A espectroscopia é a medição e interpretação da radiação eletromagnética absorvida ou emitida quando as moléculas ou átomos ou íons de uma amostra são transferidos de um estado de energia para outro estado de energia.
A espectroscopia ultravioleta é um espectro de absorção no qual a luz na região ultravioleta (200-400 nm) é absorvida por moléculas, o que faz com que os elétrons sejam excitados do estado fundamental para um estado de alta energia.
Princípios da Espectroscopia UV
A espectroscopia está basicamente relacionada à interação da luz e da matéria.
À medida que a luz é absorvida pela matéria, o resultado é um aumento no conteúdo de energia dos átomos ou moléculas.
Ao absorver a radiação ultravioleta, isso faz com que os elétrons sejam excitados do estado fundamental para o estado de energia mais alta.
Moléculas contendoπelétrons ou elétrons não ligantes (n-elétrons) podem absorver energia na forma de raios ultravioleta, excitando assim esses elétrons para orbitais moleculares mais resistentes a ligações.
Quanto mais fácil é excitar um elétron, maior o comprimento de onda da luz que ele absorve. Existem quatro tipos de transição possíveis (π–π*, n–π*,σ–σ*, e n–σ*), e sua ordem é a seguinte:σ–σ*> n–σ*>π– π*> n–Π*
A absorção de luz ultravioleta pelo composto produzirá um espectro único que ajuda a identificar o composto.
Espectrômetro UV
fonte de luz
As lâmpadas de filamento de tungstênio e as lâmpadas de deutério de hidrogênio são as fontes de luz mais utilizadas e adequadas porque cobrem toda a faixa ultravioleta.
As lâmpadas de filamento de tungstênio são ricas em radiação vermelha. Mais especificamente, eles emitem radiação a 375 nm e a intensidade da lâmpada de deutério de hidrogênio cai abaixo de 375 nm.
monocromador
O monocromador geralmente é composto por um prisma e uma fenda.
A maioriaespectrofotômetros visíveis são espectrofotômetros de feixe duplo.
A radiação emitida pela fonte de luz principal é espalhada por meio de um prisma rotativo.
Em seguida, os vários comprimentos de onda da fonte de luz separados pelo prisma são selecionados pela fenda de modo que a rotação do prisma faça com que uma série de comprimentos de onda continuamente crescentes passe pela fenda para fins de registro.
O feixe de luz selecionado pela fenda é monocromático e é dividido em dois feixes por meio de outro prisma.
Célula de amostra e célula de referência
Um dos dois feixes separados passa pela solução de amostra e o segundo feixe passa pela solução de referência.
Tanto a solução de amostra quanto a solução de referência estão contidas na célula.
Essas baterias são feitas de dióxido de silício ou quartzo. O vidro não pode ser usado para células porque também absorve a luz na região ultravioleta.
detector
Normalmente, duas fotocélulas são usadas para o detector no espectro ultravioleta.
Uma das fotocélulas recebe o feixe de luz da célula de amostra e o segundo detector recebe o feixe de luz da referência.
A intensidade de radiação da célula de referência é mais forte do que o feixe da célula de amostra. Isso leva a pulsação ou corrente alternada na fotocélula.
Amplificador de potência
A corrente alternada gerada na fotocélula é transmitida ao amplificador.
O amplificador é acoplado a um pequeno servomedidor.
Geralmente, a intensidade da corrente gerada na célula fotovoltaica é muito baixa, e o principal objetivo do amplificador é amplificar o sinal muitas vezes para obter um sinal claro e gravável.
Dispositivo de gravação
Na maioria das vezes o amplificador é acoplado a uma caneta gravadora conectada ao computador.
O computador armazena todos os dados gerados e gera os espectros dos compostos necessários.
Aplicação de espectroscopia UV
Detecção de impurezas
É um dos melhores métodos para determinar impurezas em moléculas orgânicas.
Devido às impurezas na amostra, outros picos podem ser observados e podem ser comparados com matérias-primas padrão.
Ao medir a absorbância em um comprimento de onda específico, as impurezas podem ser detectadas.
Elucidação da estrutura de compostos orgânicos
Ele pode ser usado para esclarecer a estrutura de moléculas orgânicas, por exemplo, para detectar a presença ou ausência de ligações insaturadas e a presença de heteroátomos.
A espectroscopia de absorção ultravioleta pode ser usada para determinar quantitativamente os compostos que absorvem a luz ultravioleta.
A espectroscopia de absorção ultravioleta pode caracterizar os tipos de compostos que absorvem a radiação ultravioleta, que pode ser usada para determinar compostos qualitativamente. A identificação é realizada comparando o espectro de absorção com o espectro de um composto conhecido.
Esta técnica é usada para detectar a presença ou ausência de grupos funcionais em compostos. As bandas que não possuem um comprimento de onda específico são consideradas evidências da falta de grupos específicos.
A cinética da reação também pode ser estudada usando espectroscopia UV. A radiação ultravioleta passa pela célula de reação e a mudança na absorbância pode ser observada.
Muitos medicamentos estão na forma de matérias-primas ou na forma de preparações. Ele pode ser detectado fazendo uma solução de droga adequada na droga e medindo a absorbância em um comprimento de onda específico.
O peso molecular dos compostos pode ser medido espectrofotometricamente preparando derivados adequados destes compostos.
Espectrofotômetro UV pode ser usado como um detector para HPLC.