colorimétrica de amônia é realizada exatamente no comprimento de onda de 425

nm[9]

. Os MRC utilizados para calibração dessa escala possuem alterações na absorbância em

diferentes comprimentos de onda.

A escala fotométrica é muito utilizada pelos laboratórios para traçar curvas analíticas

de diferentes analitos e se descobrir a concentração da amostra desconhecida. Nessa escala,

devem ser utilizados mais de um MRC para determinados comprimento de onda, verificando,

assim, a linearidade da escala de absorbância. Dessa forma, a verificação da confiabilidade

das medições espectrofotométricas pode ser garantida através da calibração e verificação

periódica, levando em consideração todas as fontes de incerteza que influenciam no processo

de medição.

2. OBJETIVO

O objetivo deste artigo é estabelecer alguns requisitos de calibração e verificação de

espectrofotômetros UV-Vis proposto por normas ASTM que atendam a ABNT NBR ISO/IEC

17025:2005 e mostrar a importância da calibração do equipamento antes de sua utilização nas

medições realizadas por laboratórios analíticos.

3. MÉTODOS E MATERIAIS

De acordo com as normas ASTM E275[4]

, ASTM E925[6]

e ASTM E958[7]

, para a

calibração da escala de comprimento de onda na região do UV-VIS, podem ser utilizados os

seguintes materiais:

- MRC de óxido de hólmio em ácido perclórico

- MRC de filtro sólido de hólmio

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- MRC de filtro sólido de didímio

- Cubeta com vapor de benzeno

- Lâmpadas de descarga de baixa pressão contendo mercúrio, cadmio, deutério ou zinco.

Para a calibração da escala fotométrica (transmitância/absorbância) na região do

visível, podem ser utilizados os seguintes materiais:

- MRC de filtro de vidro de densidade neutra (conjunto)

- Sulfato de cobre em ácido sulfúrico

Para a calibração da escala fotométrica (transmitância/absorbância) na região do UV,

podem ser utilizados os seguintes materiais:

- MRC de dicromato de potássio (conjunto)

- MRC de ácido nicotínico (conjunto)

- MRC de filtro de quartzo metalizado

Para a verificação das cubetas, utilizam-se:

- Cubeta de vidro

- Cubeta de quartzo

Na verificação da luz espalhada, os seguintes materiais podem ser utilizados:

- Solução de KCl, NaBr, NaI, KI e Acetona para a região do UV

- Solução de NaNO2 e os filtros sólidos de VG10, OG570, RG610 ou RG780 para a região do

visível

4. RESULTADO E DISCUSSÕES

4.1 Calibração da Escala de Comprimento de Onda

A primeira questão que deve ser abordada é o grau de precisão do comprimento de

onda exigido. Os fatores mais relevantes a se considerar são a largura de banda espectral do

instrumento e o grau de complexidade das características na absorção espectral do material

medido. Dependendo do grau de precisão exigido pelo usuário do equipamento, os padrões de

calibração podem mudar. A calibração da escala de comprimento de onda é o passo mais

importante na avaliação do desempenho de um espectrofotômetro UV-Vis, pois ela afeta

diretamente na localização do pico de absorção no qual se deseja ser analisada a absorbância.

A calibração é realizada medindo artefatos que foram calibrados para o comprimento de onda

em máximos ou mínimos em seus espectros de absorbância.

Page 6: IMPORTÂNCIA DA CALIBRAÇÃO DE ESPECTROFOTÔMETROS …

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Existem alguns fatores que influenciam nos resultados de medição deste parâmetro,

que devem ser considerados pelos usuários para determinar a especificação do equipamento

mais adequado para suas medições, por exemplo, a largura da banda espectral e a velocidade

de varredura[3]

. O aumento da banda espectral pode comprometer a quantidade de picos

identificados no espectro, já que o alargamento da banda espectral tem influência nos pico

individuais, dificultando a localização do mesmo. Pode também atrapalhar na identificação de

picos de absorção próximos no espectro, pois podem acabar se sobrepondo, dificultando a

visualização. Um exemplo de dificuldade de identificação do número de picos no espetro

pode ser observado na Figura 3.

Figura 3 – Comparação dos espectros de transmitância do óxido de hólmio em diferentes larguras de banda

Fonte: Elaboração própria

Outro fator de grande influência para os resultados de medição é a velocidades de

varredura. A velocidade de varredura, quando é aumentada, pode deslocar a posição do pico

de absorbância, gerando maiores erros na escala de comprimento de onda. Um exemplo do

deslocamento do pico de absorção pode ser verificado na Tabela 1.

Tabela 1 – Pico de transmitância da solução de óxido de hólmio em 536 nm obtido com diferentes velocidades

de varredura

Valor certificado do SRM 2034 do NIST 536,42 nm

Vel

oci

da

de

de

va

rred

ura

20 nm/min 536,47 nm

150 nm/min 535,95 nm

300 nm/min 536,80 nm

Fonte: Elaboração própria

Na calibração da escala de comprimento de onda de um espectrofotômetro UV-Vis

são empregados MRC apropriados que apresentam bandas de absorção bem definidas e

resolvidas, em diferentes intervalos de comprimento de onda. A largura de banda espectral e a

velocidade de varredura são selecionadas a fim de melhorar a resolução do espectro e

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encontrar o melhor desempenho do equipamento. Também é importante verificar com o

usuário qual a largura de banda e a velocidade de varredura que ele utiliza em sua rotina para

suas medições, para que a calibração contemple os parâmetros do usuário.

Dentre os diferentes MRC utilizados para calibração do parâmetro de comprimento

de onda, destacam-se os filtros de vidro de didímio e de óxido de hólmio (Figura 4). O filtro

de didímio (uma mistura de praseodímio e neodímio) apresenta um grande número de bandas

de absorção nas regiões espectrais do visível e do infravermelho próximo. Já o filtro sólido de

óxido de hólmio, apresenta picos de absorção mais estreitos na região do UV e do visível.

Figura 4 – Espectro de transmitância do filtro de vidro de didímio (A) e filtro de vidro de óxido de hólmio (B)

Fonte: Elaboração própria

O MRC de óxido de hólmio em ácido perclórico também é muito utilizado na

calibração, pois ele provê linhas mais nítidas e menos dependentes da matriz do que as

matrizes de vidro e disponibiliza um pico de absorção em 241 nm que não é facilmente

mensurável no vidro de hólmio. O espectro de absorção da solução ácida de óxido de hólmio

pôde ser visualizado na Figura 2.

Alguns espectrofotômetros UV-Vis contém um compartimento para lâmpadas de

descarga de baixa pressão. Nesses casos, a verificação do comprimento de onda pode ser

realizada operando as lâmpadas e girando o monocromador para isolar as linhas espectrais

emitidas. Nesse tipo de verificação deve-se utilizar a menor largura de banda espectral que o

equipamento permitir, proporcionando uma alta precisão[10]

. As lâmpadas de descarga de

baixa pressão mais utilizadas são as que contêm mercúrio ou deutério. Os comprimentos de

onda cujas linhas espectrais se destacam estão descritos na Tabela 2 e um exemplo de

espectro de emissão de uma lâmpada de descarga de baixa pressão encontra-se na Figura 5.

As normas ASTM E275[4]

e ASTM E958[7]

indicam o procedimento da realização da

calibração com as lâmpadas de descarga de baixa pressão.

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Tabela 2 – Linhas de emissão do zinco, cádmio, mercúrio e deutério

Elemento Comprimento de

Onda (nm) Elemento

Comprimento de

Onda (nm)

Mercúrio 185,0 Cádmio 467,8

Zinco 213,9 Deutério 486,0

Cádmio 228,8 Mercúrio 579,1

Mercúrio 365,0 Cádmio 643,8

Mercúrio 404,7 Deutério 656,1

Fonte: Elaboração própria com dados da ASTM E958[7]

Figura 5 – Espectro de emissão da lâmpada de mercúrio

Fonte: ASTM E275

[4]

4.2 Calibração da Escala Fotométrica

A calibração da escala fotométrica de absorbância ou transmitância de um

espectrofotômetro UV-Vis é de grande importância. Como a concentração de uma substância

que absorve a radiação UV-Vis usualmente é diretamente proporcional à medida da

absorbância (conforme apresentado pela lei de Lambert Beer em (3)), a linearidade e a

estabilidade da escala fotométrica deve ser confirmada. Uma compreensão adequada de

qualquer desvio da linearidade desta escala é essencial para a calibração do espectrofotômetro

como uma ferramenta analítica para a medição da concentração dos analitos de interesse. Esta

calibração é realizada medindo a absorção de artefatos que foram calibrados para absorbância

ou transmitância em comprimentos de onda especificados. A norma ASTM E925[6]

indica os

comprimentos de onda em que devem ser realizadas as calibrações da escala fotométrica tanto

para a região do visível quanto para a região do UV. No caso da calibração da escala

fotométrica na região do visível, isso pode ser feito com facilidade e precisão empregando-se

MRC cuja absorbância varia pouco com o comprimento de onda[10]

, ou seja, são

espectralmente planos; esses materiais são chamados de filtros de densidade neutra (Figura

6). Para a região do visível ainda há a opção de utilizar soluções de sulfato de cobre de

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diferentes concentrações em 1% de ácido sulfúrico.

Figura 6 – Espectro de transmitância dos filtros de densidade neutra

Fonte: Elaboração própria

No caso de calibração da escala fotométrica na região do UV, geralmente são

utilizadas soluções de dicromato de potássio de diferentes concentrações em meio ácido. Elas

são fornecidas em cubetas seladas ou em ampolas para utilização única. No caso das soluções

de dicromato de potássio, são realizadas as medições em picos e vales do espectro do

composto, conforme pode ser verificado na Figura 7.

Figura 7 – Espectro das soluções de dicromato de potássio em diferentes concentrações

Fonte: Elaboração própria

Filtros sólidos de quartzo metalizado podem ser utilizados como uma opção para a

calibração da escala fotométrica na região do UV, porém eles funcionam de forma diferente

dos demais filtros. Os filtros de quartzo metalizado refletem a radiação ao invés de absorver,

as camadas finamente depositadas das ligas metalizadas são utilizadas como superfície

refletora. Sendo assim, alguns cuidados particulares devem ser tomados referentes à luz

espalhada isocromática, já que há uma probabilidade desses filtros ocasionarem luz espalhada,

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10

especialmente nos instrumentos utilizados em análise de rotina. Esses filtros também podem

ocasionar reflexões múltiplas entre o filtro e os outros componentes, além de serem mais

vulneráveis de arranhões e às vezes terem problemas a respeito da não homogeneidade

espacial. Apesar disso, os filtros têm demonstrado estabilidade e aplicabilidade na faixa do

UV[11]

.

Além da calibração com MRC, é necessário realizar verificações de alguns fatores

que influenciam significativamente nessa escala, como, por exemplo, a luz espalhada (que

será abordada no item 4.4), o ruído, a estabilidade e a linearidade fotométrica[3]

. Caso não

sejam verificadas e consideradas, essas influências podem alterar os valores medidos de

absorbância, gerando resultados incorretos. A norma ASTM E1866[8]

prevê os testes para

verificação da estabilidade, linearidade e ruído fotométrico.

A estabilidade fotométrica é um parâmetro que indica quão estável um

espectrofotômetro é em um determinado tempo. A estabilidade a curto e longo prazo é

determinada, principalmente, pelos elementos na construção do equipamento.

A linearidade fotométrica determina a precisão dos instrumentos na medição de

absorção a partir do aumento da concentração. Problemas na linearidade do espectrofotômetro

podem produzir resultados incorretos. Ela pode ser expressa como um coeficiente de

correlação gerado a partir de dados experimentais, ou seja, é a relação linear entre a potência

radiante incidente no detector do instrumento e outra quantidade medida do sistema.

O ruído fotométrico é causado pelas flutuações na velocidade que os fótons da

radiação das lâmpadas incidem no detector. O sinal de saída de um instrumento analítico

flutua de uma forma aleatória, essas flutuações limitam a precisão do instrumento e

representam o resultado de um grande número de variáveis incontroláveis do instrumento e do

sistema químico em estudo. O termo ruído é empregado para descrever essas flutuações e

cada variável não-controlada é uma fonte de ruído. Fontes comuns de ruído incluem:

vibrações, interferência da rede elétrica, variações de temperatura, flutuação de frequência ou

voltagem nas fontes de alimentação e incidência aleatória de fótons no detector. O ruído

fotométrico é a medida da relação sinal/ruído do instrumento. O teste é realizado em função

do tempo, determinando a variação da absorção em para um comprimento de onda fixo.

4.3 Verificação das Cubetas

Erros de medição podem ser gerados pelas mais diversas fontes. No caso da

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espectrofotometria, uma delas pode ser a cubeta de medição utilizada para as análises. Caso

haja algum problema nesse item, haverá erros de medição na escala fotométrica. Desvios nas

medidas de absorbância podem ocorrer caso as cubetas estejam sujas ou riscadas. Os erros

podem aumentar se os comprimentos das cubetas (caminho óptico) forem diferente do

especificado, se as paredes das cubetas não forem paralelas, ou ainda se houver diferenças na

espessura das paredes.

É importante que haja cuidado no manuseio das cubetas, para sempre mantê-las

limpas e adequadas ao uso. Durante a limpeza das mesmas, é importante retirar todo o resíduo

de amostras anteriores, utilizando solventes adequados e evitando o uso de agentes corrosivos.

Cuidados para não riscar nem arranhar as paredes devem ser empregados e elas devem ser

manuseadas corretamente: existe local adequado para segurá-las (lateral) e não deixar

impressões digitais nem gordura das mãos. Quando é necessário utilizar-se de uma cubeta de

referência com o branco de medição, é importante que sejam escolhidas cubetas com valores

próximos de absorção para compensar perdas de potência da radiação incidente por reflexão e

espalhamento.

O material da qual a cubeta é feita também poderá ter um impacto nas medições

dependendo da região do espectro UV-Vis de interesse. O vidro absorve a radiação com mais

alta em energia a partir de cerca de 300 nm; portanto, se a amostra absorver no UV, uma

cubeta de quartzo deverá ser empregada (e não a de vidro), pois o corte de absorbância é de

cerca de 160 nm para o quartzo (Figura 8).

Figura 8 – Espectro de transmitância do vidro, acrílico, quartzo e sílica

Fonte: http://www.ufrgs.br/leo/site_espec/cubetas.html

Para os usuários de espectrofotômetro UV-Vis, é importante que as cubetas sejam

Page 12: IMPORTÂNCIA DA CALIBRAÇÃO DE ESPECTROFOTÔMETROS …

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verificadas regularmente e uma verificação usual é medir a transmitância das cubetas

preenchidas com água, tendo como referência o ar. As medições devem ser realizadas

- para cubetas de vidro, em 356 nm e 650 nm

- para cubetas de quartzo, em 220 nm e 240 nm

e a transmitância medida deve ser maior que 0,85 no menor comprimento de onda e maior que

0,88 no maior comprimento de onda[10]

.

4.4 Controle da Luz Espalhada

A luz espalhada, também conhecida como luz dispersa ou espúria, é a dispersão de

luz indesejada que alcança o detector. A luz espalhada pode ser categorizada em dois tipos: a

heterocromática e a isocromática e os dois tipos devem ser avaliados. A norma ASTM E387[5]

prevê os testes necessários para avaliação da luz espalhada. A luz espalhada heterocromática é

aquela que a luz do monocromador de comprimentos de onda diferentes do selecionado passa

pela amostra e é detectada pelo detector. Já a luz espalhada isocromática é a luz do

comprimento de onda selecionado que é disperso no feixe que sai da câmara de amostra sem

passar pela amostra. A Figura 9 ilustra as duas categorias de luz espalhada.

Figura 9 – Tipos de luz espalhada

Fonte: Elaboração própria

A luz espalhada heterocromática ocorre quando o detector não consegue diferenciar a

luz incidente e a luz dispersa na amostra, juntando os dois sinais e gerando, assim, indicações

erradas. Esse comportamento depende também tanto da sensibilidade do detector quanto da

distribuição espectral da fonte. A luz espalhada heterocromática tem a tendência de aumentar

com o passar do tempo do equipamento e frequentemente não é verificada nem suspeita,

Page 13: IMPORTÂNCIA DA CALIBRAÇÃO DE ESPECTROFOTÔMETROS …

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sendo uma das razões para ser medida periodicamente. O valor da quantidade de luz

espalhada heterocromática pode ser avaliado usando filtros de corte, exemplificados na

Tabela 3.

Tabela 3 – Filtros de corte para avaliação da luz espalhada heterocromática

Filtro Comprimento de

onda de corte Filtro

Comprimento de

onda de corte

KCl 12 g/L 200 nm NaNO2 50 g/L 385 nm

NaBr 10 g/L 223 nm VG10 400 nm

NaI 10 g/L 259 nm OG570 500 nm

KI 10 g/L 259 nm RG610 550 nm

Acetona 325 nm RG780 700 nm

Fonte: Elaboração própria com dados da ASTM E387[5]

e Clare,2005[10]

A luz espalhada isocromática ocorre quando há reflexão das radiações dentro do

compartimento de amostra do espectrofotômetro. Ela pode ser quantificada com um simples

teste na qual é quantificado o valor detectado quando se insere um bloqueador no

compartimento de cubeta que absorve totalmente a radiação e se compara com o valor obtido

quando o bloqueador é colocado na saída do compartimento de amostra, conforme ilustrado

na Figura 10.

Figura 10 – Teste para quantificação da luz espalhada isocromática

Fonte: Elaboração própria

4.5 Estimativa da Incerteza de Medição

A planilha de cálculo da estimativa da incerteza de medição para a calibração da escala de

comprimento de onda do espectrofotômetro UV-Vis pode ser verificada na Tabela 4 e para a

calibração da escala fotométrica do espectrofotômetro UV-Vis pode ser verificada na Tabela

5.

Page 14: IMPORTÂNCIA DA CALIBRAÇÃO DE ESPECTROFOTÔMETROS …

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Tabela 4 – Planilha de estimativa da incerteza de medição na calibração da escala de comprimento de onda do

espectrofotômetro UV-Vis

Fonte de Incerteza Tipo da

Incerteza

Distribuição de

Probabilidade

Unidade de

Entrada

Coeficiente de

Sensibilidade

Unidade

de Saída

Graus de

Liberdade

Largura da Banda

Espectral A Normal nm 1,00 nm *n – 1

Velocidade de

Varredura A Normal nm 1,00 nm *n – 1

Lâmpada de

Deutério A Normal nm 1,00 nm *n – 1

Reprodutibilidade B Retangular nm 1,00 nm Infinito

Rastreabilidade

do MRC B Normal nm k (certificado) nm

Veff

(certificado)

Resolução do

Equipamento B Retangular nm 1,00 nm Infinito

Legenda: * n = número de medições

Fonte: Elaboração própria

Tabela 5 – Planilha de incerteza de medição na calibração da escala fotométrica do espectrofotômetro UV-Vis

Fonte de Incerteza Tipo da

Incerteza

Distribuição de

Probabilidade

Unidade de

Entrada

Coeficiente de

Sensibilidade

Unidade

de Saída

Graus de

Liberdade

Comprimento de

onda A Normal nm Ci %T Veff

Repetibilidade A Normal %T 1,00 %T *n – 1

Estabilidade

fotométrica A Normal %T 1,00 %T *n – 1

Reprodutibilidade B Retangular %T 1,00 %T Infinito

Rastreabilidade

do MRC B Normal %T k (certificado) %T

Veff

(certificado)

Resolução do

Equipamento B Retangular %T 1,00 %T Infinito

Luz espalhada

heterocromática A Normal %T 1,00 %T *n – 1

Luz espalhada

isocromática A Normal %T 1,00 %T *n – 1

Legenda: Ci = depende de cada tipo de filtro ; * n = número de medições

Fonte: Elaboração própria

5. CONCLUSÕES

Este trabalho apresentou a importância da calibração e verificação periódica do

espectrofotômetro UV-Vis, além uma revisão dos principais fatores a serem considerados na

verificação de seu desempenho e as principais fontes de incerteza a serem consideradas no

cálculo de incerteza da calibração do equipamento. Apresentou também as normas envolvidas

que descrevem a caracterização periódica do instrumento (ASTM E925), os ensaios de

performance que devem ser realizados (ASTM E1866), as estimativas das luzes espalhadas

(ASTM E387) e os parâmetros que influenciam as medições (ASTM E275).

Page 15: IMPORTÂNCIA DA CALIBRAÇÃO DE ESPECTROFOTÔMETROS …

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Referências Bibliográficas:

[1] Galo, A.L e Colombo, M.F. “Espectrofotometria de longo caminho óptico em

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