12.4 : Espectrofotometria: Introdução

Espectrofotometria é a medição quantitativa da absorção, reflexão, difração ou transmissão de radiação eletromagnética através de um material como uma função da intensidade e comprimento de onda da radiação. Um espectrofotômetro é um dispositivo usado para medir a mudança na intensidade da radiação causada por sua interação com o material.

Os componentes essenciais de um espectrofotômetro incluem uma fonte de radiação eletromagnética, uma abertura para posicionar o material a ser analisado e um detector para medir a intensidade da radiação incidente proveniente da fonte e da radiação que sai do material (radiação transmitida, refletida ou difratada). A diferença entre as intensidades da radiação incidente e da radiação transmitida que atinge o detector é usada para calcular a intensidade da radiação absorvida pelo material. A amostra é exposta a radiações de diferentes comprimentos de onda, geralmente uma de cada vez. O espectrômetro fornece uma série de dados com detalhes de absorção em cada tentativa, um processo conhecido como varredura. Como os níveis de energia do material são finitos, a absorção ocorre apenas em comprimentos de onda específicos.

O gráfico da radiação absorvida em relação ao comprimento de onda correspondente é conhecido como espectro de absorção. Da mesma forma, os gráficos de radiação refletida, difratada e transmitida como uma função do comprimento de onda são os espectros de reflexão, difração e transmissão, respectivamente. Esses espectros fornecem informações sobre o comprimento de onda específico no qual a interação entre o material e a radiação ocorre.

A faixa de comprimento de onda da radiação determina o tipo de transição que ocorre no material. Por exemplo, os espectros UV-vis mostram a absorção da radiação UV-vis pelo material. A radiação absorvida causa uma excitação eletrônica no material. Em contraste, os espectros infravermelhos mostram a excitação dos níveis vibracionais de uma ligação específica no material. O comprimento de onda de absorção específico detalha a estrutura química da molécula dentro de uma faixa de comprimentos de onda. Por exemplo, o comprimento de onda específico da radiação infravermelha absorvida por uma ligação hidroxila em uma molécula é diferente do comprimento de onda da radiação absorvida por uma ligação carbonila. Portanto, os espectros infravermelhos podem ser usados ​​para identificar grupos funcionais no material.

Ao contrário de outros métodos de caracterização química, como titulação, a espectroscopia é uma técnica de caracterização não destrutiva, e o material da amostra pode ser recuperado após a análise.