Espectrofotometria – Princípios e aplicações
A espectrofotometria é um método que estuda a interação da luz com a matéria e a partir desse princípio permite a realização diversas análises. Cada composto químico absorve, transmite ou reflete luz ao longo de um determinado intervalo de comprimento de onda. A espectrofotometria pode ser utilizada identificar e quantificar substâncias químicas a partir da medição da absorção e transmissão de luz que passa através da amostra.
Vamos supor que você olhe para duas soluções da mesma substância, uma com maior intensidade de cor que a outra. O senso comum diz que o mais escuro é o mais concentrado. Assim, tal como a cor da solução se intensifica, sua concentração também aumenta. Esta é uma analogia com o princípio da espectrofotometria: a intensidade da cor é a medida da quantidade de um material em solução.
Um segundo princípio é que cada substância absorve ou transmite certos comprimentos de onda, mas não outros. Por exemplo, a cor de uma folha está relacionada com comprimento de onda de luz. Cada cor tem um comprimento de onda diferente, então quando a luz atinge um objeto, alguns comprimentos de onda são absorvidos e outros refletidos de volta. A clorofila absorve luz vermelha e violeta, enquanto que transmite amarela, verde e azul. Os comprimentos de onda transmitidos e refletidos nos fazem perceber a cor verde.
É esse mesmo princípio de cor e comprimento de onda em que um espectrofotômetro se baseia. Esse equipamento mede e compara a quantidade de luz que uma substância absorve. Dessa forma é possível realizar uma análise quantitativa e qualitativa, identificando e determinando a concentração das substâncias conforme a interação com a luz.
Uso e aplicação da espectrofotometria
Espectrofotometria é uma ferramenta importante e versátil amplamente utilizada para a análise em diversas áreas como química, física, biologia, bioquímica, materiais, engenharia química e aplicações clínicas e industriais.
Dentre as diversas aplicações o espectrofotômetro é usado para medir determinados ingredientes em uma droga, medir o crescimento bacteriano, ou diagnosticar um paciente com base na quantidade de ácido úrico presente em sua urina. Sendo que as análises podem ser quantitativas (identificação da concentração da substância) e qualitativas (identificação de uma substância desconhecida), já que cada substância irá refletir e absorver a luz de forma diferente.
Como o espectrofotômetro funciona?
- Uma amostra é colocada dentro do espectrofotômetro.
- Há uma fonte de luz e um dispositivo chamado monocromador divide a luz em cores, ou melhor, comprimentos de onda individuais.
- Uma fenda ajustável permite apenas um comprimento de onda específico através da solução de amostra.
- O comprimento de onda da luz atinge a amostra, que está em um pequeno recipiente chamado de cubeta.
- A luz passa através da amostra e é lida pelo detector.
O espectrofotômetro é muito sensível e qualquer interferência pode mostrar um resultado errado. As cubetas têm papel fundamental e sua limpeza e correta utilização são essenciais para a obtenção de resultados corretos e confiáveis.
Os principais componentes de um espectrofotômetro
- Fonte de Luz: é composta por uma lâmpada de deutério e uma lâmpada de tungstênio. A lâmpada de deutério emite radiação UV e a de tungstênio emite luz visível.
- Monocromador: alguns equipamentos ainda possuem um prisma como monocromador, porém, os mais modernos possuem dispositivos eletrônicos que transformam a luz incidida em vários comprimentos de onda em um único comprimento de onda, ou seja, luz monocromática.
- Detector: é um dispositivo que detecta a fração de luz que passou pela amostra e transfere para o visor e para o computador acoplado ao aparelho.
- Amostras: só podem ser analisados por espectrofotometria de absorção compostos que absorvem luz. Em caso de soluções fortemente coloridas como permanganato, dicromatos, cromatos e outros compostos com cores altamente acentuadas deverão ser feitas, no mínimo, 5 diluições.
- Cubeta / Recipiente: é um pequeno recipiente utilizado para conter o material a ser analisado. As cubetas podem ser quadradas, retangulares ou redondas e são constituídas de vidro, sílica (quartzo) ou plásticas.
Cubetas para espectrofotometria
É preciso ter cuidado ao manusear as cubetas, mesmo uma ligeira impressão digital pode interferir nos resultados. É muito importante não tocar na superfície óptica da cubeta, pois óleos de sua pele, partículas de tecidos de limpeza, poeira e outros contaminantes podem afetar as leituras. A utilização e limpeza corretas são a base de qualquer análise espectrofotométrica, ajudando a evitar erros de medição.
As cubetas de vidro são usadas para comprimento de onda de luz visível e o quartzo tende a ser usado na luz UV com comprimento de ondas abaixo de 340nm. Já as cubetas descartáveis de plástico são, muitas vezes, utilizadas em ensaios rápidos onde a velocidade é mais importante do que a exatidão elevada, mas com a praticidade de ser usada apenas uma vez.
