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Espectroscopia na Região do Ultravioleta/Visível
Universidade Federal do ParáInstituto de Tecnologia
Faculdade de Engenharia Química Elementos de Instrumentação Científica
Professor: Davi Brasil
Equipe:Daniel Nascimento dos Santos
Gilmar Nascimento NevesRaimunda Nonata C. e Branco
Belém, 24 de Novembro de 2010.
IntroduçãoA região UV do espectro foi descoberta em 1801 por John
Ritter no transcurso de experiências fotoelétricas no AgCl.
Região do UV-VIS: Comprimento de onda de 200 – 780 ηm.
A espectroscopia de absorção UV-VIS baseia-se na energia de excitação necessária para transição de elétrons entre orbitais moleculares.
Quando dois átomos formam uma molécula, seus orbitais moleculares combinam-se dando lugar a novos orbitais moleculares que alojarão os elétrons.
A espectroscopia de absorção UV-VIS envolve a absorção de luz UV/VIS por uma molécula promovendo o passo de um elétron desde um orbital molecular fundamental a um orbital excitado.
A absorção da radiação UV/ VIS tem por conseqüências:
Excitação dos elétrons
Transições eletrônicas:
“Promoção dos elétrons de valência de um estado menos energético (estado fundamental) para um estado mais
energético (estado excitado).”
Espectro UV/ VIS típico:
Os máximos de absorção devem-se à presença de cromóforos na molécula.
• Alguns cromóforos simples:
Ligações λMax (ηm)
C-C, C-H 150
-O- 185
-N- 195
-S- 195
C=O 290,190
C=C 190
• O espectro de absorção é obtido a partir do monitoramento das intensidades de radiação incidente (I0) e transmitida (I).
• Para caracterizar a absorção usamos a Lei de Lambert–Beer.
Lei de Lambert-Beer
Para medidas de absorção de radiação tem-se:
A Lei de Lambert-Beer permite corrigir a dependência da concentração e outros fatores operacionais ao compararmos compostos distintos.
Partes Constituintes
• Fonte de radiação contínua• Monocromador• Recipiente para amostra• Detector• Registrador
• Cubetas:
• Espectrômetro de feixe simples:
• Espectrômetro de duplo feixe:
Esquema de um espectrofotômetro UV/VIS
• Exemplos de espectrômetros UV-VIS:
Manuseio da Amostra no UV/VIS
• O espectro no UV/VIS de um composto é normalmente obtido em solução ou em fase vapor.
• As células utilizadas na determinação de espectros em solução possuem um caminho óptico que varia de 1 cm até 10 cm.
• Ao preparar-se uma solução, pesa-se cuidadosamente a amostra e transfere-se para um balão volumétrico; completa-se o volume com solvente adequado.
• Muitos solventes são utilizados na região do UV/VIS. Os mais comuns são o cicloexano, o etanol 95% e o 1,4-dioxano.
Características Importantes da Espectroscopia no UV/VIS
• O espectro ultravioleta e visível nos fornece informações limitadas sobre as estruturas químicas de uma substância. Mas, por causa da sensibilidade destas técnicas e do alto grau de precisão e exatidão em suas medidas, elas são empregadas extensivamente em determinações quantitativas.
Características Importantes da Espectroscopia no UV/VIS
• Sensibilidade típica em torno de 10-5 mol.L-1, podendo atingir até 10-7 mol.L-1.
• Seletividade não muito boa.
• Boa exatidão: ~1 – 3%.
• Maior precisão se acoplado à cromatografia.
Características Importantes da Espectroscopia no UV/VIS
• Facilidade na obtenção, tratamento e armazenamento dos dados.
• Ampla aplicação em sistemas orgânicos e inorgânicos.
• Usada em determinações qualitativas e quantitativas.
• É uma das técnicas analíticas mais empregadas, em função do custo relativamente baixo e grande número de aplicações desenvolvidas.
Aplicações da espectrofotometria de UV/VIS
• Análise comparativa de substâncias (problema e padrão).
• Análise de compostos orgânicos e inorgânicos que apresentam ligações duplas e triplas, ligações conjugadas , cromóforos , complexos inorgânicos com metais de transição.
• Em compostos orgânicos que apresentam grupos carbonilas, dienos conjugados , aromáticos , etc.
Aplicações da espectrofotometria de UV/VIS
• Esta técnica é muito usada em laboratórios de controle de qualidade, pesquisa e desenvolvimento de análises clínicas e toxicológicas.
Aplicações Ambientais
• Identificação de substâncias orgânicas (pesticidas) em solo, água, etc.
• Quantificação de compostos orgânicos voláteis (reação de derivatização).
Aplicações na Medicina
• A espectroscopia na região UV-VIS é bastante usada na identificação do princípio ativo de fármacos.
• Princípio ativo: é a substância existente na formulação do medicamento, responsável pelo seu efeito terapêutico.
Aplicações na Indústria Química
• Larga aplicação na indústria química nas análises de águas : potável, caldeiras , resfriamento e na preparação de água desmineralizada, onde se determina principalmente ferro, sulfatos, fosfatos, entre outras.
Exemplo de Aplicação do Método
Desenvolvimento e Validação de um método analítico para a Quantificação por Espectroscopia UV de Captropil em comprimidos de liberação prolongada.
•O captopril, que corresponde ao D-2-metil-3-mercaptopropanol-L-prolina, é um agente anti-hipertensivo ativo oralmente e atua através da inibição competitiva da enzima conversora de angiotensina. Este fármaco demonstra excelente efetividade no tratamento da hipertensão arterial, sendo considerado o medicamento de primeira escolha. Porém, o seu tempo de ação é limitado, apenas de 6 a 8 horas, e necessita ser administrado três vezes ao dia. Portanto, formulações de liberação prolongada desse fármaco vem sendo alvo de constantes pesquisas no intuito de diminuir a frequência de administração do medicamento, facilitando a adesão ao tratamento.
Estrutura do Captropil
Formulações Utilizadas
Validação Analítica
Especificidade Linearidade e Intervalo Exatidão Precisão Robustez
Especificidade
• Este parâmetro é expresso como a capacidade que o método possui de medir exatamente um composto em presença de outros componentes.
Espectro de Absorção do Captropil e Excipientes
Avaliação da Utilização da Espectrofotometria de UV/VIS na Quantificação de Antibióticos em
Extratos de Leite de vaca
• A comercialização da maior parte dos alimentos é precedida de um monitoramento complexo para o controle e eliminação de substâncias nocivas.
Perfil de Fármacos por espectroscopia no Ultravioleta
• Método utilizado em casos de intoxicação.
• A urina é o material orgânico utilizado na análise por geralmente apresentar maior concentração do fármaco.
A espectroscopia UVna prevenção de descargas
não-conformes de águas residuaisindustriais
• Amostras de uma estação de tratamento de águas residuais de um parque de combustíveis foram submetidas a uma análise de componentes principais para caracterização e identificação preliminar de contaminantes.
Funcionamento de um espectrofotômetro UV/VIS
Muito Obrigado!
Referências Bibliográficas
• http://aqumica.blogspot.com/2009/05/espectrofotometria-uv-vis.html, acessado em 5 de Novembro de 2010.
• http://www.uac.pt/~anaseca/pdf_bioquimica/introd_espectrof.pdf, acessado em 5 de Novembro de 2010.
• Silverstein, R. M., Bassler, G. C., Morrill, T. C., Identificação Espectrométrica de Compostos Orgânicos . 5ª ed., LTC.
• Vinadé, Maria Elisabeth do Canto; Vinadé, Elsa Regina do Canto, Métodos Espectroscópicos de Analise Quantitativa, editora UFSM.