ÁREA: Materiais
TÍTULO: ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR: CONSTRUINDO UM FOTÔMETRO À BASE DE LEDS
AUTORES: BRITO, D.A. (IFPB) ; TAVARES, J. K. G. (IFPB) ; SILVA, V. C. P. (IFPB)
RESUMO: A espectroscopia pode ser definida como a interação de qualquer tipo de radiação eletromagnética com matéria. Dessa forma, toda manifestação que nossos olhos percebem, por exemplo, é um tipo de espectroscopia. A espectroscopia no ultravioleta visível (UV-Visível) envolve a espectroscopia de fótons (espectrofotometria). Ela utiliza luz na faixa do visível, do ultravioleta (UV) próximo e do infravermelho próximo. Nessas faixas de energia as moléculas sofrem transições eletrônicas moleculares. Neste trabalho, será apresentada a montagem e aplicação de um fotômetro simples que é um instrumento para espectrometria de absorção molecular no UV-Visível e pode ser usado numa análise química baseada na absorção de energia radiante.
PALAVRAS CHAVES: espectroscopia; absorção molecular; fotômetro.
INTRODUÇÃO: A espectroscopia pode ser definida como a interação de qualquer tipo de radiação eletromagnética com matéria. Dessa forma, toda manifestação que nossos olhos percebem, por exemplo, é um tipo de espectroscopia. Fenômenos espectroscópicos dependem da grandeza da energia da luz, e assim poderemos obter informações sobre as transições eletrônicas das substâncias químicas (e observamos as cores da natureza que nos cerca), ou então percebemos, através do calor emanado pelas substâncias, que as mesmas estão sofrendo vibrações moleculares, referentes a movimentos dos núcleos dos átomos que compõem as moléculas. A luz provoca na matéria a chamada transição de estados energéticos. (VOGEL, 2002). Essas transições podem ser eletrônicas, rotacionais, vibracionais ou ainda translacionais. A espectroscopia no ultravioleta visível (UV-Visível) envolve a espectroscopia de fótons (espectrofotometria). Ela utiliza luz na faixa do visível, do ultravioleta (UV) próximo e do infravermelho próximo. Nessas faixas de energia as moléculas sofrem transições eletrônicas moleculares.
Espectrofotômetro UV-Visível: O instrumento usado na espectroscopia UV-Visível é chamado de espectrofotômetro. Para se obter informação sobre a absorção de uma amostra, ela é inserida no caminho óptico do aparelho. Então, luz UV e/ou visível em certo comprimento de onda (ou uma faixa de comprimentos de ondas) é passada pela amostra. O espectrofotômetro mede a quantidade de luz que foi absorvida pela amostra. Neste trabalho, será apresentada a montagem e aplicação de um fotômetro simples que é um instrumento para espectrometria de absorção molecular no UV-Visível e pode ser usado numa análise química baseada na absorção de energia radiante.
MATERIAL E MÉTODOS: Os materiais a serem utilizados poderão ser adquiridos em supermercados, farmácias ou até mesmo em casa.
• Materiais: 01 Placa de Inserção do tipo Protoboard; 01 Bateria de 9V; 01 LED auto-brilho azul de 2V; 01 LED receptor (fototransistor); 01 Diodo Zener de 5,0 V; 02 Resistores de 820 Ω; 01 Resistor de 3,1 KΩ; Fios para interligar circuito; 01 Proveta de 10 mL; 01 Recipiente para colocar a amostra; 02 Pipetas de 10 mL; 01 Caixa suporte preta onde o fotômetro possa ficar totalmente isento de luz; 01 Multímetro; 10 mL de xarope de sulfato ferroso (FeSO4.7H2O), contendo 20% de ferro; 20 mL de água deionizada.
• Montagem: O fotômetro foi montado de acordo com o esquema elétrico designado a partir dos seguintes cálculos:
R1 = V1/i1 = 3,9/5x10-3 = 780 Ω
O R1 é adquirido comercialmente, como 820 Ω
R2 = V2/i2 = 7/2x10-3 = 3500 Ω -> R3 = 3,5 KΩ
O R2 é adquirido comercialmente, como 3,1 KΩ
R3 = V3/i3 = 4/5x10-6 = 800 KΩ
O R3 é adquirido comercialmente, como 820 Ω
E em seguida posto em uma caixa preta, para que o sistema possa ficar isolado ao máximo da luz do ambiente.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Para verificar a variação da tensão no Resistor do LED Receptor (Fototransistor), primeiro mediu-se a tensão de saturação da solução, e obteve-se uma tensão de 3,30 V, em seguida foram feitas cinco medidas, da seguinte maneira:
1) Com uma pipeta colocou-se 10 mL do xarope de sulfato ferroso (FeSO4.7H2O) no recipiente fechou-se o recipiente e mediu-se a primeira tensão anotando o resultado;
2) Em seguida acrescentou-se 5 mL de água deionizada diminuindo assim a concentração da solução que até então, o xarope estava puro, mediu-se a segunda tensão e anotou-se o resultado;
3) Acrescentou-se mais 5 mL de água deionizada, ficando a solução 1/1, mediu-se a terceira tensão e anotou-se o resultado;
4) Acrescentou-se mais 5 mL de água deionizada, para que a solução ficasse mais diluída e mediu-se a quarta tensão anotando o resultado;
5) Acrescentou-se mais 5 mL de água deionizada, ficando a solução 1/2, mediu-se a quinta tensão e anotou-se o resultado.
Depois de medidas as cinco tensões e anotados os resultados, verificou-se que, a partir da quarta medição a solução já estava na sua tensão de saturação, conforme figura 01.
O fotômetro desenvolvido tem aplicabilidade em análises de xaropes de sulfato ferroso (FeSO4.7H2O), adquirido em drogarias locais diluindo em água deionizada, e através dessa análise percebe-se o aumento da tensão medida no resistor do LED Receptor (fototransistor), e esse aumento de tensão indica que está havendo passagem de luz, figura 02.
CONCLUSÕES: O desenvolvimento do fotômetro foi realizado com sucesso, pois se pode concluir com os resultados obtidos, através da diluição da amostra em análise, xarope de sulfato ferroso (FeSO4.7H2O), que a passagem de luz do LED Emissor para LED Receptor (fototransistor) aumenta de acordo com essa diluição, e pode-se provar isso, com os resultados da tabela da figura 01, que mostram o aumento da tensão no resistor do LED Receptor (fototransistor) quando diminuiu-se a concentração da amostra a tensão foi cada vez mais alta, até que houvesse a saturação.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: J. Mendham; R.C. Denney; J.D. Barnes; M.J.K.Thomas. VOGEL - Análise Química Quantitativa, Editora LTC, 6° edição, 2002. Rio de Janeiro- RJ.
<http://pt.wikipedia.org/wiki/Espectroscopia_UV/vis%C3%ADvel> Acesso em 16 de abril de 2009.
