Espectrometria de Absorção Atômica - aula 1

Hoje a gente vai falar de espectrofotometria de absorção atômica atômica que é uma técnica muito comum muito amplamente difundida nos Laboratórios de análise ela é aplicada em diversas áreas área ambiental área de alimentos indústria petroquímica na onde a gente quer determinar metais absorção atômica preferem a gente houve muitos termos espectroscopia espectrometria espectrofotometria de uma maneira geral a espectroscopia é qualquer técnica e está relacionada com a interação da luz com a matéria quando a gente fala espectrometria a gente tá falando de técnicas que tem a finalidade de qualificar identificar uma substância ou de quantificar determinada análise

de uma amostra utilizando interação da luz com a matéria e quando a gente fala espectrofotometria a gente está falando de técnicas que o organismo os princípios e as principais tipos de interação da luz com a matéria que estão e nas técnicas inspector elétricas são absorção e emissão aí a gente tem absorção atômica absorção molecular em escala atômica e molecular que englobam várias técnicas distintas e o nosso curso de respeito às técnicas de absorção atômica sempre que a gente fala de absorção atômica a gente começa a falar um pouquinho de história essa história uma história muito

bonita muito interessante ler essa parte da história da ciência vocês tiverem chão façam isso então a gente tem aí uma foto de um prisma da mostrando a incidência de um raio de luz branca uma pode ser luz do sol uma lâmpada mesmo e a luz sendo divididas nas diferentes ruas tão quem fez esse experimento pela primeira vez ou quem disse que fez né pela primeira vez foi nada menos que Newton em mim há 66 Km da luz solar atravessar for um pin na colocou do outro lado do Prisma ontem é paro Preto né escuro e

viu a luz colorida sendo dividida e essa oferenda famoso dinheiro Isso foi 1666 muito tempo depois assim do nosso ponto de vista né E hoje em 1802 um inglês chamado Wallace soma observou que no espectro solar apresentava linhas negras então enquanto Nilton via aqui as cores Emendadas umas nas outras ele was only observou linhas escuras essas linhas aquelas passaram a ser conhecidos como como linhas e from Half depois que as pesquisador passou a estudar as intensivamente em 1817 rock dedicou muito tempo na sua vida a estudando esse fenômeno que tem por que que Newton não

observou porque ele usou um pum ó e aqui para separar radioclin aqui para o rock já usou uma rede de difração isso fez uma diferença incrível um instrumento utilizado um instrumento com mais resolução para separar a melhor as cores e comprimentos de onda e observar que em algumas posições havia algumas linhas escuras de novo com a luz solar para um hobby era na verdade um construtor de instrumentos óticos ele era alemão ele começou usando Prisma assim como Newton e depois ele começou a usar as grades de captação as gases de Frazão elas são superfícies que

têm ranhuras mas fala mais não métrica de tamanho ainda bem pequenininho da ordem de nanômetros e quando a radiação incide ali ela é dividida nos comprimentos de onda agora qual seria a razão dessas linhas escuras no espectro da luz solar o quê a ser cogitado Edinha discursos seriam devidas a absorção de luz por átomos presentes na própria atmosfera do Sol mobile um parente aqui presa para você este o elemento Hélio ele foi descoberto antes na atmosfera do sol e na atmosfera da terra por isso que recebeu esse nome ele foi descoberto por causa de uma

determinada linha escura nos pectus da luz branca solar aqui a gente tem alguns exemplos de emissão de alguns elementos em 50 entre em 1839 a1861 que só fiz e bons em esse nome é bom se você já ouviram né demonstraram que cada elemento possui uma coloração característica quando pesquisem condescentes já fizeram um teste de chama foram as pesquisadores quê lá aposto dv360 é isto garante que não então aqui a gente tá falando de absorção de radiação por átomos presentes na atmosfera do Sol ó e aqui a gente está falando de eles pão e são dois

processos complementares aqui a gente tem uma ilustração de um experimento dessa época aqui a gente tem uma fonte de radiação uma lente Zinha para focalizar essa radiação uma alça de platina ainda vazias em um sal a chama uma lente novamente aqui a luz sendo tratado no fundo branco tá então a gente vê aqui a luz branca sendo convertida nas cores separadas ok É claro que não só radiação visível está sendo separada é porque a radiação aqui outra violeta EA radiação infravermelha a gente não consegue enxergar E aí depois ele colocou Eles colocaram cloreto de sódio

sobre assalto alça de platina eles observarão máquinas é uma coloração amarela todos vocês já observaram e todos vocês se não fizer um teste de chama já derramaram sal de cozinha na chama do fogão a gás tem um derramar um sal já fizeram com que a água do arroz transbordasse a água do cozimento da Batata transbordasse tudo que a gente combina tem sal EA água fica imediatamente chamar ela ela ligou aqui o fenômeno de emissão o calor da chama fazendo o quê que os átomos de sódio passassem do estado fundamental portal de citado quando volta o

estado excitado emitir essa radiação amarela e aqui as minhas escolhas dos olhos e apresentação da absorção e aqui é a representação apenas das duas linhas de emissão do sódio aqui aqui que foi feito o que foi retirada lâmpada espera essa daqui para cá é que aqui eu colocado uma Não era essa radiação passou porque ela chama e aí a gente sabe estava aqui a radiação Branca sendo dividida e as minhas escuros correspondente absorção dessa da radiação é específica do sódio aqui a lâmpada não tá mais aqui ou seja que a gente tá vendo na verdade

que o espectro de emissão do sódio as suas duas linhas principais como é que a gente tem a representação das linhas de absorção de Ferro Hoff e aqui linhas de emissão de alguns elementos como estão seu bairro sódio e potássio então esses dois fenômenos absorção emissão estão estritamente ligados para que um átomo absorvo uma radiação ele precisa receber uma energia uma adaptação desculpa com energia equivalente a diferença entre seu estado fundamental e o solicitavam e vai absorver essa situação quando ele volta puxado Fundamental eleny e e aqui a gente tem o espectro solar coisinhas escuros

e vários elementos e esse artigo aqui é um artigo que trata da história da descoberta dos elementos com auxílio da espectroscopia um artigo muito interessante da revista química nova na escola aqui a gente tem uma representação que certamente você já viram mostrando o espectro eletromagnético quando a gente fala de aspectos Palco M tria a gente fala basicamente na região visível mas espero que magnético ele é gigantesco e vão desde de ondas de rádio até raios gama para a gente falar que em raios gama quando a gente fala em alta frequência em baixo Compreende onde a

gente está falando de radiação muito né Jéssica a direção capaz de interferir no núcleo atômico quando a gente vem para cá com grandes comprimentos de onda da ordem de quilômetros baixa a onda de rádio por exemplo de radiações com pouca energia a faixa de radiação que interessa para nós na absorção atômica é na faixa do visível e aqui uma representação dos aspectos visível Ai que é uma fração bem pequenininha do espectro eletromagnético aqui depois do vermelho a gente tem vermelho a noite do Violeta ultravioleta então a gente vê aqui a gente observa aqui a radiação

UV ela é mais energética não quer a radiação visível por isso que a gente costuma dizer a gente costuma usar protetor solar com protetor UV porque a radiação Z ela é mais energético mas da nossa que radiação visível ou não que nem apresentação só caráter didático Vamos fazer assim para a gente saber a ordem de grandeza a gente está falando de comprimento de onda né para gente tomar são da escala então quando a gente fala de por exemplo região do visio e a gente tá aqui ó entre poeira e bactéria agora a gente fala de

ouvir a gente tá plano de vírus aí por aí vai só para a gente ter uma noção do que a gente tá falando a gente vai desde quilômetros até nanômetros e menos ainda é uma outra tabelinha também muito comum de ser vista quando a gente Deus peça do metr ia que relaciona as cores que a gente vê e é porque é a sua vida rádio essa aqui é sobre então se eu observo por exemplo um objeto vermelho significa que a cor absorvida por aquele objeto está na fase de 490 500 na novos ou seja a

radiação ao verde-azulada e eles faz com que a gente vejam vermelho a cor que não foi absorvida então aqui só uma algumas definições para ficar registrado nos slides para vocês é uma radiação eletromagnética é um tipo de energia e pode ser propagado no espaço em alta velocidade radiação com magnética a gente pensa em Luz ela Cidade da Luz todo mundo sabe é um valor ao time ela é composta de um campo é campo elétrico e um campo magnético e essa razão ela né porque ela pode ser te apresentar como radiação Luminosa como calor a gente

pode tratar essa radiação eletromagnética como partículas quando a gente trata como pó tão justamente é esse comportamento do ao estava onda-partícula lá é diz que tipo de vegetação de arte que também ar passam mais famosa da física hoje né famosa no sentido popular da palavra então gente vai falar de luz Ora como onda Ora como partícula dependendo daquilo que a gente quiser explicar a verdade é essa ciência assim né só que a gente tem uma representação para a gente ter uma e não no que é comprimento de onda e frequência eu não sei se eu

vou conseguir fazer aqui porque não sou muito alho com a caneta mas por exemplo eu tiver uma coisa assim bem Ai desculpa é que eu Sou péssima tá feita uma coisa diferente né bom essa onda que cores original ela tem esse comprimento de onda é essa que desenhei tem um comprimento de onda menor o comprimento de onda é a distância entre dois máximos a que eu desenhei tem um pouco zona bem menor mas tem uma frequência maior é o número de oscilações por segundo tão frequência e comprimento de onda elas são inversamente proporcionais que tá

representando que a frequência é o ingresso do tempo é o número de oscilações por segundo é um aqui a gente tem uma expressão dica a velocidade nada mais é do que distância sobre o tempo tá porque a casa da luz a gente vai substituir ver por ser porque você representa a velocidade da luz que tem esse valor aqui três vezes 10 a 10 cm ou menos um para a gente expressa a velocidade da luz através do comprimento de onda e da frequência só que a velocidade da luz não varia perna alunos trafega na forma de

partículas que a gente chama de fótons e cada fóton possui valor de energia associar aí você que a gente vê o tempo todo com a gente fala de radiação eletromagnética onde chegar aqui é constante dele então a gente pode caracterizar essa radiação essa energia luminosa as fotos Tão encontra invés do comprimento de onda como de frequência tá que ter velocidade é constante em cada 6 com aqui a gente tem a representação de absorção de uma radiação eletromagnética então a gente tinha que representação os átomos gasosas no estado fundamental a radiação eletromagnética aghanim constante de Planck

a sua determinada frequência e átomos no estado estado qual é a característica dessa radiação para que ela seja absorvida precisar ela tem que corresponder a energia necessária Exatamente é o valor de energia que é a diferença entre este estado fundamental e esse estado excitado e Oscar também que vocês também já viram várias vezes o elétrica no estado fundamental aí que a gente tem um nível energético zero tá mental nível energético um nível 2 então para ir de 0 a 1 ele precisa de uma radiação que tem o valor de energia exatamente equivalente a essa distância

que pac a excitação ocorra bom então a absorção de radiação ocorre para que haja a excitação quando ocorre a desde a citação quando o ato não volta para o estado fundamental ocorre a emissão de radiação átomos ver os ossos no estado fundamental eu preciso primeiro atomizar a minha morte se então por exemplo se eu quero ver terminar ferro no medicamento o ferro vai estar lá na forma de sei lá ferry polimaltose Então eu preciso tornar esse ferro disponível Tem que atualizar na minha mostra quebrar todas as ligações químicas e passar tudo para forma de átomo

e eu tenho que ter uma fonte de radiação eletromagnética Então isso é muito importante para a situação econômica são dois aqui no turno básicos para que eu tenho equipamento de absorção atômica eu tenho que ter um sistema para atualização e eu tenho que ter uma e da radiação eletromagnética necessária para que ocorre ocorra essa excitação atômica eu preciso excitar os meus átomos Então eu preciso de uma fonte de energia uma fonte de excitação pode ser uma chama pode ser um plasma pode ser um forno eletrotérmico em relação ao tópico geral ou é uma chama ou

é um congresso até terra o que usa plasma outra técnica aqui a gente tem de novo outra representação a só pra ficar bem claro e cada tipo de situação dependendo da configuração eletrônica de cada espécie vai gerar uma eles tão distinta estão juntos isso aqui por exemplo for a configuração eletrônica de um elemento hipotético a gente pode observar absorção do fundamental para um e do fundamental para dois quando a gente pode ver emissão de dois para o G2 para 0 e 1 para 0 tô aqui são as três linhas possíveis de adição desse elemento hipotético

isso é interessante observar porque em geral a gente tem mais linhas de emissão Por que diabos opção que a pessoa só esse aqui no estado fundamental para cima tem dentro do sódio tá esse aqui é um um diagrama simplificado o nome desse diagrama e até de quis te falar é o diagrama grotrian no simplificado tá o diagrama diagrama broto triângulo sódio ele vai ter um monte de linhas aí eu simplificado para agente observar as principais linhas do Sol reparem que aqui e aqui as linhas não estão coloridas porque a gente já tá na região do

Uber essas duas linhas ak330. 2,30. e são aqui dos dois níveis 4p para 30 e como esses dois níveis aqui estão muito próximas a gente tem duas linhas aqui muito próximos que dependendo da cama que a gente não consegue nem distinguir as linhas principais pode aquele a gente usa mais frequentemente para fazer análise são essas duas aqui do três pa3s mas as duas aqui que está também estão bem próximo volta para interessante essas aqui eu não vou com vocês acho que curte novamente a teoria da essas coisas tá porque não sei se vocês lembro que

existe toda uma discussão sobre Quais são os níveis de energia para cada elemento Quais são as transições permitidas das transições proibido só queria ficar em todos os níveis de energia do sódio aqui tá depois de 30 a infinidade de possíveis transições a Eva que nem toda não acontece eu nem tô trânsito a gente observa porque já ouviram falar em regras da seleção probabilidade da transmissão acontecer no estilo pessoal estuda geralmente em química geral e inorgânica e algumas vezes em físico-química E aí que a gente tem de novo tá as minhas demissão do hidrogênio do mercúrio

que tá errado né tá é ele mas aqui acho que está certo aqui em um homem tá só para vocês terem uma ideia cada elemento químico tem a sua configuração eletrônica específica e consequentemente de cada um vai ter o seu espectro de emissão e específico característico e aqui só para a gente saber diferenciar porque assim o normalmente na formação do aluno ele primeiro vez pegue prometer na região do visível é aquela que a gente mede actor tão das moléculas perto a gente usa cubeta com a solução quando ela não chega na minha mão ele já

fez pelo menos bioquímica um experimento para dosar açúcar ou proteína que já era uma cor fez uma curva analítica a gente observa espectros de absorção com essa característica aqui espectros contínuos aqui é o espectro de absorção da Clorofila B quando a gente fala de átomos a gente faz os espectros em linhas e por quê que isso acontece no exato mas a gente só tem níveis de energia eletrônicos nas moléculas que são muito mais complexas mas moléculas que tem ligações químicas além dos níveis de energia eletrônicos a gente tem os níveis de energia vibracionais e rotacionais

o conta das ligações químicas E aí a gente vai ter uma infinidade de diferente nível de energia muito maior e a gente tem uma possibilidade de transições muito maior e ao invés de observar linhas discretas a gente observa um espectro continuo porque a gente não tem equipamento capaz de resolver essa infinidade de linhas muito perto uma das outras então para a gente fala de espectroscopia atômica a gente pode trabalhar tanto com absorção quanto com emissão nosso curso trata de absorção atômica a é um conjunto de técnicas fundamentadas na interação entre a radiação e os átomos

no estado livre tão tanto nas pectus copia de absorção atômica quanto na espectroscopia de emissão atômica primeira coisa que a gente tem que fazer é atualizar amostra E aí depois o próprio que a gente vai ver é em cada técnica diferente bom espectrometria de absorção atômica é uma técnica analítica que se baseia na absorção de radiação nas regiões visível o cover do espectro magnético por átomos gasosas no estado fundamental é comum as pessoas acharem que a próxima compra trabalha só na região do visível mas não tá É porque isso acontece por causa da associação que

a gente faz com a fotometria de chama lá no início da teoria que a gente fala né não a gente também pode medir a absorção na região do ver aqui agora mais um slide Zinho e seria um apanhado de tudo eu falei é uma repetição do que eu falei antes que os likes mas vazios de texto para ficar registrado aí para você então tudo começou de verdade a ser mais profundamente estudada lá com as linhas escuras de frango roça a base da espectrometria de absorção atômica é a compreensão do processo de absorção em geral pesado

então tem átomos o gasoso estado fundamental absorvendo uma radiação com energia característica indo Cristão necessitado é esse fenômeno aqui que a gente tem que fazer acontecer a gente tem que atualizar a gente tem que fornecer radiação como melhor específico e a gente tem que de alguma forma medir o que foi absorvido que não frente sorriso Isso só vai acontecer se essa energia a energia fornecida por correspondente à diferença entre os dois estados na mental e esse tá então só para concluir os átomos de sódio que é o nosso exemplo clássico tá é aquela configuração simples

podem absorver radiação com comprimento de uma onda 589 dá nome já viu lá o exemplo sódio usar como descobre não absorvem nesse comprimento de onda mas pode ele sobre radiação em 285, dois ou entre Olá eu sou o exemplo a gente já viu isso aí por outro lado embora a gente esteja falando dessa diferença ao sódio só vai para o sorvete quando vem de onda eu cobro você vai para ouvir aquele a técnica de absorção Pânico ela dificilmente vai ser utilizada para fazer análise qualitativa por quê Porque eu tenho que correr para me mostra uma

radiação característica se eu quero terminar ferro eu tenho que fornecer uma radiação característica que o ferro absorva Então tem que saber já que eu quero nessa ferro Tá então não não faço a análise qualitativa quando eu uso absorção atômica aqui a gente tem uma visão geral da espectrometria de absorção atômica Então eu tenho aqui uma fonte de radiação na lâmpada e vai conhecer aquele agarn característico para aquele elemento que o cabelo Camila aqui eu tenho um atualizador e para a maioria dos casos e quando que vai ser uma chama que que vai fornecer calor suficiente

para que a amostra seja atualizada eu tenho aqui um monocromador e vai selecionar o ajuda que eu quero medir e finalmente um detetor que é um aparato que vai converter energia luminosa em energia elétrica tudo isso acoplado a um medidor que hoje na net um computador a gente vai falar de tudo isso aqui com calma de cada uma dessas partes mas não oi