Espectroscopia(s)
• Lei
de Beer
• Absorção UV - Vis.
• Luminiscencia UV - Vis.
• InfraVermelho
• N.M.R.
ENERGIAS
Unit
Equivalent measurements, comments
A wavelength of energy that is also called a reciprocal centimeter.
Wavenumber Wavenumbers are obtained when frequency is expressed in Hertz and the speed
(cm-1)
of light is expressed in cm/s. This unit is commonly used in infrared
spectroscopy.
Kilojoules
per mole
(kJ/mol,
kJ.mol-1)
A Joule, J, is the SI unit of energy and is defined as one kg.m2/s2. The prefix
"kilo" means 1,000, so one kJ = 1,000 J. As the energies associated with a
single molecule or atom are quite small, we often find it easier to discuss the
energy found in one mole of the substance, hence "per mole". To get the energy
for one molecule, divide kJ/mol by Avogadro's number, 6.022 x 1023.
Hertz
(s-1, Hz, /s)
A Hertz is a unit of frequency defined as a reciprocal second, s-1. For example,
AC current cycles polarity 60 times per second, so we could call this 60 Hz =
60 s-1. Human hearing has a frequency range from a few hundred Hz up to
approximately 20,000 Hz.
Electron Volt
(eV)
The electron volt is the energy that we would give an electron if it were
accelerated by a one volt potential difference. 1 eV = 1.602 x 10-19 J. This term
is most often used by physicists and electrochemists.
ENERGIAS
λ comprimento de onda
c é a velocidade da luz no vácuo
h = cte de Planck
Por ex.
Wavelength 6330 Å
Frequency
4.73995× 1014 Hz
Energy
1.9626777 eV
ENERGIAS
ENERGIAS
Sun (6000 C) = max wavelength is in visible part of spectrum
7% ultraviolet
44% visible
37% near infrared
11% far infrared
Earth (15 C) = max wavelength is in infrared part of spectrum
100% infrared
ENERGIA Solar
Energy dispersive x-ray spectroscopy
- EDS
Raios-X
-70 - 130 eV (177-93 Å)
Energy dispersive x-ray spectroscopy
- EDS
Na microscopia TEM
XPS - UPS
X-ray Photoelectron
Spectroscopy
(XPS)
Ultraviolet Photoelectron
Spectroscopy
(UPS)
-using soft x-ray (200-2000 eV)
(62 -6 Å) radiation to examine
core-levels.
- using vacuum UV (10-45 eV)
(1242-276 Å) radiation to examine
valence levels.
2000 eV  6.2 Å
200 eV  62 Å
10 eV  1242 Å
45 eV  276 Å
XPS
XPS mede estados de oxidação
UV - Vis
UV - Luminescência
Medidas UV
IV - Infra-Vermelho
Região
 (mm)
Número de onda (cm-1)
Near
Middle
Far
0.78 - 2.5
2.5 - 50
50 -1000
12800 - 4000
4000 - 200
200 - 10
A região mais uitilizada abrange a faixa 4000 - 670cm-1.
http://www.wooster.edu/chemistry/is/brubaker/ir/default.html
IR
Infrared spectroscopy became popular as an
analytical tool for the synthetic rubber
program of World War II. At the time,
synthetic rubber was synthesized by
polymerizing butadiene, so a reliable way
of assessing the concentration and purity
of butadiene was necessary for consistent
yields. IR spectroscopy fit the bill perfectly.
Infrared spectroscopy probes the molecular
vibrations of molecules. Light of different
energies (or frequency, represented by
wavenumbers in the spectrum above) is
directed through a sample.
When a particular energy (or frequency)
of light matches a vibrational frequency
of the molecule, the molecule absorbs the
light and vibrates. A detector monitors the light intensity at each frequency over the entire spectrum.
When the sample absorbs light, less light passes to the detector, resulting in a lower percent
transmission, or a peak in the infrared spectrum. Peaks in an infrared spectrum are upside-down
compared to other forms of spectroscopy to convey that the peak is a decreased intensity, or
absorbance of light.
The region of an infrared spectrum below approximately 1600 wavenumbers is known as the
fingerprint region.
Espectrômetros IR
RMN
Ressonância Magnética Nuclear
R
H–C–H
R’
R
R
H–C–H
H–C–H
R’
R’
R
R
H–C–H
H–C–H
H
H
R
H–C–H
H
R
H–C–H
H
Espectrometrias de
•Emissão
•Absorção
•Espalhamento
NMR (19F, 1H, 12C, ….)
NIR,
Raman
UV
Fluorescência
Electron Energy Loss (EELS),
Difração de raios-X
Espalhamento de raios-X
LNLS
Laboratório Nacional de Luz Síncrotron
LNLS
• Linhas de Luz
D03B - CPR
D06A - DXAS
D11A - SAXS
D08A - SGM
D04A - SXS
D05A - TGM
D04B - XAS
D12A - XRD1
D10A - XRD2
D10B - XPD
D09B - XRF
D06B - XRL
• Microscopia Eletrônica
• Microscopia de Força Atômica e
Tunelamento
• Espectrometros RMN
• Espectrometria de Massas
• Laboratórios de Apoio
• Microfabricação
LNLS
• Beer
• Transmitância T = P/P0
• Transmitância % T% = 100 T
• Absorbância A = log10 P0/P
= log10 1/T
= - log10 T
= log10 100/T%
= 2 - log10 T%
•T = P/P0 , T% = 100 T
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
• A = log10 P0/P
T
A
P0 = 100
0
20
40
60
P
80
100
2
T
A
•T = P/P0 , T% = 100 T
P0 = 100
1
• A = log10 P0/P
9
T
A
P0 = 100
6
0
0
20
40
60
P
80
100
3
0
1E-6
1E-5
1E-4
1E-3
0,01
P
0,1
1
10
100
Lei de Beer-Lambert:
A=bc
 : coef. de absorção molar em L mol-1 cm-1
b : comprimento do percurso da luz em cm.
c : concentração do composto em solução em mol L-1
Path length / cm 0 0.2 0.4 0.6 0.8
1.0
%T
100 50 25 12.5 6.25 3.125
Absorbance
0 0.3 0.6 0.9 1.2
1.5
T% = 100 P /P0 = e -bc
Lei de Beer-Lambert:
A=bc
 : coef. de absorção molar em L mol-1 cm-1
b : comprimento do percurso da luz em cm.
c : concentração do composto em solução em mol L-1
T% = 100 P /P0 = e -bc
Espectro de absorção de um material X:
A
400
500
600
700
 (nm)
Concentrações
Note que a Lei não é seguida para
concentrações altas.
(Não vamos estudar isso aquí.)
P&R
1. Qual das seguintes relações entre absorbância e %Transmitância é incorreta ?
a) A = log10 100 / %T
b) A = 2 - log10 %T
c) A = log10 1 / %T
2. Na equação A = bc, qua a qua a grandza rprsntada por "" ?
a) Absorbtividade
b) Absorbtividade Molar
c) Comrpimento do caminho ótico
3. Por que é preferível usar absorbância como medida dee absorção em vez de %
Transmitância?
a) Porque %T não pode ser tão acuradamente medida quanto a absorbância
b) Porque %T depende da potência da radiação incidente
c) Porque absorbância á proporcional á concentração do soluto, enquanto %T não é.
4. Um compósito com alta absorvitividade molar tem maior ou menor limite dee detecção
do que um outro compósito com baixa absorvitividade molar?
Laboratório
Objetivos Primários
• Entender os métodos de análise:
Espectrofotometria
Refratometria
• Caracterizar substâncias
• Propagar Desvios, estimar erros instrumentais, comparar ambos.
•Apresentar os dados das medições de uma forma CLARA e CORRETA.
Materiais & Métodos:
• Duas Soluções: T vs.  (Lambda)
• Gráfico(s)
• 1 solução:
10 concentrações (diluição 100% --> 10%)
• Graficos
• Tabelas, desvios, etc
• Concentrtação a partir de Refratometria