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16nov/11

SPECTRODENSITOMETRIA

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O que é Spectrofotometria?

A medição dos diferentes comprimentos e absorção de onda da luz

O spectro visível

O spectro visível

Usando um spectrofotômetro para determinar a quantidade de absorção de um comprimento de onda da luz por uma amostra pode gerar importantes e profundas observações sobre suas características.

As características físicas de muitos compostos com exceção de sua massa, estrutura cristalina e outros recursos podem incluir a capacidade de absorver a luz de comprimentos de onda específicos. Medidas de como a luz, do ultravioleta até o infravermelho, é absorvido por amostras pode ser realizada utilizando-se instrumentos conhecidos como spectrofotômetros. Estes instrumentos são usados para medições importantes todos os dias em laboratórios de todo o mundo.

Comprimentos de onda da luz

Cores do espectro visível
Cor Comprimento de onda Frequência
vermelho ~ 625-740 nm ~ 480-405 THz
laranja ~ 590-625 nm ~ 510-480 THz
amarelo ~ 565-590 nm ~ 530-510 THz
verde ~ 500-565 nm ~ 600-530 THz
ciano ~ 485-500 nm ~ 620-600 THz
azul ~ 440-485 nm ~ 680-620 THz
violeta ~ 380-440 nm ~ 790-680 THz

O spectro de luz visível, que é a parte do spectro eletromagnético que o olho humano pode perceber como a luz de cores específicas, varia do violeta ao vermelho. Muitos alunos, em países de língua inglesa, aprendem o spectro visível com o auxílio da memória "ROY G. BIV". Isso se traduz em vermelho (Red), laranja (Orange), amarelo (Yellow), verde (Green), azul (Blue), anil (Indigo) e violeta (Violet). Os comprimentos de onda da luz que são percebidos como essas cores específicas estão há cerca de 620-700 nanômetros (nm) para o vermelho, até cerca de 380 a 450 nm para o violeta. Além do vermelho temos o que é conhecido como infravermelho (comprimento de onda de 750 nm maior) e abaixo do violeta é a radiação ultravioleta (comprimentos de onda mais curto do que cerca de 350 nm).

Absorção de determinados comprimentos de onda da luz

Quase todo o material existente absorve a luz de um comprimento de onda ou de outra. O sumo de maçã é dourado porque absorve luz de comprimentos de onda específicos e deixa outros comprimentos de onda da luz passar sem os afetar. Outros materiais em laboratório tem o mesmo comportamento, pois eles absorvem a luz de um comprimento de onda e não absorvem a luz de um comprimento de onda diferente. A absorção de determinados comprimentos de onda da luz pode ser medida usando um spectrofotômetro.

Comprimento de onda das cores do spectro

Comprimento de onda das cores do spectro sob luz do dia

Todas as substâncias, cujo átomos se encontram em estados excitados, irradiam ondas luminosas, cuja energia, de determinado modo, está distribuída segundo o comprimento de onda. A absorção da luz pelas substâncias também depende do comprimento de onda. Assim, o vidro vermelho deixa passar ondas que correspondem à luz vermelha  e absorve as outras ondas.

Se fizermos passar a luz branca através de um gás frio e não irradiante, no fundo do espectro contínuo do emissor aparecem linhas escuras. O gás absorve mais intensamente a luz que tem aquele comprimento de onda que o gás emite num estado bastante aquecido. As linhas escuras no fundo do espectro contínuo são linhas de absorção que formam no conjunto um espectro de absorção.

Como funciona uma Spectrofotômetro?

O spectrofotômetro de laboratório mais comumente usado é conhecido como um Spectrofotômetro UV-Visível. Neste dispositivo, fontes de luz, como lâmpadas de mercúrio ou de xenônio são usadas para gerar a parte ultravioleta do spectro, juntamente com lâmpadas de tungstênio ou mesmo diodos emissores de luz (LEDs) para gerar a porção visível do spectro. Estas luzes incidem sobre um monocromador, dispositivo que permite que apenas um determinado comprimento de onde passe no momento da medição. Essa luz passa através de uma câmara de amostra e da amostra específica, e a quantidade de luz refletida é medida eletronicamente por um fotodetector. Controladores eletrônicos permitem "enxergar" spectro visível para ser processado e um spectro de absorção é gerado. Assim, é feita a medição do comprimento de onde absorvido pela amostra.

Princípios de spectrofotometria

Em resumo, o spectrofotômetro é composto por dois instrumentos, ou seja, um spectrômetro para produzir a luz de qualquer cor selecionada (comprimento de onda) e um fotômetro para medir a intensidade da luz. Os instrumentos são dispostos de modo que a amostra a ser medida possa ser colocados entre o feixe do spectrômetro e do fotômetro. A quantidade de luz que passa através do tubo é medido pelo fotômetro. O fotômetro transmite um sinal de tensão para um dispositivo de exibição, normalmente um galvanômetro. O sinal muda conforme a quantidade de luz absorvida pela amostra.

Se o desenvolvimento da cor está relacionada com a concentração de uma substância em solução, então, que a concentração pode ser medido pela determinação do grau de absorção de luz no comprimento de onda apropriado. Por exemplo hemoglobina aparenta ser vermelha porque absorve o azul e o verde com mais eficiência do que o vermelho. O grau de absorção da luz azul ou verde é proporcional à concentração de hemoglobina. Assim temos o uso da Spectrofotometria em diversos campos.

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No próximo post continuaremos com SPECTROFOTOMETRIA e o uso do equipamento SPECTRODENSITOMETRO na medição das cores na indústria gráfica.

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