CURSO TÉCNICO SUBSEQUENTE EM QUÍMICA

DOCENTE: Olímpio Silva

DISCENTE: Josilene Leonêz

Daniel Soares

Marília Gabriela

João Maria da Silva

ANALÍSE INSTRUMENTAL

2° ATIVIDADE AVALIATIVA

MACAU

2012

INTRODUÇÃO

A espectroscopia estuda a interação da radiação eletromagnética com a

matéria, sendo um dos seus principais objetivos o estudo dos níveis de energia

de átomos ou moléculas.

Normalmente, as transições eletrônicas são situadas na região do

ultravioleta ou visível, as vibracionais na região do infravermelho e as

rotacionais na região de microondas e, em casos particulares, também na

região do infravermelho longínquo.

OBJETIVO

O intuito do presente trabalho é analisar a espectroscopia de absorção

que usa a região do infravermelho, seu funcionamento e utilização.

JUSTIFICATIVA

A espectroscopia no infravermelho é largamente usada tanto na indústria

quanto na pesquisa científica, pois ela é uma técnica rápida e confiável para

medidas, controle de qualidade e análises dinâmicas. Os instrumentos agora

são pequenos, e podem ser transportados, mesmo para medidas de campo

Daí a importância do estudo da mesma, pois sua utilização atualmente

em analises químicas é largamente utilizada e trazem informações confiáveis e

facilmente traduzidas em gráficos de fácil interpretação, desde que feito com os

conhecimentos necessários na área.

ESTRUTURA DAPESQUISA (DESENVOLVIMENTO),

Em uma molécula, o número de vibrações, a descrição dos modos

vibracionais e sua atividade em cada tipo de espectroscopia vibracional podem

ser previstas a partir da simetria da molécula e da aplicação da teoria de grupo

A condição para que ocorra absorção da radiação infravermelha é que haja

variação do momento de dipolo elétrico da molécula como conseqüência de

seu movimento vibracional ou rotacional (o momento de dipolo é determinado

pela magnitude da diferença de carga e a distância entre dois centros de

carga). Somente nessas circunstâncias, o campo elétrico alternante da

radiação incidente interage com a molécula, originando os espectros. De outra

forma, pode-se dizer que o espectro de absorção no infravermelho tem origem

quando a radiação eletromagnética incidente tem uma componente com

freqüência correspondente a uma transição entre dois níveis vibracionais. A

vibração dos átomos no interior de uma molécula apresenta energia coerente

com a região do espectro eletromagnético correspondente ao infravermelho

(100 a 10000cm-1).

A radiação infravermelha corresponde aproximadamente a parte do

espectro eletromagnético situada entre regiões do visível e das microondas,

sua maior utilização são para compostos orgânicos, que está situada entre

4.000 e 400 cm-1.

Um dos exemplos que a espectrofotometria pode fazer, é a medida

contínua de O2 e CO2 nas vias respiratórias de uma pessoa saudável. O O2 é

detectado pela absorção da radiação ultravioleta no comprimento de onda de

147 nm. O CO2 é detectado pela absorção da radiação infravermelha no

numero de onda de 2,3 X 103 cm-1.

É possível também observarmos uma única molécula de DNA com um

sinalizador molecular. A cadeia de único elo, proveniente do ácido

desoxirribonucléico (DNA) ou do acido ribonucléico (RNA), mostrada na figura

abaixo, pode funcionar como um “sinalizador molecular”. As duas terminações

da molécula encontram-se interligadas por meio de ligações de hidrogênio,

criando uma estrutura em forma de “grampo de cabelo”. Por meio de um

processo químico, uma molécula de um corante fluorescente, F, adicionada a

uma das pontas da cadeia e uma molécula supressora de fluorescência, Q, é

adicionada à outra ponta. Quando a molécula de corante absorve um fóton, a

energia de excitação é transferida de maneira eficiente para a molécula

supressora vizinha, que dissipa essa energia sob a forma de calor, em vez de

luz. Como conseqüência, há pouca fluorescência a partir do sinalizador

molecular. Quando DNA ou RNA complementar é adicionado, ele se liga ao

“grampo de cabelo”, forçando a abertura das pontas da cadeia do sinalizador, o

que afasta a terminação fluorescente da terminação supressora. Agora, o

corante torna-se fluorescente, pois o supressor está muito distante para que

ocorra uma transferência eficiente de energia entre eles. A seqüência

molecular do sinalizador é projetada para se associar a um determinado tipo de

DNA. Quando este DNA complementar é encontrado, ocorre um grande

aumento na fluorescência. O sinalizador “acende”! Os sinalizadores

moleculares estão sendo desenvolvidos para detectar mutações genéticas e

vírus, bem como para analisar sangue e tecidos transplantáveis. A figura

abaixo nos da uma idéia de como funciona o processo.

As aplicações analíticas da espectrofotometria se fundamentam na

proporcionalidade entre a absorvância e a concentração, expressa

analiticamente por meio da Lei de Beer. A absorvância de uma mistura é a

soma das absorbâncias dos componentes individuais presentes na mistura. De

uma maneira simples, podemos determinar a concentração de duas espécies

em uma mistura por cálculos feitos a mão. Para isso, resolvemos um sistema

de duas equações lineares para absorvância em dois comprimentos de onda

diferentes. Este procedimento torna-se mais exato se os dois espectros de

absorção não têm muita superposição.

Outra importante aplicação do infravermelho, mas ainda bem menos

utilizada, é a análise quantitativa de misturas de compostos. Como a

intensidade de uma banda de absorção é proporcional a concentração do

componente que causou esta banda, a quantidade de um composto presente

em uma amostra pode ser determinada através de uma curva de calibração

(intensidade da banda versus concentração) construída a partir de amostras

com concentrações conhecidas do composto em questão.

CONCLUSÃO

Dentre outros processos que a espectrofotometria é utilizada estão,

controle de hemodiálise, titulação espectrofotométrica, o uso em usinas de

açúcar e álcool e até determinação de acido tricloroacético em urina.

Os instrumentos agora são pequenos, e podem ser transportados,

mesmo para medidas de campo. Com a crescente tecnologia em filtragem

computacional e manipulação de resultados, agora as amostras em solução

podem ser medidas com precisão (a água produz uma banda larga de

absorbância na faixa de interesse, o que daria um espectro ilegível sem esse

tratamento computacional). Algumas máquinas até mesmo dirão

automaticamente que substância está sendo analisada a partir de milhares de

espectros de referência armazenados na memória. Com isso, sua aplicação

está presente em nosso cotidiano, na melhoria e qualidade dos de inúmeros

produtos que consumimos.

REFERÊNCIAS.

P. B Amoudse, H. L. Pardue, J. D. Bourland, R. Miller, and L. A. Geddes,

“Breath-by-Breath Determination of O2 and CO2 Based on Nondispersive

Absorption Measurements” , Anal. Chem. 1992, 64, 20.