UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO CURSO DE AGRONOMIA TIAGO AGRIZZI ISABELLA OLIVEIRA NASCIMENTO CECÍLIA FERRAZ CROMATOGRAFIA EM PAPEL ESPECTOMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA ESPECTROSCOPIA DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA DO INFRAVERMELHO SÂO MATEUS Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 1
2009 TIAGO AGRIZZI ISABELLA OLIVEIRA NASCIMENTO CECÍLIA FERRAZ CROMATOGRAFIA EM PAPEL ESPECTOMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA ESPECTROSCOPIA DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA DO INFRAVERMELHO Relatório científico apresentado á disciplina de Química Instrumental, como requisito para avaliação sob a supervisão do Professor M.Sc. Johnson Pontes Moura. SÂO MATEUS 2009 Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 2
Sumário: 1.0 Resumo...03 2.0 Considerações iniciais...04 3.0 Espectroscopia de Absorção Atômica...04 3.1 Absorção atômica...05 3.2 Interferências na Espectroscopia de Chama...09 3.3 Laboratório de solos...13 4.0 Cromatografia...13 4.1Experimento...14 5.0 Espectrometria do infravermelho...17 6.0 considerações finais...20 Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 3
1.0 Resumo: O presente relatório, aborda um breve conceito sobre os temas: cromatografia em papel, espectrometria de absorção atômica e espectroscopia de ressonância magnética do infravermelho, discutindo a definição, a instrumentação e a aplicação desse métodos analíticos, como por exemplo no solo, além da abordagem de experimentos feitos em aulas praticas no laboratório de solos da Copbac. Palavras chave: Cromatografia, espectrometria e infravermelho. Abstract: This report deals with a concept brief on the issues paper chromatography, atomic absorption spectrometry and magnetic resonance spectroscopy in infrared, discussing the definition, instrumentation and application of analytical methods, such as soil, beyond the approach of experiments done in practical classes in laboratory soils Copbac. Keywords: chromatography, and infrared spectrometry. Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 4
2.0 Considerações iniciais: A cromatografia consiste em uma técnica que se utiliza da propriedade de algumas substâncias as quais não reagem entre si, mas dissolvem-se umas nas outras, devido a interação de suas forças intermoleculares que também proporcionam o efeito do arraste capilar, este ocorrendo quando o eluente (fase móvel) utilizado interage fisicamente com a fase fixa. No caso da cromatografia de papel, a percolação do soluto entre as fibras de papel acontece devido a polaridade das moléculas do solvente e da celulose. O experimento consistiu de duas fases: Na fixa (o papel onde ocorrerá a separação); a móvel, composta pelo eluente e pela substância a ser analisada que se for uma mistura deverá se dividir em virtude das diferentes solubilidades e polaridades de seus constituintes, sendo cada uma arrastada a uma velocidade diferente, deixando as outras substâncias ou ficando para trás, de acordo com as afinidades pelo papel ou pelo eluente. A espectrometria de absorção atômica (AAS) é hoje uma técnica largamente difundida e empregada para a determinação de elementos traço nas mais diversas amostras. A técnica utiliza basicamente o princípio de que átomos livres (estado gasoso) gerados em um atomizador são capazes de absorver radiação de freqüência específica que é emitida por uma fonte espectral; a quantificação obedece desta forma, os princípios da lei de Beer. A espectroscopia de absorção no infravermelho é umas das técnicas analíticas utilizadas em laboratórios de pesquisa, tanto nas indústrias quanto nos meios acadêmicos. Algumas das vantagens dessa técnica são a facilidade de preparação da amostra; a possibilidade do uso de amostras em filmes sólidos, amostras líquidas e gasosas; bem como o custo, o tamanho e a versatilidade do equipamento necessário para as análises. 3.0 Espectroscopia de Absorção Atômica Princípios da absorção atômica O método baseia-se na absorção da energia radiante pelas espécies atômicas neutras, não-excitadas, em estado gasoso. Cada espécie atômica possui um espectro de absorção formado por uma série de estreitas raias características devidas a transições eletrônicas envolvendo os elétrons externos. Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 5
A maioria dessas transições corresponde a comprimentos de ondas nas regiões ultravioleta e visível. Uma certa espécie atômica, neutra e no estado fundamental, é capaz de absorver radiações de comprimentos de onda iguais aos das radiações que ela, quando excitada, é capaz de emitir. Na absorção atômica, o elemento a determinar é levado à condição de uma dispersão atômica gasosa através da qual se faz passar, então, o feixe de radiação de uma fonte apropriada. O processo usual consiste em introduzir a solução da amostra, na forma de um aerossol, em uma chama apropriada. A chama cumpre, assim, a função da célula na absorciometria convencional. A extensão da absorção, que se processa a custa de transições eletrônicas do estado fundamental a um estado energético mais alto, é uma medida da população de átomos do elemento responsável presente na chama e, portanto, da concentração do elemento na amostra. A espectrofotometria de absorção atômica e a espectroscopia de chama são métodos que têm de comum o fato de ambos introduzirem a amostra na chama em forma de um aerossol. Porém, os dois métodos diferem fundamentalmente entre si. Na espectroscopia de chama mede-se a intensidade da radiação emitida pelos átomos excitados; e, na absorção atômica, o objeto da medida é a radiação absorvida pelos átomos neutros no estado fundamental. A espectrofotometria de absorção atômica oferece uma série de vantagens sobre a espectroscopia de chama. Uma delas relaciona-se com o fato de o número de átomos no estado fundamental ser várias ordens de grandeza maior do que o número de átomos excitados; daí resulta uma sensibilidade muito maior para a técnica da absorção atômica. 3.1 Absorção Atômica 1- Fontes Em princípio, deve-se usar na absorção atômica uma fonte contínua, como no ultravioleta e no infravermelho. A dificuldade é causada pela extrema agudez da linha de absorção, da ordem de 0,01 A de meia largura, que remove apenas uma pequena fração da energia da região espectral passada por um monocromatizador usual. A fim de obter resultados com precisão adequada, é necessário um espectrofotômetro com alta dispersão junto com um registrador Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 6
de escala expandida, de modo que se possam ler as intensidades integradas com precisão. Mais prático é o uso de uma série de fontes que dão linhas de emissão nítidas para elementos específicos. A mais bem sucedida dessas fontes á a lâmpada de descarga luminosa com cátodo oco. Essa consiste em dois eletrodos um dos quais em forma de copo e feito com o elemento especificado (ou uma liga daquele elemento); o material do ânodo não é crítico. A lâmpada é preenchida com um gás nobre, a baixa pressão. A aplicação de 100 a 200V produzirá, após um breve tempo, uma descarga luminosa com a maior parte da emissão vinda de dentro do cátodo oco. As radiações consistem de linhas discretas do metal mais as do gás de enchimento. O gás é escolhido pelo fabricante para dar as menores interferências espectrais com o referido metal. O espectro de uma lâmpada de cátodo oco é mostrado no gráfico 8.5. Observar que a linha do níquel a 2320 A é cercada por numerosas linhas de níquel não-absorventes. Pode-se isolar a linha desejada com um monocromatizador de banda estreita. O gráfico 8.6 mostra a relação entre o espectro de emissão de uma lâmpada de cátodo oco (a), o mesmo observado através de um monocromatizador (b) e o efeito de uma absorção na chama (c). A partir das relações mostradas no gráfico 8.6 será evidente que a medida com um fotômetro de absorção atômica é um processo essencialmente idêntico à medida com qualquer fotômetro de absorção de feixe duplo. Po e P são determinados sucessivamente, sem qualquer variação, mas condições da chama e a lei de Beer se aplicam da maneira convencional. Os fotômetros de absorção atômicas comerciais são geralmente providos de monocromatizadores capazes de isolar 2 A, mas neles pode-se abrir mais as fendas para maior sensibilidade quando a interferência não é um problema. Usam-se outras fontes de luz, particularmente para metais voláteis como mercúrio e os alcalinos, para os quais as válvulas de descarga fornecem grande brilho. Eles apresentam, contudo, linhas de emissão um pouco mais largas. A principal objeção a qualquer uma dessas fontes é o grande número de lâmpadas que se deve ter a mão. Há algumas lâmpadas de cátodo oco acessíveis, com vários metais contidos numa única estrutura do cátodo que aliviam de certa forma esse problema. Exemplos são: Ca, Mg e Al; Fe, Cu e Mn; Cu, Zn e Pb e Sn; e Cr, Co, Cu, Fe, Mn e Ni. Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 7
2- Espectrofotômetros de Absorção Atômica Os componentes fundamentais de um espectrofotômetro de absorção atômica compreendem uma fonte, que fornece as raias de emissão da espécie atômica interessada; um nebulizador-combustor, para induzir a amostra na forma de um aerossol na chama; um monocromador, para isolar o comprimento de onda desejado, e um sistema apropriado para medir a potência do sinal que alcança o detector fotossensível. Espectrofotômetro de Absorção Atômica com chama. Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 8
Espectrofotômetro de Absorção Atômica com forno de grafite Fontes de radiação: LÂMPADAS DE DESCARGA: produzem um espectro de raias por meio da passagem de uma corrente elétrica através de vapor de metal (úteis para produzir espectros dos metais alcalinos e do mercúrio) LÂMPADAS DE CÁTODO OCO: são usadas mais amplamente, e consistem num tubo de vidro com grossas paredes contendo Neônio ou Argônio à baixa pressão (1-2 atm), provido de um cátodo feito ou recoberto do elemento interessado, comumente em forma de cilindro fechado em uma das extremidades, e um ânodo em forma de fio de Tungstênio. (A face frontal da lâmpada é feita de quartzo ou vidro, de acordo com os comprimentos de onda a se transmitir). Nebulizadores-combustores Dispositivo que serve para dispersar a amostra em forma de partículas atômicas neutras no caminho óptico do aparelho. Estuda-se a troca deste por: Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 9
a) Fornos em que a amostra é levada rapidamente à alta temperatura b) Arcos de centelha c) Dispositivos de projeção em que a amostra, colocada sobre um cátodo, é bombardeada por íons positivos de um gás. d) Nebulizadores-combustores nos quais a amostra é induzida como um aerossol em uma chama produzida pela queima de um gás combustível. Monocromadores: Dispositivo capaz de isolar a raia analítica e de bloquear as raias ou bandas vizinhas, bem como a radiação de fundo da chama tanto quanto possível. O dispositivo monocromador deve deixar passar a maior quantidade de luz possível, ou seja, suas fendas devem ser ajustáveis para dar abertura a uma faixa espectral com amplitude próxima a 2 ª. Detectores e indicadores: Em geral, os instrumentos empregam tubos fotomultiplicadores para converter energia radiante em sinal elétrico. O sistema eletrônico deve ser capaz de responder a um sinal modulado da fonte sem interferência da chama na qual é induzida a amostra. A maior parte da radiação da fonte é removida mediante colocação do monocromador entre a chama e o detector, entretanto, o monocromador transmite a raia de emissão correspondente ao comprimento de onda do pico de absorção. 3.2 Interferências na Espectroscopia de Chama : Interferências Espectrais: Radiações emitidas de outras espécies e seus óxidos dentro da faixa de comprimento de onda isolada pelo aparelho. Sua extensão depende do tipo de instrumento usado, da temperatura da chama e da relação de concentrações do interferente e do elemento. O problema pode ser resolvido utilizando espectrofotômetros a base de filtros. Emissão de fundo: Radiações contínuas de fundo emitidas pela própria chama. Se a emissão for proveniente da chama pode-se usar o recurso de aspirar o solvente puro da chama subtraindo a resultante leitura das medidas com a amostra. Auto-absorção: Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 10
A energia radiante emitida no interior da chama pode ser absorvida pela mesma espécie no estado fundamental. Assim. A auto-absorção impede que um fóton emitido alcance o detector (a auto absorção aumenta proporcionalmente à concentração do elemento emissor). Ionização: A chama quando muito quente fornece energia suficiente para ionizar os metais alcalinos, e a ionização diminui a concentração de átomos neutros disponíveis. Sendo assim, observa-se a diminuição da intensidade da emissão nas chamas mais quentes. Outro efeito relacionado é a exaltação catiônica, que resulta da repressão do metal interessado pela presença do metal interessado pela presença de um segundo; e pode ser amenizada pela adição de uma alta concentração do elemento potencialmente interferente (tampão de radiação) aos padrões e à amostra, de modo a diminuir o efeito das pequenas concentrações do interferente presentes na amostra. Interferências aniônicas: Envolve formação, com o cátion em questão, decomposto que se volatilizam apenas lentamente à temperatura da chama, de forma incompleta. Ou seja, as concentrações dos átomos neutros disponíveis para excitação são limitadas pela incompleta volatilização. As vezes é recomendável a substituição do ânion passando a solução através de uma resina trocadora de ânions, ou o uso de agentes precipitantes apropriados, ou ainda a adição de agentes liberatórios, que se combinam com o ânion interferente ou o deslocamento pela complexação do cátion. Absorção Atômica sem Chama: Algumas vezes é possível produzir vapor de átomos de metal por meios diferentes de uma chama. A aplicação mais antiga da absorção atômica, por exemplo, é a avaliação da concentração de vapor de mercúrio no ar por absorção da linha de ressonância de 2.357 A. Há vários instrumentos no mercado para essa finalidade, que usam um feixe de radiação de uma lâmpada germicida de quartzo. É possível dissociar compostos metálicos por meio de uma descarga elétrica em radiofreqüência.a descarga é produzida em um gás por uma bobina de indução formada por poucas voltas de um fio grosso envolvendo um tubo de sílica que contém o gás. A bobina é alimentada pelo gerador de alta freqüência de um aquecedor por indução. A amostra é aspirada Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 11
pela corrente do gás de arraste e é atomizada na descarga, onde se pode examina-la pela luz transmitida proveniente de uma lâmpada de cátodo oco. Uma vantagem é que o gás de arraste pode ser um gás não-reativo como o argônio e assim não se formam óxidos nem outros compostos refratários. Houve vários estudos sobre métodos para atomizar substâncias sólidas diretamente, evitando a etapa de solução. Em um processo, amostra é colocada numa barquinha de sílica dentro de um tubo de combustão de sílica e aquecida eletricamente. Passa-se luz monocromática no sentido do comprimento do tubo de combustão e mede-se sua absorção pelo metal vaporizado. Em outro procedimento, a amostra metálica constitui o cátodo duma lâmpada de cátodo oco desmontável. O cátodo é aberto nas duas extremidades em vez de em formato de copo e o feixe de luz proveniente da fonte passa através dele. A amostra é lançada no espaço axial por uma descarga de alta voltagem. Também parece possível vaporizar uma amostra por um feixe laser e medir sua absorção atômica. Aplicações da Absorção Atômica: Pode-se conseguir uma idéia da grande aplicação da análise de absorção atômica por chama examinado-se um compêndio de folhas avulsas intitulado "Analytical Methods for Atomic Absorption Spectrophotometry", publicado pela Perkin-Elmer Corporation. A edição de maio de 1966 inclui 114 procedimentos específicos para 29 elementos e regras de condições ótimas de operação para outros quarenta (o único não-metal incluído é o fósforo). Como se poderia esperar, a orientação é dada para os instrumentos da Perkin-Elmer, mas os procedimentos são facilmente adaptáveis para serem usados com instrumentos de outros fabricantes. Como exemplo, consideremos o chumbo. Além das observações gerais sobre o elemento (tipo de lâmpada, mistura de gás conveniente, concentração ótima para as soluções-padrão, etc.) são fornecidos detalhes para a análise do chumbo em ligas à base de cobre, gasolina, óleos lubrificantes, sangue, aço, urina, outro e vinho. Em cada caso são fornecidas referências bibliográficas. A espectrofotometria permite determinar em torno de 65 elementos na faixa de 1 a 10 ppm com precisão de +/-1% no mínimo. A detectibilidade de um elemento depende de sua própria estrutura e do equipamento usado. Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 12
A sensibilidade é a concentração do elemento que produz uma absorção de 1% da energia radiante incidente e é comumente expressa em ug/ml/1% (tendo água por solvente). O limite de detecção por sua vez é a concentração mínima do elemento em solução aquosa capaz de ser detectada. Nas medidas de absorção atômica a melhor precisão é alcançada quando a absorbância se situa na faixa de 0,15 a 1,00 (cerca de 70 a 10% da transmitância). Para isso as concentrações devem ser constantemente ajustadas. As medidas de absorção atômica são influenciadas por certas variáveis analíticas tais como: as velocidades de fluxo dos gases combustível e oxidante e a velocidade da introdução da amostra na chama. Uma velocidade baixa induz uma população atômica reduzida, enquanto uma velocidade elevada implica num uso excessivo de energia da chama no processo de evaporação, que prejudica a formação de átomos isolados. A espectrofotometria está sujeita a interferências químicas, de ionização e de matriz. Todos os combustíveis utilizados produzem radiação contínua, o espectro emitido por ele depende das condições da chama (combustível-oxigênio) e da temperatura. As chamas de hidrogênio têm a vantagem de produzir radiação contínua fraca, entretanto devido aos radicais OH formado na combustão produzem espectro de banda entre 280 a 348 nm. As chamas com base de hidrocarbonetos produzem espectros contínuos mais intensos. Podem aparecer bandas espectrais devido à combinação do monóxido de carbono com oxigênio atômico, ou devido á formação de radicais OH e CH e as moléculas C 2. A aplicação da espectrofotometria de absorção atômica: A alta potencialidade de determinação direta e indireta de metais de certos compostos orgânicos e alguns íons é muito grande. Atualmente qualquer metal da tabela periódica pode ser determinado por absorção atômica, com maior ou menor dificuldades. Muitas das aplicações da absorção atômica na determinação de traços de elementos em vários sistemas orgânicos, inorgânicos e biológicos, foram desenvolvidos e estão lentamente substituindo técnicas convencionais muito mais demoradas. Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 13
Com isso a determinação de zinco em fertilizante pode ser citada como exemplo. O método usado para aplicação de fosfatos pode influenciar a disponibilidade de zinco.em solos de baixo teor de zinco disponível a aplicação de fertilizantes fosfatados em sulcos ou ao lado das fileiras das plantas induzem a uma deficiência do zinco, enquanto que aplicação dos mesmos fertilizantes em cobertura total não afetou sua disponibilidade. Como ocorre freqüentemente com outros micronutrientes a deficiência de zinco se apresenta em áreas irregulares e em certos pontos do campo. O zinco integra os sistemas enzimáticos essenciais para a síntese das proteínas e funciona também nos processos relacionados com o desenvolvimento das partes florais, na produção de grãos e sementes bem como na velocidade de maturação das plantas e de suas sementes. Geralmente é aplicado como carbonato de zinco (ZnCo 3 ); óxido de zinco (ZnO), sulfato de zinco(znso 4.h 2 O) 3.3 Laboratório de Solos: Prestação de serviço à comunidade externa e interna ao IQ através de processamento das seguintes análises: 1. Análise básica de solo para fins de fertilidade, onde são determinados os macronutrientes contidos na terra. 2. Análise de calcário. 2. Este laboratório participa do "Ensaio de Proficiência para Laboratórios de Análise de Solo para Fins Agrícolas", junto ao Instituto Agronômico de Campinas, desde 1986, demonstrando elevado conceito em eficiência e qualidade. Participam deste programa 89 laboratórios do Brasil e há 15 anos tem se classificado no grupo A, entre os dez melhores laboratórios, tendo conseguido por três vezes o primeiro lugar. As análises dos elementos P, K, Ca e Mg são feitas através de extração por resina de troca iônica e posterior determinações por métodos instrumentais, a saber: espectrofotometria na região do visível, fotometria de chama e espectrofotometria de absorção atômica, respectivamente. A análise de matéria orgânica é feita por método Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 14
colorimétrico e as medidas de acidez e acidez potencial, por método potenciométrico. O Al é determinado por volumetria e o S por turbidimetria. 4.0 Cromatogarfia: Cromatografia em papel: Cromatografia é uma técnica de separação e de análise de substâncias em solução, mediante um processo em que se realizam adsorções (ou repartições) seletivas. Efetua-se fazendo passar uma solução (líquida ou gasosa) através de uma fase estacionária, onde se efetua o procedimento de separação. A solução recebe a denominação de fase móvel. A fase estacionária pode ser sólida ou líquida. Quando é sólida, o mecanismo da cromatografia é baseado na adsorção das substâncias dissolvidas (cromatografia por adsorção). À medida que a solução passa através da fase sólida, os solutos vão sendo sucessivamente adsorvidos e dessorvidos, cada qual com uma característica específica. Por isso, no processo de escoamento da solução os que são mais adsorvidos atrasam-se em relação aos menos adsorvidos, e consegue-se a separação uns dos outros. Quando a fase estacionária é líquida, o mecanismo da separação é baseado na diferente repartição dos solutos entre o solvente da solução e o líquido estacionário (cromatografia por repartição). A cromatografia pode realizar-se numa coluna (cromatografia em coluna), ou numa tira de papel (cromatografia em papel --- nosso experimento) ou numa placa recoberta pelo material ativo (cromatografia em camada fina). É uma técnica de análise muito versátil e com extensa e corrente aplicação em bioquímica. As primeiras cromatografias foram realizadas com substâncias coradas e daí provém o nome associado à técnica. 4.1Experimento: No experimento físico-químico, bastante atraente, foi usada a técnica da cromatografia em papel (do grego khroma, cor). A origem dessa denominação prende-se, como já dissemos, ao fato de que, inicialmente, essa técnica era empregada apenas na separação dos componentes de materiais coloridos. Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 15
O colorido das tintas se obtém, geralmente, de pigmentos colhidos de terras raras (grupo de elementos químicos). As tintas coloridas usadas em canetas são obtidas por convenientes misturas desses pigmentos dissolvidos em solventes próprios, sendo que a cor obtida é o resultado visual dessa composição de pigmentos coloridos. Tais tintas, de modo geral, são insolúveis em água, mas solúveis em álcool. É a solubilidade dessas tintas (pigmentos) em álcool que utilizaremos nesse experimento. Material Dois pedaços de papel filtro, com diâmetro de 11 cm, uma xícara de plástico e varias canetas de tinta de cores diferentes. Montagem Num dos círculos de papel-filtro (cerca de 11 cm de diâmetro) faça um orifício central bem pequeno. Ao redor desse orifício e afastados 7mm dele pinte pequenos círculos coloridos usando as canetas de ponta porosa. No outro pedaço de papel filtro corte um triângulo de base 2 e altura 4cm enrole-o a fim de formar um cone. Encaixe o círculo que contém as pintas coloridas sobre o cone de papel-filtro, como se ilustra acima. Coloque esse conjunto dentro da xícara e preencha recipiente com álcool (camada de cerca de 1 cm de altura) e água. Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 16
Resultados O álcool começará a encharcar o papel-filtro do cone, a partir do ápice e, por capilaridade irá migrar lentamente até o disco de papel-filtro que contém as marcas coloridas. Ali chegando o álcool começará a migrar em sentido á periferia do disco. Ao passar pelas marcas coloridas o álcool irá dissolver a tinta, arrastando consigo os pigmentos para a borda no disco. Como cada componente da mistura percorre o papel-filtro com velocidade diferente (devido ás suas composições químicas e interações com o álcool serem diferentes), ocorrerá a separação dos diferentes materiais que constituem a tinta. Assim, formar-se-ão trilhas coloridas radiais a partir de cada marca colorida inicial. A quantidade de álcool deve ser ajustada experimentalmente já que, se for pequena demais, não conseguirá chegar até a borda do disco. Experimento na prática em laboratório dia 24 de setembro de 2009: Material: Papel filtro Caneta colorida( preta, vermelha, verde, rosa, azul, roxa) Água e álcool Xícara de Plástico Desenvolvimento: As 7:48 minutos, iniciou-se os trabalhos, cortou-se duas circunferências de papel filtro de diâmetro de 11 cm aproximadamente, nas duas foram feitos pequenos orifícios centrais, onde encaixou-se o cone de base 2 e altura 4cm, cortado do papel filtro e enrolado para formar o cone e envolta desse orifícios foram feitos os pequenos círculos coloridos. Na xícara de plástico foram colocada metade do seu volume de álcool e a outra de água até 1 cm da borda, e a circunferência foi colocada na xícara paralelamente com o ápice do cone em contato com a solução. Em seguida o mesmo experimento foi realizado com a presença só de água. Resultados: Na xícara com somente água, não ocorreu a eluição da tinta e dispersão devido a sua insolubilidade em água. Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 17
Na xícara com água e álcool, o experimento foi iniciado as 9h:15min:30s e ao contrario do que ocorre na água a tinta e solúvel em álcool. O álcool proveniente do papel filtro foi eluindo pelo papel filtro até chegar a 1cm da borda, e 20 segundos depois do inicio do experimento o cor preta foi a primeira solubilizada seguida pela roxa 32 segundos, vermelha 33, rosa 35, verde 42, e o azul claro que saiu depois de 8min e 14 segundos numa cor bem clara. O preto saiu bem rápido do ponto inicial, clareando para roxo e azul e sumindo posteriormente a 9h:22min, o verde foi clareando para amarelo, o roxo para azul e depois rosa claro e o vermelho para laranja claro e depois rosa claro. As 9h:26min:40s quase todas as cores desapareceram no sentido da borda do papel filtro, menos o vermelho que continua clareando para rosa, as 9h:34 min o vermelho continua eluindo e as 9h:39min o álcool chega a 1cm da borda, finalizando o experimento, sendo que todas cores exceto o vermelho haviam parado de eluir junto ao álcool. 5.0 Espectrometria do Infravermelho A espectrometria de infravermelho (espectrometria IV) é um tipo de espectroscopia de absorção a qual usa a região do infravermelho do espectro eletromagnético. Como as demais técnicas espectroscópicas, ela pode ser usada para identificar um composto ou investigar a composição de uma amostra. A espectroscopia no infravermelho se baseia no fato de que as ligações químicas das substâncias possuem freqüências de vibração específicas, as quais correspondem a níveis de energia da molécula (chamados nesse caso de níveis vibracionais). Tais freqüências dependem da forma da superfície de energia potencial da molécula, da geometria molecular, das massas dos átomos e eventualmente do acoplamento vibrônico.a fim de se fazer medidas em uma amostra, um raio monocromático de luz infravermelha é passada pela amostra, e a quantidade de energia transmitida é registrada. Repetindo-se esta operação ao longo de uma faixa de comprimentos de onda de interesse (normalmente 4000-400 cm -1 ) um gráfico pode ser construído, com "número de onda" em cm-1 no eixo horizontal e transmitância em % no eixo vertical. Quando olhando para o gráfico de uma substância, um usuário experiente pode identificar informações dessa substância nele. Os compostos Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 18
orgânicos também absorvem radiações na região do infravermelho (IV) do espectro. A radiação infravermelha não tem energia suficiente para excitar os elétrons e provocar transições eletrônicas, mas ela faz com que os átomos ou grupos de átomos vibrem com maior rapidez e com maior amplitude em torno das ligações covalentes que os unem. Estas vibrações são quantizadas e, quando ocorrem, os compostos absorvem energia IV em certas regiões do espectro. Nas vibrações, as ligações covalentes comportam-se como se fossem pequenas molas unindo os átomos. Quando os átomos vibram, só podem oscilar com certas freqüências, e as ligações sofrem várias deformações. Quando a ligação absorve energia, ela sofre alterações e, ao retornar ao estado original, libera essa energia, que então é detectada pelo espectrômetro. A freqüência de uma vibração de estiramento no espectro de IV pode se relacionar com dois fatores: as massas dos átomos ligados (átomos mais leves vibram com freqüências maiores) e a rigidez relativa da ligação. As ligações triplas vibram com freqüências mais altas que as duplas e estas com freqüências mais altas que as simples. Isto porque, enquanto uma ligação simples, sendo mais maleável, permite um estiramento mais longo, as duplas e têm menor capacidade de alongar-se. Logo, enquanto uma ligação simples sofre um estiramento máximo, as duplas e triplas sofrem estiramentos menores, porém, mais vezes, num mesmo intervalo de tempo. Nem todas as vibrações moleculares provocam absorção de energia no IV. Para que uma vibração ocorra com absorção de energia no IV o momento de dipolo da molécula deve se alterar quando a vibração se efetua. Assim, quando os quatro átomos de hidrogênio do metano vibram simetricamente, o metano não absorve energia no IV. As vibrações simétricas das ligações carbono-carbono duplas ou triplas do eteno e do etino não provocam, também, absorção de radiação no IV. As absorções vibracionais podem estar fora da região de medida de um espectrômetro particular e também podem estar tão próximas que os picos se acumulam uns sobre os outros. Nesses casos é muito difícil interpretar esses sinais, já que eles se aglomeram, formando o que chamamos de harmônicos. É possível observar nos espectros de IV os harmônicos das bandas de absorção fundamentais embora estes harmônicos apareçam com intensidades muito reduzidas. Também aparecem no espectro bandas de combinação e bandas de diferença. Como o espectro de IV tem muitos picos Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 19
de absorção, a possibilidade de dois compostos terem o mesmo espectro é praticamente inexistente. Por isso, o espectro de IV é a "impressão digital" da molécula. Sobre o gráfico construído na aula prática temos: A cor azul representa a leitura do ar( background), a vermelha é a sinvastatina e a rosa é verapamil. Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 20
Fotos tiradas no laboratório de solos da copbac. 6.0 Considerações finais: As informações descritas mostram a grande importância dos métodos analíticos, como, espectrometria de absorção atômica, cromatografia de papel e espectroscopia do infravermelho, haja vista que tais métodos contribuem de maneira eficiente para analises quantitativas e qualitativas de determinados materiais, auxiliando no desenvolvimento cientifico. Disponível em: http://www.conteudojuridico.com.br/?artigos&ver=2.29699 Página 21