Espectroscopia de Absorção Molecular na Região do Ultravioleta e Visível | UV-VIS
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A Espectroscopia de Absorção Molecular na Região do Ultravioleta e Visível (UV-vis) estuda o comportamento da matéria quando exposta à radiação eletromagnética na faixa em torno de 100 a 400 nm (ultravioleta) e 400 a 750 nm (visível).
Estas técnicas se baseiam em medidas de transmitância ou absorbância apresentada pela solução contendo o composto de interesse e possuem grande aplicação em determinações quantitativas de uma grande variedade de espécies orgânicas e inorgânicas.
Na presença da radiação UV-vis, os elétrons de valência das espécies atômicas ou moleculares absorvem a energia eletromagnética e como resultado os elétrons são promovidos de um orbital ocupado de menor energia, para um orbital desocupado de maior energia, ou seja, os elétrons passam do estado menor energia (fundamental) para um estado maior de energia (excitado).
A radiação eletromagnética absorvida tem energia exatamente igual à diferença de energia entre os níveis eletrônicos excitado e fundamental.
Entretanto, esses elétrons são influenciados pelos núcleos ao qual estão ligados que modificam o espaçamento de energia entre os estados fundamental e excitado. Assim, o comprimento de onda da radiação absorvida é uma propriedade de um grupo de átomos e não apenas dos elétrons individuais e tal conjunto de átomos é chamado de grupo cromóforo.
Diversos compostos orgânicos com funções como álcoois, éteres, aminas, alcenos, alcinos, compostos carbonílicos, de enxofre e com anéis aromáticos constituem grupos cromóforos e absorvem radiação ultravioleta e visível.
Entretanto, as faixas de absorção de vários compostos de uma certa classe são muito semelhantes, possibilitando apenas distinguir a natureza do grupo cromóforo de uma amostra desconhecida, sendo necessário o uso em conjunto com outras técnicas como ressonância magnética nuclear e infravermelho para uma caracterização.
As análises são realizadas em espectrofotômetros, equipamentos que possuem, de modo geral, uma fonte de energia radiante, um seletor de comprimento de onda para a medida, recipiente para a amostra que não absorva radiação na faixa aplicada, um detector de radiação que converte a energia radiante em sinal elétrico mensurável e uma unidade de processamento e leituras dos sinais obtidos.
O tipo de solvente utilizado para solubilizar a amostra deve ser escolhido analisando-se sua capacidade de não absorver radiação na região que serão realizadas as medidas, assim evitando interferências.
Quando se realiza leituras de amostras, observa-se que uma maior quantidade de espécies absorventes da radiação em um determinado comprimento de onda, resulta em uma maior extensão da absorção.
Ainda, quanto maior for a eficiência que um composto tem de absorver a luz de um certo comprimento de onda, maior será a extensão dessa absorção. A expressão A= εbc representa estas observações e é chama de Lei de Beer-Lambert, em que o valor da absorbância (A) varia linearmente com a concentração do analito (c), comprimento do caminho óptico (b) e a absortividade molar do composto (ε) e pode ser utilizada para cálculo da concentração de um analito a partir de sua absorbância.
Os espectros obtidos de espécies moleculares normalmente têm muitos modos excitados. Observa-se, a partir desses tipos de transições combinadas, que o espectro ultravioleta e visível de uma molécula é, em geral, composto de uma banda larga de absorção centrada perto do comprimento de onda da transição principal. Os espectros mostrados abaixo exemplificam isto.
Alguns bancos de dados de espectros UV-vis podem ser acessados pela internet, como os sites públicos NIST – National Institute of Standards and Technology e PubChem, para realização de comparações de resultados.
Devido a suas limitações, a Espectroscopia de UV-vis precisa ser utilizada em complemento a outras técnicas de caracterização para fornecer informações mais exatas a cerca de um composto.
