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-BeerPara 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.