La espectroscopia É uma técnica utilizada em vários ramos da ciência para estudar a interação entre a radiação eletromagnética e a matéria. Baseia-se na análise detalhada da luz ou de outras formas de radiação eletromagnética, decompondo-as em seus componentes individuais e examinando as características específicas de cada um.
Neste artigo vamos contar o que é a espectroscopia, suas características e importância.
o que é espectroscopia
Em termos simples, podemos entender a luz como uma combinação de diferentes cores ou comprimentos de onda. A espectroscopia nos permite dividir a luz em seu espectro, que varia de comprimentos de onda mais curtos, como raios X e raios gama, a comprimentos de onda mais longos, como micro-ondas e ondas de rádio. Cada uma dessas regiões do espectro eletromagnético tem propriedades e comportamentos distintos.
A espectroscopia é usada em muitas disciplinas científicas, como física, química, astronomia e biologia, entre outras. Ele fornece informações cruciais sobre a composição, estrutura e propriedades da matéria. Ao estudar o espectro da radiação emitida, absorvida ou espalhada por uma substância, podemos obter informações sobre os átomos, moléculas ou partículas que compõem essa substância.
Existem diferentes técnicas de espectroscopia, cada um dos quais é usado para analisar diferentes tipos de radiação eletromagnética e atingir diferentes objetivos. Algumas técnicas comuns incluem espectroscopia de absorção, espectroscopia de emissão, espectroscopia de fluorescência e espectroscopia de ressonância magnética nuclear, para citar algumas.
tipos de espectroscopia
A espectroscopia é usada para entender as propriedades dos produtos químicos, analisando a quantidade de luz que eles absorvem. Esse nos ajuda a determinar qual é a composição da substância. Temos vários tipos de espectroscopia, dependendo do que estamos usando. Estes são os mais conhecidos:
- espectroscopia de massa
- Espectroscopia de absorção atômica.
- espectroscopia Raman
- espectroscopia de infravermelho
A espectrometria de massa (ou espectrometria de massa atômica) é um método usado para determinar a massa atômica de átomos ou moléculas em uma amostra ionizando produtos químicos e classificando os íons com base em sua proporção, massa ou carga.
A maioria dos espectrômetros de massa usa uma técnica chamada ionização por impacto de elétrons. Essa técnica usa um feixe de elétrons para remover um elétron (ou elétrons) de uma molécula, formando um cátion radical. Esses cátions radicais também são conhecidos como íons parentais ou íons moleculares.
Um gráfico mostrando a intensidade do sinal do detector versus a massa atômica dos íons é chamada de espectro de massa. Isótopos são átomos do mesmo elemento que possuem o mesmo número de prótons (número atômico), mas diferentes números de massa (diferentes números de nêutrons).
espectroscopia de absorção atômica
A espectroscopia de absorção atômica é o processo de análise do espectro visível ou ultravioleta para determinar quantitativamente a luz química emitida por átomos gasosos. Este é o processo usado na química para determinar a concentração de um analito, que é um elemento específico em uma amostra.
Agora vamos ver como funciona a espectroscopia de absorção atômica. A técnica é baseada na lei de Beer-Lambert, que relaciona a absorção de luz por um elemento e a relaciona com as propriedades de um determinado elemento. Os elétrons podem se mover para níveis de energia mais altos porque absorvem energia. Isso, por sua vez, corresponde à luz com comprimentos de onda específicos, graças aos quais podemos saber quais elementos estão na amostra, pois cada comprimento de onda corresponde a um elemento específico.
espectroscopia Raman
A espectroscopia Raman é uma técnica usada para analisar a interação entre a luz e a matéria. Esta técnica é baseada no efeito Raman, descoberto pelo cientista indiano CV Raman em 1928, que envolve a mudança na energia da luz quando ela interage com uma amostra.
Quando a luz incide sobre uma amostra, parte da luz é espalhada e sua energia muda. Essa mudança de energia se deve à interação dos fótons de luz com as moléculas da amostra. Alguns fótons ganham energia, enquanto outros a perdem. Essa dispersão de luz é chamada de dispersão Raman, e a luz espalhada é conhecida como luz Raman.
A espectroscopia Raman aproveita esse fenômeno para obter informações sobre a composição e a estrutura molecular de uma amostra. A luz Raman dispersa tem um comprimento de onda ligeiramente diferente da luz incidente., e essa diferença é conhecida como deslocamento Raman. O deslocamento Raman fornece informações sobre as vibrações moleculares e modos de rotação das moléculas na amostra.
Para realizá-lo, um instrumento chamado espectrômetro Raman é usado. Este instrumento consiste em um laser de alta potência que emite luz monocromática, que é direcionada para a amostra. Quando a luz do laser interage com as moléculas da amostra, ocorre o espalhamento Raman. A luz Raman espalhada é coletada e direcionada para um detector, que registra a intensidade da luz em função de seu comprimento de onda.
espectroscopia de infravermelho
A espectroscopia infravermelha é uma técnica analítica usada para identificar grupos funcionais em moléculas orgânicas. Existem dois tipos de espectrômetros usados na espectroscopia de infravermelho: espectrômetros de radiação infravermelha dispersiva e espectrômetros de radiação infravermelha com transformada de Fourier.
Durante o processo de espectroscopia de infravermelho, as seguintes etapas são realizadas:
- Um feixe de radiação passa através da amostra.
- Uma amostra em um espectrômetro absorve radiação infravermelha.
- Uma vez que a absorção é detectada e analisada, o espectro de absorção é impresso ou exibido em um computador.
Todos os compostos orgânicos absorvem radiação infravermelha em diferentes comprimentos de onda por meio de ligações entre as moléculas. Quando os átomos se unem, eles vibram constantemente. Quando moléculas orgânicas absorvem radiação infravermelha, as ligações entre os diferentes átomos vibram mais. Por causa disso, as ligações covalentes nas moléculas também vibram e são forçadas a esticar, dobrar ou torcer. Todas as moléculas vibram em uma frequência específica. Cada ligação dentro de uma molécula tem uma frequência natural única de vibração.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre espectroscopia e suas características.