Aula 2 – Revisão Conceitos Fundamentais
Julio C. J. Silva
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Instituto de Ciências Exatas
Depto. de Química
Juiz de For a, 2013
Tópicos em Métodos Espectroquímicos
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Introdução à Química Espectroscópica: Métodos Óticos, Notas de aula de Energia
Aula 2: conceitos fundamentais de química espectroscópica, especificamente sobre métodos óticos. Aborda conceitos básicos como a matéria, radiação eletromagnética, propriedades ondulatórias, propriedades espectroscópicas e interações da radiação com materiais. Explica o papel da radiação na química e como é tratada como forma de energia discretizada.
Tipologia: Notas de aula
2022
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Aula 2 – Revisão Conceitos Fundamentais
Julio C. J. Silva
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) Instituto de Ciências Exatas Depto. de Química
Juiz de For a, 2013
Tópicos em Métodos Espectroquímicos
1) INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA COM A MATÉRIA
- Métodos espectrométricos a solução da amostra absorve radiação de uma fonte e a quantidade absorvida é relacionada com a concentração da espécie em solução
2) RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA (R.E.)
- A R.E. é uma forma de energia que se propaga no espaço como onda, a enorme velocidade e, em linha reta.
- A R.E. revela caracteriticas ONDULATÓRIAS e CORPUSCULARES
- Os fenômenos óticos: interferência, refração, reflexão, etc. são descritos satisfatoriamente, considerando a R.E. como um movimento ondulatório.
Parâmetros da Onda Eletromagnética
campo
magnético
campo
elétrico
E
M
radiação monocromática plano polarizada
y
x
z
- Comprimento de onda () é distancia linear entre dois máximos ou mínimos de onda
- O tem diversas unidades: micrometros (μm), nanômetro (nm) e Ângstron (A)
- 1 μm = 10-6^ m = 10^4 A = I.V. (I.R)
- 1 nm = 10-9^ m = 10 A = Visível e U.V.
- 1 A = 10-10^ m = 10-8^ cm
- Obs.: o depende do meio onde a onda se propaga
- Sendo a invariante o deve diminuir quando a radiação
(onda) passa do vácuo para um meio material
- O fator segundo o qual a velocidade é reduzida chama-se
índice de refração (n):
n = Cvácuo /Cmeio
- Obs.: na análise espectroscópica o termo mais usado é o
5 ) ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
- É um arranjo ordenado das radiações conforme
seus comprimentos de onda
- O espectro é dividido em várias regiões, de acordo
com: a origem das radiações, as fontes para sua produção e os sensores para detectá-las
The electromagnetic spectrum
“ Sempre que uma solução for colorida seu estará entre
400 e 700 nm”
6) INTERAÇÕES NÃO QUANTIZADAS DA R.E. COM A MATÉRIA
- Reflexão, refração e dispersão: são fenômenos que a química não determina (óticos)
- Refração:
- desvio da radiação quando passa (em ângulo) através da interface entre dois meios transparentes com densidades diferentes devido à diferença de velocidades da radiação nestes meios
- Lei de Snell
6) INTERAÇÕES NÃO QUANTIZADAS DA R.E. COM A MATÉRIA
- Dispersão:
6) INTERAÇÕES NÃO QUANTIZADAS DA R.E. COM A MATÉRIA
- Difração:
7) ABSORÇÃO DA R.E.
- A absorção da R.E. por um meio material é uma interação quantizada que depende da estrutura das espécies atômicas ou moleculares envolvidas
- Quando um feixe de radiação atravessa um meio material, seu vetor campo elétrico (E) atua sobre os átomos, moléculas e íons do meio e certas freqüências são seletivamente absorvidas
7) ABSORÇÃO DA R.E.
- A energia absorvida é fixada por átomos ou moléculas que, sofrendo excitação, passa do estado fundamental para um estado excitado (estado energético superior)
- Átomos, moléculas e íons possuem número limitado de níveis de energéticos
- Ex: Na^11 = 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1
- Para a absorção ocorrer o fóton excitador deve possuir uma energia apropriada: h = E
Onde:
h = energia do fóton
E = Diferença de energia entre o estado fundamental e o estado excitado
- Retorno do elétron do estado excitado através de diferentes processos