Classificação e Fundamentos dos Métodos Ópticos

Classificação dos Métodos Ópticos

Os métodos ópticos são divididos em técnicas não espectroscópicas (como refratometria e polarimetria) e técnicas espectroscópicas (UV-Vis, absorção atômica, espectrofotometria e fotometria de chama).

Métodos Espectrofotométricos

Também conhecidos como métodos por absorção de emissões ou absortometria. A luz eletromagnética possui um caráter corpuscular e de onda. A luz é dividida em diferentes comprimentos de onda, dispostos no que chamamos de espectro eletromagnético.

A constituição da onda consiste em dois campos, um elétrico e um magnético, que se cruzam em ângulos retos entre si e na direção de propagação. A velocidade de propagação da onda no vácuo é de 3x10¹⁰ cm/seg. Esta velocidade não se altera, exceto quando a onda se propaga através de um meio que causa a sua dispersão.

Exemplos de dispersão incluem o fenômeno da decomposição da luz visível em cores diferentes quando um feixe de luz solar atravessa um prisma de vidro, permitindo observar o espectro de massa.

Quanta e Processos de Emissão

Os quanta são unidades de energia fixas e definidas de energia radiante. No processo de emissão, átomos ou moléculas podem ser levados a níveis de energia superiores através de quantidades determinadas de energia. Ao entrarem em um estado de equilíbrio instável, tendem a liberar o excesso de energia na forma de radiação, constituindo o espectro de emissão da substância.

Espectro de Absorção e Níveis Energéticos

O espectro de absorção ocorre quando a energia radiante comunicada à substância faz com que átomos ou moléculas atinjam um novo estado estável, desaparecendo uma parcela da energia incidente de mesma frequência. Os níveis energéticos envolvidos são eletrônicos, vibracionais e rotacionais; para causar alterações em cada nível, são necessárias diferentes quantidades de energia.

Cromóforos, Auxocromos e Efeitos de Absorção

• Cromóforo: Grupo responsável pela cor e pela absorção de luz em uma molécula.
• Efeito Batocrômico: Deslocamento da absorção máxima para o vermelho.
• Efeito Hipercrômico: Aumento da intensidade da absorção.
• Efeito Hipsocrômico: Deslocamento da absorção para o azul.
• Efeito Hipocrômico: Diminuição da intensidade da absorção.
• Auxocromos: Grupos que aumentam o poder do cromóforo ao facilitar a mobilidade dos elétrons, embora não absorvam luz por si sós.

Lei de Beer-Lambert

Quando a radiação atinge um corpo transparente, parte é refletida, parte é absorvida e o restante atravessa o corpo, podendo também ser dispersada ou produzir fluorescência. A Lei de Beer estabelece uma proporcionalidade direta entre a absorbância e a concentração de uma solução.

Causas de descumprimento da Lei de Beer:

• Uso de solventes que absorvem na mesma zona que o soluto.
• Interações soluto-solvente (polares ou apolares).
• Altas concentrações.
• Modificações por temperatura, pH ou potencial redox.

Requisitos da Radiação em Espectrofotometria

A fonte de radiação deve reunir os seguintes requisitos básicos:

1. Proporcionar intensidade suficiente para medição e detecção precisas.
2. Produzir uma interação contínua (emitir todos os comprimentos de onda na região de estudo).
3. Emitir uma corrente constante ao longo do tempo.