Sobre O Espectrofotômetro: Qual É O Seu Princípio De Funcionamento?

Reza January 26, 2023
Espectrofotômetro Para que serve? Como funciona? Quais são seus

O espectrofotômetro é um instrumento utilizado para medir a intensidade da luz em diferentes comprimentos de onda. Ele é amplamente utilizado em laboratórios de química, bioquímica e física para determinar a concentração de uma substância em uma solução, bem como para estudar a absorção de luz por diferentes compostos.

Princípio de funcionamento

O princípio de funcionamento do espectrofotômetro é baseado na lei de Beer-Lambert, que afirma que a absorção de luz por uma solução é diretamente proporcional à concentração da substância e à distância que a luz percorre na solução. A lei de Beer-Lambert é expressa pela seguinte equação:

A = εcl

Onde:

  • A é a absorbância da solução;
  • ε é o coeficiente de absorção molar da substância;
  • c é a concentração da substância em mol/L;
  • l é o comprimento da célula de medição em cm.

Para medir a absorbância de uma solução em diferentes comprimentos de onda, o espectrofotômetro utiliza um feixe de luz que passa através da solução e é detectado por um detector. O feixe de luz é gerado por uma fonte de luz, que pode ser uma lâmpada de tungstênio, uma lâmpada de deutério ou um diodo emissor de luz (LED). O feixe de luz é então separado em diferentes comprimentos de onda por um dispositivo chamado monocromador, que pode ser um prisma ou uma rede de difração.

Depois de passar pelo monocromador, o feixe de luz é direcionado para a célula de medição, que contém a solução a ser medida. A célula de medição é geralmente feita de quartzo ou vidro óptico e tem um comprimento padrão de 1 cm. A célula de medição é posicionada entre a fonte de luz e o detector.

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O detector é responsável por medir a intensidade da luz que passa pela célula de medição. O detector pode ser um fotodiodo, uma célula fotoelétrica ou um tubo fotomultiplicador. O sinal elétrico gerado pelo detector é amplificado e convertido em um sinal digital, que é exibido no visor do espectrofotômetro.

Tipos de espectrofotômetros

Há vários tipos de espectrofotômetros disponíveis no mercado, cada um com suas próprias características e aplicações. Alguns dos tipos mais comuns de espectrofotômetros incluem:

  • Espectrofotômetros UV-Vis: são os mais comuns e são usados para medir a absorção de luz em uma ampla faixa de comprimentos de onda, geralmente entre 190 nm e 900 nm;
  • Espectrofotômetros infravermelhos (FTIR): são usados para medir a absorção de luz em comprimentos de onda maiores que 900 nm;
  • Espectrofotômetros de fluorescência: são usados para medir a fluorescência emitida por uma amostra quando excitada por uma fonte de luz de comprimento de onda específico;
  • Espectrofotômetros de absorção atômica: são usados para medir a concentração de elementos específicos em uma solução, geralmente em concentrações muito baixas.

Aplicações do espectrofotômetro

O espectrofotômetro é utilizado em muitas áreas da ciência para medir a concentração de uma substância em uma solução e para estudar a absorção de luz por diferentes compostos. Algumas das aplicações mais comuns do espectrofotômetro incluem:

  • Determinação da concentração de proteínas em uma solução;
  • Determinação da concentração de ácidos nucleicos em uma solução;
  • Estudo da cinética de reações químicas;
  • Estudo da estrutura de moléculas orgânicas e inorgânicas;
  • Determinação da concentração de metais em soluções aquosas;
  • Estudo da absorção de luz por pigmentos em plantas e animais.

Vantagens e desvantagens do espectrofotômetro

O espectrofotômetro é uma ferramenta valiosa para a pesquisa científica e tem muitas vantagens, como:

  • É uma técnica não destrutiva;
  • É altamente preciso e sensível;
  • É relativamente fácil de usar e requer pouco treinamento;
  • Fornece resultados em tempo real.

No entanto, o espectrofotômetro também tem algumas desvantagens, como:

  • Pode ser caro e requer manutenção regular;
  • Pode ser afetado por fatores externos, como a temperatura e a umidade;
  • Pode ser afetado por impurezas na amostra, que podem interferir na absorção de luz e levar a resultados imprecisos.

Conclusão

O espectrofotômetro é um instrumento valioso para a pesquisa científica e tem muitas aplicações em diferentes áreas da ciência. Ele funciona com base na lei de Beer-Lambert e utiliza um feixe de luz para medir a absorção de luz em diferentes comprimentos de onda. Há vários tipos de espectrofotômetros disponíveis, cada um com suas próprias características e aplicações. Embora o espectrofotômetro tenha muitas vantagens, também tem algumas desvantagens que devem ser consideradas ao selecionar um instrumento para uma determinada aplicação.

FAQs

1. Como calibrar um espectrofotômetro?

Para calibrar um espectrofotômetro, é necessário utilizar uma solução padrão de concentração conhecida e medir a absorbância em diferentes comprimentos de onda. Os valores de absorbância medidos devem ser comparados com os valores esperados para a solução padrão. Se houver uma diferença significativa entre os valores medidos e esperados, o espectrofotômetro deve ser recalibrado.

2. Como escolher o tipo certo de espectrofotômetro para minha aplicação?

A escolha do tipo certo de espectrofotômetro depende da aplicação específica para a qual ele será usado. Por exemplo, se você estiver medindo a concentração de proteínas em uma solução, um espectrofotômetro UV-Vis seria a escolha certa. Se você estiver estudando a estrutura de moléculas orgânicas, um espectrofotômetro FTIR seria mais apropriado. É importante considerar as características e limitações de cada tipo de espectrofotômetro ao selecionar um instrumento para uma determinada aplicação.

3. Como minimizar os efeitos das impurezas na amostra ao usar um espectrofotômetro?

Para minimizar os efeitos das impurezas na amostra ao usar um espectrofotômetro, é importante garantir que a amostra esteja completamente dissolvida e livre de partículas sólidas. Além disso, é importante utilizar uma célula de medição limpa e livre de arranhões ou sujeira. Se as impurezas na amostra forem conhecidas, é possível usar solventes seletivos ou realizar uma pré-tratamento da amostra para removê-las antes de realizar a medição com o espectrofotômetro.

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Reza Herlambang

Eu sou um escritor profissional na área de educação há mais de 5 anos, escrevendo artigos sobre educação e ensino para crianças na escola.

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