Os métodos de análise espectroscópicos óticos baseiam-se na interação da radiação eletromagnética com a matéria. O objetivo de escrever este artigo é informá-lo sobre os conceitos fundamentais de técnicas espectroscópicas comumente usadas

Espectro Eletromagnético

O espectro eletromagnético fornece ao espectroscopista uma grande quantidade de informação. Cada região do espectro eletromagnético é caracterizada por uma gama de frequências ou comprimentos de onda e encontra várias aplicações nas mãos de químicos e físicos. Os comprimentos de onda do espectro eletromagnético variam de dimensões interatómicas (raios gama de alta energia) a vários quilómetros (ondas de rádio)

Técnicas Espectroscópicas

As técnicas espectroscópicas baseiam-se basicamente em três tipos de interações de radiação eletromagnética com a matéria.

• Emissão
• Absorção
• Dispersão

Espectroscopia de Emissão

Os métodos espectroscópicos de emissão baseiam-se na emissão de comprimentos de onda característicos emitidos pelos elementos que constituem a amostra quando animados por energia térmica, elétrica ou radioativa

• ICP – Espectroscopia OES

Uma fonte de plasma a alta temperatura é usada para excitar os elementos constituintes que emitem radiações características de comprimento de onda que podem ser usadas para a estimativa quantitativa da amostra

• Espectroscopia de Fluorescência

Na absorção da luz, a molécula absorvente excita-se e certas espécies que são fotoluminiscentes reemitam a luz absorvida após um atraso de tempo A fluorescência refere-se à reemissão \(10^-^8 a 10^-^9sec)\) enquanto a emissão tardia após minutos, horas ou mesmo dias é referida como fosforescência.

A intensidade da fluorescência é diretamente proporcional à presença de espécies fluorescentes. Algumas substâncias que não são naturalmente fluorescentes podem ser derivadas com moieties fluorescentes para melhorar os limites de deteção.

Espectroscopia de Absorção

A base da espectroscopia de absorção é a medição da absorção de comprimentos de onda específicos por átomos ou moléculas específicos na amostra. As medições de absorção podem ser efetuadas a um comprimento de onda específico ou sobre uma gama de comprimentos de onda para determinaçãos simultâneas.

• UV – Espectroscopia visível

A região 180 – 780nm constitui a região UV – região visível e pode ser utilizada para determinações de espécies atómicas, moleculares ou iónicas. A absorção nesta região resulta de transições electrónicas entre os níveis de eletrões das espécies absorventes.

• Espectroscopia de infravermelhos

A absorção nesta região ocorre de cerca de 25.000 cm-1 (perto de IR) a cerca de 10 cmi-1(muito IR) dependendo da energia de vibração ou rotação das moléculas absorventes. O pré-requisito para a absorção nesta região é a mudança no momento dipólo da molécula absorvente. A área-chave da aplicação é a identificação funcional do grupo de moléculas. FT – O IR substituiu completamente os instrumentos de INFRA dispersores devido à multiplicidade de vantagens oferecidas pela técnica FT IR.

• Turbidimetria

A turbidimetria é utilizada para a determinação de suspensões homogéneas dispersas num meio líquido. A opacidade de tais suspensões é medida a partir da intensidade da luz transmitida. Os métodos turbidimétricos, na melhor das hipóteses, dão uma estimativa aproximada da concentração

• Espectroscopia de raio-X

A radiação de raios-X de alta energia é usada para eliminar eletrões de conchas interiores de átomos que são substituídos por eletrões de conchas exteriores. A energia é emitida como um fotões que é característico para cada elemento
Espectroscopia de dispersão de luz

• Nephelometria

A nephelometria baseia-se no estudo da luz dispersa por uma suspensão homogénea de partículas num meio líquido

• Espectroscopia de Raman

As mudanças de Rama em amostras líquidas resultam da excitação para estados vibracionais mais elevados por radiação incidente. O efeito Raman envolve a dispersão da luz acompanhada pela mudança do comprimento de onda. Raman e espectroscopia de infravermelhos são técnicas complementares, mas Raman tem uma grande vantagem de que amostras aquosas podem ser manuseadas diretamente, uma vez que a água não interfere nas medições de Raman.

• Difração de raio-X

A difração de raios-X não é uma ferramenta de identificação química, mas serve para caracterizar a estrutura atómica e molecular de materiais cristalinos. Medindo os ângulos e intensidades dos raios-X difracados é possível chegar às densidades de eletrões dentro da rede cristalina a partir da qual a distribuição espacial dos átomos dentro da rede cristalina pode ser deduzida.

Em artigos subsequentes serão discutidos grupos de técnicas analíticas semelhantes.

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Fonte