Espectroscopia UV-Vis: Fundamentos e Aplicações

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Espectroscopia 
no
 Ultravioleta-Visível
Espectro Eletromagnético
Espectro eletromagnético – Toda região da luz, em seus 
diferentes componentes de E
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E = h.n E = h.nhc/
Energia: diretamente proporcional a n
inversamente proporcional a .
h = constante de Plank = 6,626 x 10-34 J.s
c = velocidade da luz (2,998 x 108 m.s-1 no vácuo)
n= frequência – no de oscilações / seg (s-1)
Energia de cada comprimento de onda
F on te d e
L u z
Selector d e 
( m on ocr om a d or )
P o A m ost r a
P
D et ect or
bluz monocromática
um único 
P < Po
Transmitância (T)
T = 
P
Po
Absorbância (A)
A = log 1 
 T10
Princípio
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ABSORÇÃO DE LUZ PELA MATÉRIA
Moléculaluz
E = hn
Absorção: aumenta a energia da molécula
Estado fundamental Estado excitado
ESPECTROSCOPIA UV-VIS
 Energia da radiação UV-Vis 
  Faixa de Energia entre níveis eletrônicos
  Absorção envolve excitação de elétrons externos
1. Espécies contendo elétrons s, p ou n
Espécies orgânicas
 elétrons participam diretamente da ligação
 Elétrons não-ligantes
TOM  orbitais ligantes e antiligantes com dif. energias
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Transições s s*  alta energia (UV)  pouco utilizável
Metano (C-H)  transição em 125 nm
Etano (C-C)  transição em 135 nm 
Transições n  s*  Energias menores que s  s* 
 (150 a 250 nm)
Transições n  p* e p p* 
 Mais Utilizadas
  entre 200 e 700 nm
 Apresentam menores e que anteriores
Espectro de absorção
Gráfico que mostra a variação de A com 
Cromóforo: parte da 
molécula responsável pela 
absorção
Luz branca: todas as cores 
do visível – absorção de 
certos da luz branca 
produz cor – que não 
foram absorvidos
Região do visível
400nm <  < 800 nm
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Grupo Cromóforo - Grupo insaturado covalente, 
 responsável pela absorção.
Grupo Auxócromo - Grupo saturado que, quando ligado ao 
cromóforo, altera o valor de e/ou a intensidade da 
absorção necessárias para a transição eletrônica. 
Essas alterações podem constituir um:
1- Deslocamento Batocrômico - deslocamento da absorção 
para um  maior;
2- Deslocamento Hipsocrômico - deslocamento da 
absorção para um  menor;
3- Efeito Hipercrômico - aumento da intensidade da 
absorção;
4- Efeito Hipocrômico - diminuição da intensidade da 
absorção.
Cromóforo 
principal
Valor base 
(nm)
Benzeno (Ar) 255
Ar - COR 246
Ar - CHO 250
Ar - COOH 253
Ar - COOR 253
*dieno 
homoanular 
253
*dieno 
heteroanular
214
Incremento  max 
grupo alquila / 
resíduo de anel*
+05
ligação dupla em 
extensão de 
conjugação** 
+30
dupla ligação 
exocíclica***
+05
dieno conjugado 
homoanular
+39
-OR +06
-SR +30
-Cl, -Br +05
-NR2 +60
TABELAS
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HO
Ergosterol
Qual parte da molécula é responsável pela 
absorção da luz UV-vis?
Vitamina A
NaproxenoParacetamol
a) CH2=CH C N b)
CO2H
OCOCH3
aspirina
acrilonitrila
c)
O
d)
N
H
indol
e) 1,4-ciclo-hexadieno f) 1,3-ciclo-hexadieno
Quais dentre os compostos abaixo, você esperaria que 
mostrem absorções de ultravioleta na faixa de 200-400nm? 
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Exemplo de cálculo de max
= 497 nm (cor laranja-avermelhado da cenoura)
 = 505nm cor vermelha dos tomates
Carotenoides com 11 ligações duplas conjugadas
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Espectro na região do ultravioleta
200nm <  < 400nm
ESPECTROFOTÔMETRO
Fonte de 
 Luz
 Selector de 
(monocromador)
Po Amostra P Detector
bluz monocromática
um único
P < Po
Porta-amostras
Cubetas
Vidro (visível)
Quartzo (UV)
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ESPECTROFOTÔMETRO
ESPECTROFOTÔMETRO: Fonte de luz
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ESPECTROFOTÔMETRO: Cubetas
Espectrofotômetro de feixe único e duplo
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Espectrofotômetro de feixe simples
Espectrofotômetro de feixe duplo
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Análise Quantitativa 
 Espécie a ser analisada deve absorver luz em  conhecido
  de absorção deve ser diferenciado de outras substâncias
presentes na amostra
Ex: Análise de Fe2+ (incolor) em amostra desconhecida 
Fe2+ + 3 ferrozina2-  (ferrozina)3Fe4-
 max. = 562 nm
LEI DE LAMBERT-BEER
Absorbância é diretamente proporcional à 
concentração da espécie absorvedora de luz
A = e.b.c
A = absorbância;
b = caminho ótico (cm);
c = concentração (mol.L-1)
e = absortividade molar
(mol-1.L.cm-1)  característico de cada substância em
cada .
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LEI DE LAMBERT-BEER
Curva de Calibração
1. Preparo de um “branco”
  contém todos os reagentes 
presentes na solução da espécie a 
ser analisada, menos a espécie a ser 
analisada.
  subtrai-se Absorbância do 
branco da Absorbância da amostra 
antes de realizar-se os cálculos.
2. Construção da curva de
calibração
 medida da absorbância de várias
soluções de concentração conhecida
da espécie a ser determinada.
Curva de Calibração
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Para Determinar a Concentração de uma espécie:
• Curvas analí cas em meio semelhante ao da solução de amostra 
(Calibração externa) 
https://www.youtube.com/watch?v=EYRmnC7RdNQ
Vídeo
Utilizando o Espectrofotômetro
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PROPRIEDADES DA LEI DE BEER 
PROPRIEDADES DA LEI DE BEER: 
PROPRIEDADES DA LEI DE BEER: 
1)1)Aditividade
Aditividade
Determinar a Concentração de Misturas(dois 
(dois analitos
analitos: : MMe e NN))
AA´́´́ AA´́
PROPRIEDADES DA LEI DE BEER 
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PROPRIEDADES DA LEI DE BEER 
Aplicação: Determinação de adrenalina
 Injeção de lignocaína adrenalina: adrenalina
(vasoconstritor) presente em menor proporção que o
anestésico local;
 Complexo de íons ferro II com grupo catecol: cor roxa que
absorve a 540 nm, pela formação do complexo abaixo.
O
O
CHCH2N H2CH3
OH
Fe
Complexo ferro II adrenalina
+
1/2 SO 4
2-
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Aplicações de UV-vis em Formulações e Pré-Formulações
EXERCICIOS E SIMULADOR
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Considere os dados espectrofotométricos da tabela abaixo para um determinado 
composto e responda as questões abaixo:
a) Construa um gráfico de absorbância versus concentração.
b) A lei de Lambert – Beer pode ser aplicada em toda a faixa de concentração? 
c) Determine o coeficiente de absortividade molar do composto, sabendo que os dados 
foram obtidos a 440 nm utilizando uma cubeta de 1,0 cm.
Concentração (mol.L-1) Absorbância 
0,000016 0,003
0,000039 0,031
0,007800 0,079
0,000157 0,186
0,000313 0,392
0,000470 0,610
0,000626 0,784
0,000783 1.058
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Uma área de aplicação da espectroscopia uv-visível é a bioquímica,
onde se usa a espectroscopia UV como um método de análise
extremamente sensível. Imagine por exemplo que você desejasse
determinar a concentração de vitamina A em uma amostra. Se a
vitamina A pura tem max =325nm (e=50100) e usa-se uma célula
com caminho ótico de 1,00cm, qual é a concentração de vitamina A
em uma amostra cuja absorbância em 325 nm é A=0,735?
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HO
Ergosterol
Suponha que a análise de um fármaco deva ser feita em triplicata, 
por um método espectrofotométrico e que a espécie absorvedora 
apresenta um máximo de absorbância que varia com o pH da 
solução de amostra. Descreva, resumidamente, como essa análise 
deveria ser feita, considerando desde o preparo da amostra até a 
obtenção do resultado final. 
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Estruturas da Fenolftaleína em meio ácido e meio básico
Tiocianato (SCN-) e ácido sulfossalicílico (HSS) em mistura 
podem ser determinados pela formação de seus complexos 
com Fe3+. A absorção máxima dos complexos Fe(SCN)2+ e 
Fe (HSS)2+ ocorrem em 475 nm e 420 nm, respectivamente. 
As absortividades molares desses complexos em ambos os 
comprimentos de onda são: 
Calcule a concentração molar de ambos os ligantes numa 
solução diluída sabendo que a mesma apresenta absorbância 
0,283 em 475 nm e 0,184 em 420 nm na presença de excesso 
de íons Fe3+, em cubeta de 1,000 cm. 
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AbsorbânciaA1 = 0,283 em 475 nm 
A2= 0,184 em 420 nm 
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