Conteúdo principal
Biblioteca de Química
Curso: Biblioteca de Química > Unidade 17
Lição 4: Espectroscopia- Introdução à espectroscopia
- Transições eletrônicas e energia
- Exemplo resolvido: cálculo do máximo comprimento de onda passível de ionização
- Espectrofotometria e a lei de Lambert–Beer
- Exemplo resolvido: cálculo da concentração por meio da lei de Lambert–Beer
- Espectroscopia e o espectro eletromagnético
- Transições eletrônicas em espectroscopia
- Lei de Lambert-Beer
© 2023 Khan AcademyTermos de usoPolítica de privacidadeAviso de cookies
Espectrofotometria e a lei de Lambert–Beer
A espectrofotometria é uma técnica que usa a absorção de luz para medir a concentração de um analito em solução. A quantidade de luz absorvida por uma solução está relacionada à concentração do analito pela lei de Lambert–Beer, que é expressa da seguinte forma: A = εbc, em que ε é a absortividade molar do analito, b é o comprimento do caminho (a distância percorrida pela luz na solução), e c é a concentração do analito. Versão original criada por Sal Khan.
Quer participar da conversa?
- eu quero saber sobre leis ponderais e esse video n fala sobre isso :((3 votos)
- Isso está indicado como leis ponderais PQ ?!
desculpe se for ignorância minha mas eu esperava leis de conservação de massa e derivados...(1 voto)
Transcrição de vídeo
RKA2JV - E aí, pessoal,
tudo bem? Nesta aula, vamos
conversar um pouco a respeito
de espectrofotometria. É um conceito
bastante simples. Para entender, digamos
que temos duas soluções aqui que contêm algum
tipo de soluto. Aqui a solução 1
e aqui a solução 2. E vamos dizer que
os nossos béqueres, nossos copos de precipitação,
tenham a mesma largura. Além disso, vamos
dizer que esta primeira tenha menos soluto, que eu vou
colocar aqui em amarelo. Já a segunda
tem mais soluto, e eu vou representar isso
com linhas mais intensas, mais ou
menos assim. Então, a concentração de soluto
é maior nesta segunda solução. Ou seja, é a
maior concentração. E aqui,
a menor concentração. Vamos pensar no que acontece
se lançarmos alguma luz através de cada
um destes béqueres. E claro, assumindo que ela brilhe
em um comprimento de onda que é especificamente sensível
ao soluto que temos dissolvido aqui. A luz está aqui com uma certa
intensidade de incidência que eu vou
chamar de I₀. O que acontece quando ela
sai do outro lado do copo? Parte dela vai ser absorvida por
pequenas partículas dentro do béquer. Com isso, você vai ter menos luz
saindo do outro lado, e eu vou chamar
isso aqui de I₁. Agora, se
colocarmos a luz na mesma intensidade no
segundo béquer, o que acontece? Mais luz vai
ser absorvida. Isso porque vai
esbarrar em moléculas, porque tem uma
concentração maior. Então, a luz que sai,
que eu vou chamar de I₂, vai ser menos intensa
do que esta aqui. Neste caso, I₂
vai ser menor do que I₁. E o que acontece se você
tem um béquer mais largo e que tenha a mesma concentração
que o segundo béquer, e que eu vou
chamar de número 3? Deixe-me colocar
parecido aqui. De novo, vamos colocar a luz
sobre o copo com a mesma intensidade, e você vai ter uma
quantidade de luz passando. O que acontece
nesta situação? É a mesma
concentração, mas aqui a luz tem que
percorrer uma distância maior, o que significa que vai colidir com
mais moléculas e será mais absorvida. Ou seja, menos luz
transmitida do outro lado. Então, I₂ é menor do que I₁
e I₃ é menor do que I₂. Basicamente, aqui tem
pouca luz, aqui um pouco mais, e aqui temos mais luz sendo
transmitida do outro lado do béquer. E, se você fosse uma pessoa
que estivesse olhando do outro lado, a luz que sai do primeiro
copo é mais clara, no segundo, tem
uma luz mais escura, e este terceiro,
ainda mais. E isso faz
muito sentido, porque, se você dissolver algo
na água, ainda será transparente. E, conforme vai adicionando
mais coisas a essa água, ela vai ficando
mais opaca. E, se o copo em que você
está dissolvendo fica mais largo, a água fica
mais opaca ainda. Isso te dá uma introdução
por trás da espectrofotometria. Mas por que
isso é importante? Por que é importante saber
a quantidade de luz que sai ou a quantidade de luz que entra
na concentração de uma solução? Antes de responder,
vamos mostrar algumas maneiras de definir o quão
concentrada está a solução e algumas maneiras de medir quanta luz
é transmitida e quanta luz é colocada. A primeira delas é o que
chamamos de transmitância. Nada mais é do que a intensidade
de luz que saiu, que foi transmitida, sobre a quantidade
de luz que foi colocada. No primeiro caso,
I₁ sobre I₀. No segundo, a transmitância
vai ser I₂ sobre I₀. E, como já vimos,
I₂ é menor do que I₁. Então, esta transmitância
será menor do que a primeira. Eu posso até chamar
aqui de transmitância 2, esta aqui de 1, e esta aqui
de transmitância 3, que vai ser
I₃ sobre I₀. Esta última é a menor transmitância,
seguida desta e, depois, desta. E a menor transmitância
vai te dar o meio mais opaco. Outra definição, que na verdade
é derivada da primeira, é a noção
de absorbância: é a capacidade
de um material absorver, o quão bom
ele é em absorver. É o oposto
da transmitância, que basicamente significa
que você é ruim em absorver. Se você é bom em absorver,
significa que não está transmitindo muito. Então, definindo
propriamente absorbância, nada mais é do que o logaritmo
negativo da transmitância. E claro, esse log
está na base 10. Se você quiser,
pode escrever como: o logaritmo negativo
da luz que sai, que é transmitida, sobre a quantidade
de luz que entra. Mas é mais fácil pensar
desta forma, não é? Se a transmitância
é um número muito alto, a absorbância vai ser
um número muito pequeno. Outra coisa interessante
a respeito disso é que existe algo chamado de
lei de Beer-Lambert, e que nos diz que
a absorbância é proporcional ao comprimento do caminho,
que eu vou chamar de "L" (minúsculo), vezes a concentração. E, normalmente, utilizamos
molaridade para concentração. Outra maneira
de escrever isso é que a absorbância
é igual a alguma constante, que geralmente
utilizamos um ε, e isso depende da solução
ou do soluto que temos aqui, da temperatura
e de outros fatores, e multiplicamos pelo comprimento
vezes a concentração. Deixe-me colocar aqui que este "c"
e este aqui são a concentração. Só para você ver
o quão útil é isso, se tivermos o plano cartesiano aqui,
onde, neste eixo, temos a concentração, e estamos medindo como molaridade,
e começamos em zero. E vamos aqui: 0,1,
0,2 e 0,3, já está bom. E, no eixo vertical,
temos a absorbância. Agora, se temos uma solução
onde conhecemos a concentração, no caso, uma
concentração molar de 0,1 e digamos que você
meça a sua absorbância e ache um número mais ou menos
aqui, que seja igual a 0,25. Esta concentração é muito baixa,
por isso, não absorveu muito. Agora, digamos que você pegue
uma concentração de 0,2 molar e ache uma
absorbância de 0,5. Isso te mostra que
temos uma relação linear. Para qualquer concentração,
a absorbância estará na reta. Se você não lembra, ε vezes
o comprimento é a inclinação. Esta reta é muito importante.
Mas por quê? Pois você pode calcular
algebricamente a absorbância, mas também pode
olhar para o gráfico e ver que tinha duas
concentrações conhecidas e, com isso, você consegue
descobrir a absorbância. Além disso, você pode
conhecer alguma absorbância e, com isso, consegue
determinar a concentração. Por exemplo, se você achar
uma absorbância igual a 0,4, você pode
ir na reta e achar a concentração correspondente
aproximada visualmente. Está bem próxima
de 0,2 molar, neste caso. Eu espero que esta aula
tenha lhes ajudado e até a próxima,
pessoal!