Espectroscopia UV Vis

  • View
    34

  • Download
    3

Embed Size (px)

Transcript

29-10-2009

QUMICA ANALTICAJOS CARLOS MARQUES

http://www.uma.pt/jcmarques

Programa geral16:42

IntroduoHistrico / aspectos gerais Anlise qualitativa / anlise quantitativa Anlise clssica / anlise instrumental

www.uma.pt/jcmarques

Anlise espectrofotomtricaIntroduo espectroscopia Anlise por infra-vermelhos Anlise por UV-vis Absoro atmica

Tcnicas de separao cromatogrficasTeoria / critrios de classificao / modelos de equilbrio / glossrio Cromatografia em camada fina Cromatografia Gs-lquido Cromatografia Lquido-lquido

Tcnicas hifenadasIntroduo a EM / NMR GCFTIR / GCMS / LCMS

Tratamento de amostras / Tratamento de dados / Segurana

2

1

29-10-2009

Espectroscopia16:42

www.uma.pt/jcmarques

3

Onda electromagntica16:42

A onda electromagntica resulta da associao de um campo elctrico alternado com um campo magntico (em planos perpendiculares)

www.uma.pt/jcmarques

4

a componente elctrica responsvel de grande parte dos fenmenos: transmisso / reflexo / refraco e adsorso a componente magntica responsvel pela absoro de ondas rdio (NMR)

2

29-10-2009

Propriedades ondulatrias16:42

www.uma.pt/jcmarques

: Comprimento de onda - distncia entre dois mximos : frequncia - n de oscilaes por segundo 1 Oscilao / s = 1 hertz (Hz) 106 Oscilaes / s = 1 MHz . = c c= velocidade de radiao no meio =2,998 x108 m/s; no vcuo

5

A velocidade da luz dependente do meio: c/n (em que n o ndice de refraco)

Propriedades corpusculares16:42

Relao entre Energia e frequnciaE=h. h = 6,626 10-34 J.s (constante de Planck)

www.uma.pt/jcmarques

E=h.C/ =hC

= 1 / (nmero de onda)

E

Foto de alta frequncia

6

- elevada energia - pequeno comprimento de onda

3

29-10-2009

Espectroscopia16:42

A espectroscopia o estudo da interaco da radiao electromagntica com a matriawww.uma.pt/jcmarques

Espectro a representao bidimensional da fora da interaco vs. Energiaraios raios gama raios x csmicos transies enucleares internos UV VIS excitao electrnica IV vibrao molecular micro ondas rotao molecular spin electrnico ondas rdio RMN

, cm

Espectroscopia vs espectrometria: informao geral vs. Informao quantitativa7A espectrocopia est na base do grande desenvolvimento da cincia, desde a qumica astronomia

Espectroscopia16:42

Espectroscopia atmicaAbsoro e/ou emisso de luz por um tomowww.uma.pt/jcmarques

AAS AES

Espectroscopia molcularAbsoro ou emisso tendo em conta as caractersticas da molcula em estudoVibrao molecular ; rotao molecular;

Espectrofotometria de Infra-vermelhos Espectrofotometria de UV-vis Espectrometria de RMN Espectrometria de Massa Que diferenas h entre espectroscopia, espectrometria e espectrofotometria?

8

4

29-10-2009

Espectrofotmetro16:42

Fontewww.uma.pt/jcmarques

Po

Analisador

P

Detector

Luz monocromtica - um nico comprimento de ondauso de prismas, grating, filtro na prtica impossvel de obter (desvios lei de Beer)

Transmitncia T = P / Po; expressa em % Absorvncia A = log10 (Po/P) = -log T = log 1/T = . b . C - absortividade molar (mole-1 cm-1) b - distncia (cm) c - concentrao (mole/l)

Lei de BEER: A c 9apenas aplicvel a solues diluidas ( 0,01 M)

Espectrofotmetro UV - Vis16:42

Duplo feixe

www.uma.pt/jcmarques

Cuvetes de quartzo (UV) ou vidro (Vis) de 1cm (ou mais)Gama de trabalho: A 0,4 a 0,9

Clulas IV NaCl ou KBr (disperso em Nujol ou pastilhas)10PE entre 50 e 400 cm-1

5

29-10-2009

Trabalhos individuais16:42

Respondi a todos os que enviaram o trabalho Algumas descries demasiado genricas e no reflectem muito trabalhowww.uma.pt/jcmarques

Nalguns casos fico com dvidasSe eu der valores, sero capazes de calcular os LD e LQ?

Sem COPY / PASTE por favor!

Muitas consultas a sites brasileiros Consultar:EURACHEM EMEA ICH FDA http://www.eurachem.org/ http://www.emea.europa.eu/pdfs/human/ich/038195en.pdf http://www.ich.org/cache/compo/363-272-1.htmlhttp://www.fda.gov/downloads/Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/ucm122858.pdf

11

Procure mtodos oficiais e sites reconhecidos!!!!

Fenmenos associados absoro da luz16:42

www.uma.pt/jcmarques

R - Relaxao vibracional A - Absoro F - Fluorescncia (mesmo spin) P - Fosforescncia (spins dif.) IC - Converso Interna (mesmo spin) ISC - converso intersistema (spins dif.) P aparece sempre a maiores comprimentos de onda (< E) que FAmbos os fenmenos so raros devido aos tempos de vida muito curtos

12

6

29-10-2009

Limitaes da Lei de Beer-Lambert16:42

A linearidade limitadaOs desvios resultam das interaces entre molculas prximas

www.uma.pt/jcmarques

As partculas na amostra causam desvio da luz (scattering) As amostras podem apresentar fluorescncia ou fosforescncia Maiores concentraes provocam desvios do ndice de refraco No fcil obter um feixe de luz monocromtica

13

Raramente se pode ultrapassar um valor de absoro acima de 0,7 0,8

Transies16:42

www.uma.pt/jcmarques

14

7

29-10-2009

Transies16:42

to *Alcanos 150 nm

www.uma.pt/jcmarques

to *Alcenos Alcinos Carbonilos 175 nm 170 nm 188nm

n to *Alcoois, eters Aminas Comp. sulfurados 185 nm 195 nm 195 nm

n to *Carbonilos 285 nm

15

Bandas de absoro de compostos correntes16:42

www.uma.pt/jcmarques

16

8

29-10-2009

Cromforos orgnicos16:42

www.uma.pt/jcmarques

17

Definies16:42

Cromforogrupo covalente no saturado responsvel pela absoro electrnica

Auxocromowww.uma.pt/jcmarquesgrupo saturado que, quando ligado a um cromforo, modifica o comprimento de onda e a intensidade do mximo de absoro

Efeito batocromoDesvio das bandas de absoro para comprimentos de onda maiores influncia do solventes ou de um grupo (cromforo ou auxocromo) que se junta ou se retira molcula de referncia

Efeito hipsocromoDesvio para comprimentos de onda mais curtos

Efeito hipercromoaumento da intensidade da absoro

Efeito hipocromodiminuio da intensidade de absoro

18

9

29-10-2009

cido Actico16:42

www.uma.pt/jcmarques

19

Tolueno16:42

www.uma.pt/jcmarques

20

10

29-10-2009

fenol16:42

www.uma.pt/jcmarques

21

Ciclohexanol16:42

www.uma.pt/jcmarques

22

11

29-10-2009

Ciclohexanona16:42

www.uma.pt/jcmarques

23

Regras de Woodward-Fieser16:42

Dienos e polienos conjugadoscromforo base == 217 nm 214 nm (cclico) +5 + 30 + 39+6 + 30 +5 + 60 +0

Base 217 Substituio alqulica 3x5 = 15 Total Observado 232 234

www.uma.pt/jcmarques

cada substituio alqulica + 5 cada dupla ligao exocclica cada dupla adicional dupla no mesmo anel (homoanular) grupos polares OR SR Cl, Br NR2 correco de solvente

::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Base 214 Substituio alqulica 3x5 = 15 Exociclica Total Observado 5 234 235

24

Ligao dupla exocclica: exterior mas ligada a um anel

12

29-10-2009

Regras de Woodward-Fieser16:42

Compostos carbonilo insaturadoscromoforo base

www.uma.pt/jcmarques

(insaturado ,, anel 6C, R-alquil) ,, anel 5 C aldedo, R=H acido ou ster R= OH ou OR

215 nm 202 207 193

alquil em () nova dupla conjugada alquil em dupla exocclica dupla no mesmo anel (homoanular) grupos polares OH em () OR Cl / Br NR2 em b correco de solvente

+10 (+12) + 30 + 18 +5 + 39

35 (30) 35 (30) 15 (12) / 25(30) + 95 gua -8 / hexano + 11

25

Cores16:42

www.uma.pt/jcmarques

26

13

29-10-2009

A no esquecer !!16:42

A cor de uma soluo sempre a cor complementar da absorvidawww.uma.pt/jcmarques

27

Absoro vs emisso16:42

A energia total da molcula a soma das energias de:ligao Ef-Ei elevado UV-vis vibrao Ef-Ei mdio IV rotao Ef-Ei pequeno IV longnquo

www.uma.pt/jcmarques

Bohr: E = Ef-Ei= h h=6,626 10-34 J.s = frequncia

28

14

29-10-2009

Absoro vs emisso16:42

www.uma.pt/jcmarques

29

Limites de utilizao de solventes16:42

www.uma.pt/jcmarques

30

15

29-10-2009

Interpretao de picos16:42

Efeito da soma das reasPrincpio da sobreposio:

www.uma.pt/jcmarques

quando duas ondas se cruzam em qualquer ponto ocorre interaco e a onda resultante segue o princpio da sobreposio: o deslocamento (em magnitude) do vector elctrico em qualquer ponto e momento dado pela adio das magnitudes instantneas produzidas nesse ponto por cada uma das ondas

31

16