ESPECTROSCOPIA NA LUZ VIS

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ESPECTROSCOPIA NA LUZ VISÍVEL E ULTRAVIOLETA

• Alice Machado Lemos
• Aline Paiva Noble
• Hecson Jesser Segat
• Isabel Daronco Alexandre
• Lauren Pappis
• Letícia Teixeira Nunes
• Louise Vignoles Neves

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ESPECTROSCOPIA NA LUZ VISÍVEL E ULTRAVIOLETA

• Introdução
• ? Método aplicado na determinação de compostos
  inorgânicos e orgânicos, como por exemplo
  identificação de princípios de fármacos e também
  na determinação da concentração dos mesmos.
• ? As amostras analisadas podem estar em
  qualquer estado físico.

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• A região do espectro do ultravioleta é na faixa
  de 200 a 400 nm e a da luz visível é entre 400 e
  800 nm.

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Espectroscopia de Absorção

• É preciso determinar a quantidade de luz que a
  amostra irá absorver, sendo descrito pela Lei de
  Beer-Lambert que é a relação entre a intensidade
  da luz incidida na solução (I0) e a intensidade
  da luz saindo da solução (I).
• -log (I/Io) A ?cl
• A absorbância
• ? absorvidade molecular ou coeficiente de
  extinção
• c concentração do material absorvedor
• l espessura da amostra através da qual a luz
  passa

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Desvios da Lei de Beer-Lambert

• Desvios Químicos
• ? Deslocamento do equilíbrio quando uma amostra
  se dissocia, associa ou reage com um solvente
  para formar um produto que tem espectro de
  absorção diferente da amostra.
• ? Dissociação de complexos excesso ou
  insuficiência de agente complexante.

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Desvios da Lei de Beer-Lambert

• Desvios Instrumentais em soluções muito
  concentradas, as moléculas do soluto influenciam
  umas às outras devido às suas proximidades, pois
  quando ficam muito perto umas das outras, a
  absortividade pode mudar um pouco.

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• A absorção na região da luz depende da estrutura
  eletrônica da molécula.
• Na região do ultravioleta produz modificações da
  energia eletrônica da molécula em consequência de
  transições dos elétrons de valência. Estas
  transições fazem com que o elétrons excitado
  passe do orbital molecular ocupado para o
  primeiro orbital de energia superior.

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Espectrofotômetro

• Instrumento que registra dados de absorbância em
  função do comprimento de onda (?).
• A característica mais importante do
  espectrofotômetro é a seleção de radiações
  monocromáticas.
• O espectro de absorção é característico para cada
  espécie química, sendo possível a identificação
  de uma espécie química através do seu espectro de
  absorção.

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Esquema dos principais componentes de um
espectrofotômetro

• A amostra deve estar em um recipiente (cubeta) de
  quartzo quando a radiação for na região espectral
  do ultravioleta. Quando for na região da luz
  visível usa-se os de vidro por ter uma melhor
  dispersão.
• Os detectores devem ser altamente sensíveis.
• Os dados obtidos pelo detector são enviados para
  um dispositivo de processamento de dados.

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Fontes de Radiação

• As fontes mais comuns baseiam-se na
  incandescência, mas devem atuar em temperaturas
  elevadas para ter uma cobertura apreciável no
  ultravioleta.
• São constituídas por filamentos de materiais que
  são excitados por descargas elétricas com elevada
  voltagem ou aquecimento elétrico.

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Fontes de Radiação

• Condições para uma fonte ser de boa qualidade
  para atuar nessa faixa
• ? gerar radiação contínua
• ? ter intensidade de potência radiante
  suficiente para permitir a sua detecção pelo
  sistema detector
• ? ser estável.
• Além disso deve ter um tempo de vida longo e
  preço baixo.

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Exemplos de Fontes de Exemplos de Fontes de
Radiação

• Lâmpada de filamento de tungstênio
• Lâmpada de quartzo-iodo
• Lâmpada de descarga de hidrogênio ou de deutério
• Lâmpada de cátodo oco e
• Laser

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Monocromadores

• Função seleção do comprimento de onda em que se
  tem interesse para a análise.
• Constituição
• ? fenda de entrada de um elemento de dispersão
  de radiação
• ? fenda de saída
• Tipos
• ? prismático
• ? reticuladores

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Monocromador Prismático

• A radiação policromática vinda da fonte de
  radiação passa pela fenda de entrada e incide
  sobre a face de um prisma, sofrendo um desvio.
• Os vários comprimentos de onda terão diferentes
  direções após a incidência no prisma. Se for
  realizado um ajuste rigorosamente controlado da
  fenda de saída, pode-se selecionar o comprimento
  de onda desejado.

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Monocromador Prismático
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Monocromador Reticular

• O principal elemento dispersante é a rede de
  difração. Essa rede consiste em uma placa
  transparente ou refletora com muitas ranhuras
  paralelas e equidistantes.
• Dispersão resultante desta rede é linear. Os
  vários comprimentos de onda dispersos são
  igualmente espaçados, por isso a fenda de saída
  isolará uma banda de radiação de largura
  constante.
• A resolução é muito mais elevado que os prismas.

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Monocromador Reticular
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Tipos de Espectrofotômetros para a Região Visível
e Ultravioleta

• Espectrofotômetro mono-feixe

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• Etapas
• 1º) Coloca-se o solvente (branco) no caminho
  ótico e mede-se a intensidade da energia
  radiante,que atinge o detector
• 2º) Substitui-se o recipiente com o solvente
  (branco) pelo recipiente com a amostra e faz- se
  a determinação propriamente dita da absorbância.

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• Espectrofotômetros mono-feixe
• - Não são cômodos pois a amostra e o branco
  tem que ser colocados alternadamente no único
  feixe de radiação
• - Não é adequado para medir absorbâncias em
  função do tempo

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Espectrofotômetro mono-feixe
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Espectrofotômetro mono-feixe
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Espectrofotômetro duplo-feixe

• Dois feixes de radiação são formados no espaço,
  por um espelho que divide o feixe vindo do
  monocromador em dois. Um feixe passa através da
  solução referencia (branco) até o transdutor e
  outro, ao mesmo tempo, passa através da amostra
  até o segundo transdutor.
• As duas correntes serão determinadas e mostradas
  no indicador de sinal. Com o auxílio de um
  dispositivo apropriado, calcula-se a diferença de
  transmitância entre os dois feixes, essa
  diferença será mostrada no indicador de sinal
  como absorvância

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Espectrofotômetro duplo-feixe
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Espectrofotômetro duplo-feixe
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Procedimentos Analíticos em Espectrofotometria
Visível em Ultravioleta

• Análise Qualitativa dependendo de quanto de luz
  que a amostra absorver vai determinar qual é a
  espécie, pois o espectro é característico daquela
  determinada espécie química.

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Procedimentos Analíticos em Espectrofotometria
Visível em Ultravioleta

• Análise Quantitativa dependendo da absorbância
  irá determinar a concentração da amostra. A
  condição especial para qualquer determinação
  quantitativa é a observação à Lei de
  Beer-Lambert, mas o controle do pH, as técnicas
  de extração por solventes, o ajuste do estado de
  oxidação, entre outras também são muito
  importantes.

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Espectro de Proteínas

• Espectro é bastante característico.
• São influenciados pelo meio local dependem de
  fenômenos elétricos.
• Mostra a quantidade de hélice-? e folha-?
• Caso a proteína seja desnaturada, a
  espectroscopia será diferente.

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Espectro de Ácidos Nucleicos

• Tem a absorbância menor que a soma das
  absorbâncias dos nucleotídeos individuais
• hipocromicidade e ocorre devido ao
  empilhamento ou alinhamento dos planos paralelos
  das bases.
• Se ocorrer um acréscimo na absorção
  hipercromicidade.
• Serve para determinar se estão estruturados.

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Fluorescência e Fosforescência

• Fluorescência é a emissão de luz associada com
  elétrons que se movem de um estado excitado para
  o estado fundamental.
• Fosforescência é a capacidade que uma espécie
  química tem de emitir luz.
• Importante porque algumas substâncias quando
  sujeitas às radiações ultravioleta emitem luz
  visível.
• As duas são frequentemente muito mais úteis para
  se estudar processos biológicos do que a
  absorbância, por serem consideravelmente mais
  sensíveis, podendo, então, detectar concentrações
  bastante baixas.

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Automação nos Métodos Espectrofotométricos
Utilização

• Os laboratórios que utilizam atualmente esse
  método tem se automatizado com a aplicação da
  computação, informação, robótica, eletrônica e
  tecnologia da engenharia mecânica, com o intuito
  de reduzir os erros nas análises.
• Além disso, as análises são complementadas por
  outros métodos para se ter o máximo de certeza
  possível.

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Motivos para o desenvolvimento desses processos

• Preencher as necessidades dos laboratórios de
  análises clínicas, surgidas com o crescente
  número de análises.
• Aumento do número de espécies químicas a serem
  determinadas no sangue como análise de rotina
• Além da necessidade de diminuir o custo dessas
  análises.

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Vantagens dos métodos instrumentais automatizados

• Maior velocidade no processamento das análises
• Maior confiabilidade dos resultados
• Diminuição das contaminações
• Diminuição na geração de resíduos
• Menor consumo de amostras e reagentes
• Redução de custos