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Análise instrumental - espectroscopia

A espectroscopia mede a interação de substâncias com a radiação eletromagnética. Por meio de interpretações teóricas dos níveis de energia, geralmente baseadas na mecânica quântica, podem-se deduzir informações detalhadas a respeito das estruturas das moléculas ou dos cristais que originam os espectros. Muito simples, não é? Vamos simplificar ainda mais: Cada elemento reage de uma forma quando é submetido a uma radiação ou feixe luminoso. Bom, quando um feixe de radiação (luz branca, por exemplo) incide num meio absorvente, que pode ser uma solução colorida, parte da energia é absorvida pelas moléculas e o feixe emergente possui apenas a energia restante. Diz-se então, que houve “absorção” de radiação. A extensão com que a energia é absorvida pelo meio varia com o comprimento de onda da radiação incidente. Se esta é branca, o feixe emergente será colorido; sendo que a cor aparente da solução é complementar daquela que foi absorvida. Assim, uma solução que absorva na região do azul parecerá amarela, outra que absorva na região do verde parecerá púrpura etc. O conhecimento do comprimento de onda onde há maior absorção é muito importante para a determinação de concentrações.

Mas, como isso tudo ajuda nas análises? Bem, podemos fazer determinações quantitativas de soluções coloridas, através do percentual de absorbância do feixe. Para isso, determinamos qual o comprimento de onda máximo em que uma solução absorva ais intensamente, faz-se uma série de medidas com soluções-padrões, ou seja, de concentração conhecida; acha-se os valores da absorbância de cada uma das amostras e construímos um gráfico do tipo Absorbância x Concentração; onde os valores da concentração estarão no eixo das abcissas, enquanto que os valores da absorbância estarão no eixo das ordenadas. Depois, é só fazer a leitura da absorbância da solução-problema e comparar o resultado com os pontos marcados no gráfico e determinar a sua concentração.

A leitura da absorbância pode ser feita com um fotocolorímetro ou com um espectrofotômetro. A diferença entre eles é que o fotocolorímetro isola apenas uma determinada banda do espectro, enquanto que o espectrofotômetro permite variar o comprimento de onda até achar o comprimento de onda onde há maior absorção; esse aparelho é, portanto, mais preciso que o fotocolorímetro. Para se fazer determinações quantitativas com base na absorção da radiação, usa-se a lei de Beer-Lambert, que pode ser escrita da seguinte forma:

Onde:

T% = Percentual de transmitância do feixe incidido
Pt = Potência radiante transmitida
Po = Potência radiante incidida

Ou, se desejar obter o valor da absorbância:

A = –log T = a . b . c

Onde:

A = Absorbância
a = Índice de absorbância
b = Comprimento da cubeta
c = Concentração da solução