Análise Estrutural. José Carlos Marques Departamento de Química Universidade da Madeira



Documentos relacionados
QUÍMICA ANALÍTICA JOSÉ CARLOS MARQUES

ia p sco ctro e sp E

~1900 Max Planck e Albert Einstein E fóton = hυ h = constante de Planck = 6,63 x Js. Comprimento de Onda (nm)

ANALÍTICA V 2S Aula 4: ESPECTROSCOPIA. Prof. Rafael Sousa. Notas de aula:

Espectroscopia Óptica Instrumentação e Aplicações. CQ122 Química Analítica Instrumental II 2º sem Prof. Claudio Antonio Tonegutti

Análise Estrutural. José Carlos Marques Departamento de Química Universidade da Madeira

Parte do espectro electromagnético tico da luz

Métodos Físicos de Análise - ESPECTROFOTOMETRIA ULTRAVIOLETA / VISÍVEL MÉTODOS FÍSICOS DE ANÁLISE MÉTODOS FÍSICOS DE ANÁLISE

Introdução aos métodos espectrométricos. Propriedades da radiação eletromagnética

Departamento de Zoologia da Universidade de Coimbra

Fenómenos Ondulatórios. Reflexão, refracção, difracção

O olho humano permite, com o ar limpo, perceber uma chama de vela em até 15 km e um objeto linear no mapa com dimensão de 0,2mm.

Espectrofotometria Pro r fe f ssor H elber Barc r ellos

ESPECTROSCOPIA VISÍVEL E ULTRAVIOLETA

ESPECTROFOTOMETRIA UV-VISÍVEL. Departamento de Engenharia Química DEQUI ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA EEL/USP

Descobertas do electromagnetismo e a comunicação

22/Abr/2015 Aula /Abr/2015 Aula 14

CURSO PROFISSIONAL TÉCNICO DE ANÁLISE LABORATORIAL

FUNDAMENTOS DE ONDAS, Prof. Emery Lins Curso Eng. Biomédica

Espectrofotometria Molecular UV-VIS

Como o material responde quando exposto à radiação eletromagnética, e em particular, a luz visível.

Espectometriade Fluorescência de Raios-X


ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

Aula 2 ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR NA REGIÃO DO UV VIS. Elisangela de Andrade Passos

Biofísica 1. Ondas Eletromagnéticas

Polarização de Ondas Eletromagnéticas Propriedades da Luz

Análise Estrutural. José Carlos Marques Departamento de Química Universidade da Madeira

Separação de Isótopos de Terras Raras usando Laser. Nicolau A.S.Rodrigues Instituto de Estudos Avançados

O Polarímetro na determinação de concentrações de soluções

Espectroscopia no Infravermelho (IR)

Aula 2. Organic Chemistry. Espectroscopia UV-VIS e Infravermelho. 4 th Edition Paula Yurkanis Bruice

Aula 8 Fótons e ondas de matéria II. Física Geral F-428

1. Espectros, radiação e energia

HPLC - Cromatografia líquida de alta eficiência

Título ONDULATÓRIA Extensivo Aula 29. Professor Edson Osni Ramos (Cebola) Disciplina. Física B

Professor Felipe Técnico de Operações P-25 Petrobras

ONDAS MECÂNICAS, ONDA ELETROMAGNETICA E ÓPTICA FÍSICA

3 Espectroscopia no Infravermelho 3.1. Princípios Básicos

Centro Universitário Padre Anchieta

Física IV. Interferência

CONTEÚDOS OBJETIVOS PERÍODO

Teorias da luz. Experiências

Mestrando: Jefferson Willian Martins Prof. Dr. Júlio César José da Silva Juiz de Fora, 2/2017

Disciplina: Bioquímica Clínica Curso: Análises Clínicas 2º. Módulo Docente: Profa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini

Difração. Espectrometria por Raios X 28/10/2009. Walmor Cardoso Godoi, M.Sc.

Comunicação da informação a curta distância. FQA Unidade 2 - FÍSICA

Teste de Avaliação 3 A - 06/02/2013

Astroquímica. Aula 2 - Astronomia atômica e molecular. Prof. Dr. Sergio Pilling. Alunos: Víctor de Souza Bonfim. 1. Introdução

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA TÉCNICAS DE ANÁLISE

Mary Santiago Silva 05/05/2010

Efeito estufa: como acontece, por que acontece e como influencia o clima do nosso planeta

ANÁLISE QUÍMICA INSTRUMENTAL. Métodos espectrais e opticos

EXTERNATO MATER DOMUS

DETERMINAÇÃO DO CÁLCIO NUMA ÁGUA POR ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO ATÓMICA

Laboratório de Física /2012. Propriedades físicas de um filme fino magnético. Centro de Física da Matéria Condensada da UL

Análise Estrutural. José Carlos Marques Departamento de Química Universidade da Madeira

Correção da ficha de trabalho N.º3

Infra-Estrutura de Redes

código AGRUPAMENTO DE ESCOLAS D. DOMINGOS JARDO Direção Regional de Educação de Lisboa

Espetroscopia Molecular (QT)

Escola Secundária Vitorino Nemésio

QUI346 ESPECTROFOTOMETRIA

Física PRÉ VESTIBULAR / / Aluno: Nº: Turma: PRÉ-VESTIBULAR. No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas. independentemente de sua frequência.

Problemas de Termodinâmica e Estrutura da Matéria

CINÉTICA QUÍMICA DE UMA REAÇÃO EM ESPECTROFOTOMETRÍA

Espectroscopia no IV

Material Extra de Física

Arco-Íris, Miragens e

Cor e frequência. Frequência ( ) Comprimento de onda ( )

Fonte: Ruído e a Cidade Instituto do Ambiente

IFSP. Uso da espectrofotometria como importante ferramenta analítica

3ª sessão na área da Física de preparação para a EUSO2010

Físico-Química Experimental II Bacharelado em Química Engenharia Química

Unidade 1 Energia no quotidiano

3. Técnicas Experimentais

FÍSICA - 3 o ANO MÓDULO 31 ONDULATÓRIA

ANÁLISE QUÍMICA INSTRUMENTAL

1.3. Na figura 2 estão representados três excertos, de três situações distintas, de linhas de campo magnético. Seleccione a opção correcta.

)tvlfd,, 0,(QJ4XtPLFD. ²ž6HPHVWUH ÐSWLFD

COMUNICAÇÃO DE INFORMAÇÃO A LONGAS DISTÂNCIAS ONDAS ELETROMAGNÉTICAS E COMUNICAÇÃO

Aula de Véspera - Inv-2009 Professor Leonardo

Espectroscopia de Infravermelhos

Espectrometria de Ressonância Magnética Nuclear

CQ130 Espectroscopia I. Profa. Ana Luísa Lacava Lordello

Análise de Alimentos II Espectroscopia de Absorção Molecular

ANALÍTICA V 1S 2013 ESPECTROSCOPIA. Prof. Rafael Sousa. Notas de aula:

16/09/2015. Técnicas Analíticas Espectrometria. Técnicas Analíticas Espectrometria

1 Fibra Óptica e Sistemas de transmissão ópticos

Existe uma serie de nomenclatura e parâmetros que caracterizam e diferenciam as ondas eletromagnéticas.

ANÁLISE QUÍMICA. Análise Instrumental

SEL FUNDAMENTOS FÍSICOS DOS PROCESSOS DE FORMAÇÃO DE IMAGENS. (1. Raios-X) Prof. Homero Schiabel (Sub-área de Imagens Médicas)

Propriedades Físicas de alguns compostos

ANO LETIVO 2013/2014 PROVAS DE ACESSO AO ENSINO SUPERIOR PARA CANDIDATOS MAIORES DE 23 ANOS EXAME DE QUÍMICA CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS

OSCILAÇÕES E ONDAS E. E. Maestro Fabiano Lozano

RELATÓRIO DE CONECTIVIDADE FIBRA OPTICA MULTIMODO

Biofísica Bacharelado em Biologia

Métodos Físicos de Análise - ESPECTROFOTOMETRIA NO INFRAVERMELHO MÉTODOS FÍSICOS DE ANÁLISE MÉTODOS FÍSICOS DE ANÁLISE

Conteúdo Eletromagnetismo Aplicações das ondas eletromagnéticas

Lista de Exercícios Introdução à Espectrometria ALGUNS EXERCÍCIOS SÃO DE AUTORIA PRÓPRIA. OS DEMAIS SÃO ADAPTADOS DE LIVROS CITADOS ABAIXO.

Transcrição:

Análise Estrutural José Carlos Marques Departamento de Química Universidade da Madeira

Objectivos Usar a espectroscopia na identificação de substâncias puras ou compostos orgânicos compreender a interacção luz / átomos e moléculas compreender o uso da espectroscopia (UV-vis, IR, NMR e MS) na determinação das características estruturais das moléculas Aplicar os dados espectrais na elucidação estrutural A disciplina tem um forte carácter de aplicação de conceitos já apreendidos em disciplinas anteriores pôr em uso todos os recursos existentes para a elucidação estrutural equipamento existente software de aprendizagem bibliotecas de espectros

Programa Espectroscopia interacção luz /átomos-moléculas Espectroscopia UV-vis transições electrónicas determinação estrutural Espectroscopia IV transições entre níveis de energia vibracional interpretação de espectros Espectroscopia NMR transições energéticas interpretação de espectros Espectrometria de massa revisão de conceitos e interpretação de espectros Aplicações

Plano da disciplina Plano 4,5 Créditos Avaliação: Para além da abordagem teórica, incidiremos essencialmente sobre a interpretação de espectros, recorrendo ao material e equipamento existentes sempre que necessário Monografia +trabalhos de interpretação de espectros 40% Avaliação individual 60% Bibliografia Silverstein e Bassler - Spectrometric Identification of Organic Compounds Dyke, Floyd, Sainsbury e Theobold - Organic Spectroscopy, an introduction Bibliografia diversa de análise instrumental

Radiação electromagnética Radiação electromagnética forma de energia que se propaga no espaço (a elevada velocidade) e que apresenta características ondulatórias e corpusculares movimento ondulatório: reflexão / refracção / difracção/ polarização movimento corpuscular: absorção e emissão de energia

Onda electromagnética A onda electromagnética resulta da associação de um campo eléctrico alternado com um campo magnético (em planos perpendiculares) a componente eléctrica é responsável de grande parte dos fenómenos: transmissão / reflexão / refracção e adsorsão a componente magnética é responsável pela absorção de ondas rádio (NMR)

Propriedades ondulatórias? : Comprimento de onda - distância entre dois máximos? : frequência - nº de oscilações por segundo 1 Oscilação / s = 1 hertz (Hz) 10 6 Oscilações / s = 1 MHz?.? = c c= velocidade de radiação no meio =2,998 x10 8 m/s; no vácuo» A velocidade da luz é dependente do meio: c/n (em que n é o índice de refracção)

Propriedades corpusculares Relação entre Energia e frequência E = h.? h = 6,626 10-34 J.s (constante de Planck) E = h. C /? = h C?? = 1 /? (número de onda) E?? Fotão de alta frequência - elevada energia - pequeno comprimento de onda

Espectroscopia A espectroscopia - estudo da interacção da radiação electromagnética com a matéria Espectro - representação bidimensional da força da interacção vs. energia raios cósmicos Espectro transições electromagnético e - internos excitação nucleares raios gama raios x UV VIS IV micro ondas ondas rádio electrónica vibração molecular rotação molecular spin electrónico RMN???cm Espectroscopia / espectrometria - informação geral / informação quantitativa a espectroscopia está na base do grande desenvolvimento da ciência actual, desde a química à astronomia

Espectrofotómetro Fonte Po Analisador P Detector Luz monocromática - um único comprimento de onda uso de prismas, grating, filtro na prática é impossível de obter (desvios à lei de Beer) Transmitância T = P / Po; expressa em % Absorvência A = log 10 (Po/P) = -log T = log 1/T =?. b. c»? - absortividade molar (mole -1 cm -1 )» b - distância (cm)» c - concentração (mole/l) Lei de BEER: A? c apenas aplicável a soluções diluidas (? 0,01 M)

Espectrofotómetro UV - Vis Duplo feixe Cuvetes de quartzo (UV) ou vidro (Vis) de 1cm (ou mais) Gama de trabalho: A? 0,4 a 0,9 Células IV NaCl ou KBr (dispersão em Nujol ou pastilhas) PE entre 50 e 400 cm-1

Fenómenos associados à absorção da luz R - Relaxação vibracional A - Absorção F - Fluorescência (mesmo spin) P - Fosforescência (spins dif.) IC - Conversão Interna (mesmo spin) ISC - conversão intersistema (spins dif.) P aparece sempre a maiores comprimentos de onda (< E) que F Ambos os fenómenos são raros devido aos tempos de vida muito curtos

Transições

Bandas de absorção de compostos correntes

Procure Bandas de absorção de: Hexano Hexeno Hexanol 3-hexanol hexanal hexanona Ciclohexanol Benzeno Tolueno Fenol

A não esquecer A cor de uma solução é sempre a cor complementar da absorvida

Absorção vs emissão A energia total da molécula é a soma das energias de: ligação Ef-Ei elevado UV-vis vibração Ef-Ei médio IV rotação Ef-Ei pequeno IV longínquo Bohr:?E = Ef-Ei= h? h=6,626 10-34 J.s? = frequência

Absorção vs emissão

Limites de utilização de solventes

Interpretação de picos Efeito da soma das áreas Princípio da sobreposição: quando duas ondas se cruzam em qualquer ponto ocorre interacção e a onda resultante segue o princípio da sobreposição: o deslocamento (em magnitude) do vector eléctrico em qualquer ponto e momento é dado pela adição das magnitudes instantâneas produzidas nesse ponto por cada uma das ondas

A recordar Cromóforo grupo covalente não saturado responsável pela absorção electrónica

Auxocromo grupo saturado que, quando ligado a um cromóforo, modifica o comprimento de onda e a intensidade do máximo de absorção

Efeito batocromo Desvio das bandas de absorção para comprimentos de onda maiores influência do solventes ou de um grupo (cromóforo ou auxocromo) que se junta ou se retira à molécula de referência

Efeito hipsocromo Desvio para comprimentos de onda mais curtos

Efeitos hipercromo e hipocromo Efeito hipercromo aumento da intensidade da absorção Efeito hipocromo diminuição da intensidade de absorção Causas: variação da concentração e espessura da solução

Bandas R Bandas de absorção no UV transições n-?* de grupos cromóforos isolados ( C=O, N-O2) transições proibidas (E < 100);?max: 250-300nm efeito hipsocromo com solventes polares Bandas K transições? -?* de duplas conjugadas (C=O, C=C, Anéis aromáticos E > 10000 o uso de solventes polares não afecta os polienos mas têm efeitos bato e hiper sobre os enonas Bandas B transições dos sistemas aromáticos e heteroaromáticos 230 a 270 nm ; E ~ 200 (estrutura fina que pode diminuir com o uso de solventes polares) grupos cromóforos têm efeito bato Bandas E características de sistemas aromáticos E - 2000 a 14000; 180-200 nm grupos auxo produzem um efeito bato

Regras de Woodward-Fieser Dienos e polienos conjugados cromóforo base = -= 214 nm cada substituição alquilica + 5 cada dupla ligação exocíclica + 5 cada dupla adicional + 30 dupla no mesmo anel (homoanular) + 39 grupos polares OR + 6 SR + 30 Cl, Br + 5 NR2 + 60 correcção de solvente + 0

Base 214 Substituição alquilica 3x5 = 15 exociclica 5 total 234 observada 235 base 214 subst. Alquílica 3x5= 15 exociclica 5 homoanular 39 total 273 observada 275

Base 214 alquil 5x5 25 exocíclica 2x5 15 conjugação 30 total 279 observado 283

Regras de Woodward-Fieser Compostos carbonilo insaturados cromoforo base (insaturado?????anel 6C, R-alquil) 215 nm anel 5 C 202 aldeído, R=H 207 acido ou éster R= OH ou OR 193 alquil em?? (?) +10 (+12) nova duplas + 18 dupla exocíclica + 5 dupla no mesmo anel (homoanular) + 39 grupos polares OH em????? 35 (30) OR 35 (30) Cl / Br 15 (12) / 25(30) NR2 em b + 95 correcção de solvente água -8 / hexano + 11

Base 215 b-alquil 12 G dupla 18 exociclica 5 conjugação 30 O total 280 observado 277