Espectroscopias de absorção e de emissão molecular (fluorescência)
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Resumo
Essência. Espectroscopia estuda a interação da radiação com a matéria. A energia do fóton é E = h·f = h·c/λ: menor λ → maior energia (UV > visível > infravermelho).
Absorção. A molécula absorve fótons cuja energia corresponde à diferença entre seus níveis: UV-visível → transições eletrônicas; infravermelho → vibrações das ligações (identifica grupos funcionais). O espectro de absorção é uma "impressão digital" da substância.
- Lei de Beer-Lambert: A = ε·b·c — a absorbância é proporcional à concentração (c) e ao caminho óptico (b); ε = absortividade molar. A = log(I₀/I); transmitância T = I/I₀. Base da quantificação.
Emissão molecular — fluorescência. Após absorver, a molécula vai a um estado excitado, perde um pouco de energia por relaxação vibracional e volta ao estado fundamental emitindo luz.
- A luz emitida tem menor energia e maior comprimento de onda que a absorvida: deslocamento de Stokes (ex.: excita no azul, emite no verde/laranja).
- É rápida (nanossegundos) e cessa quando a excitação é removida.
- Fosforescência: passa por estado tripleto (transição "proibida"), é mais lenta e persiste após desligar a fonte (brilho no escuro).
- Diagrama de Jablonski representa esses processos. Supressão (quenching) reduz a fluorescência.
Pegadinha Cebraspe. "Na fluorescência, a luz emitida tem comprimento de onda menor que o da luz absorvida" → errado: é maior (menor energia), pelo deslocamento de Stokes.
Visão geral
Uso forense. Fontes de luz forense (lasers, LEDs e lâmpadas filtradas) excitam vestígios em comprimentos de onda escolhidos; observa-se a emissão com óculos/filtros de barreira (laranja, vermelho) que bloqueiam a luz de excitação. Revelam impressões latentes tratadas com reagentes fluorescentes (DFO, 1,2-indanodiona, cianoacrilato com corante como rodamina 6G ou Ardrox), fluidos biológicos e fibras. No espectrofluorímetro, a emissão é medida a 90° da excitação para não captar a luz incidente.
Regra
Ver íntegra
| Fluorescência | Fosforescência | |
|---|---|---|
| Estado excitado | Singleto | Tripleto |
| Duração | Nanossegundos | De milissegundos a horas |
| Após remover a fonte | Cessa | Persiste |
| λ emitido × absorvido | Maior | Maior |
| Região | Transição | Uso |
|---|---|---|
| Ultravioleta/visível | Eletrônica | Quantificação (Beer-Lambert), fluorescência |
| Infravermelho | Vibracional | Identificação de grupos funcionais |
Pontos-chave
- Absorbância 1 = 10% da luz transmitida; absorbância 2 = 1%.
- A cor que vemos é a complementar da absorvida.
- Espectro de emissão atômica (linhas) × molecular (bandas largas).
- Fluorescência é mais sensível que absorção (detecta concentrações muito baixas).
Como a banca cobra
- "Pela lei de Beer-Lambert, a absorbância é diretamente proporcional à concentração" → certo.
- "Fótons de luz ultravioleta são mais energéticos que os de luz visível" → certo.
- "A fosforescência cessa imediatamente após a retirada da fonte de excitação" → errado (essa é a fluorescência).
- "Filtros de barreira bloqueiam a luz de excitação e permitem observar a emissão fluorescente" → certo.
- "A espectroscopia no infravermelho baseia-se em transições eletrônicas" → errado (vibracionais).
Referência
Fontes consultadas (3)
Mapa mental
Fóton
- E = hf = hc/λ
- Menor λ, maior energia
Absorção
- UV-vis: transições eletrônicas
- Infravermelho: vibrações
- Beer-Lambert: A = εbc
Fluorescência
- Excita, relaxa, emite
- Emite λ maior: Stokes
- Nanossegundos, cessa sem fonte
Fosforescência
- Estado tripleto
- Lenta, persiste no escuro
Uso forense
- Fontes de luz forense
- Filtros de barreira
- DFO, indanodiona, rodamina
⚠️ Pegadinha
- Emissão tem λ maior que absorção
Questão 1, Certo ou Errado
Na fluorescência, a luz emitida tem comprimento de onda menor que o da luz absorvida.
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Gabarito: Errado
Errado. Parte da energia se perde por relaxação vibracional antes da emissão; assim, a luz emitida tem menor energia e maior comprimento de onda, efeito chamado deslocamento de Stokes.
Questão 2, Certo ou Errado
A radiação ultravioleta tem fótons mais energéticos que a radiação infravermelha.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo. A energia do fóton é E = hc/λ; como o ultravioleta tem comprimento de onda menor que o do infravermelho, seus fótons são mais energéticos, na ordem UV > visível > infravermelho.
Questão 3, Certo ou Errado
Pela lei de Beer-Lambert, a absorbância é diretamente proporcional à concentração da espécie absorvente.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo. A lei de Beer-Lambert, A = ε·b·c, relaciona a absorbância linearmente à concentração e ao caminho óptico, relação que serve de base para a quantificação de substâncias.
Questão 4, Certo ou Errado
A fosforescência cessa imediatamente quando a fonte de excitação é removida.
Revelar gabarito
Gabarito: Errado
Errado. Quem cessa ao remover a fonte é a fluorescência, em nanossegundos; a fosforescência, que passa pelo estado tripleto, é mais lenta e persiste, produzindo o brilho no escuro.
Questão 5, Certo ou Errado
A espectroscopia no infravermelho permite identificar grupos funcionais pelas vibrações das ligações.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo. A radiação infravermelha excita vibrações das ligações químicas, e cada grupo funcional absorve em bandas próprias; a região UV-visível, diferentemente, corresponde a transições eletrônicas.
- Revelar resposta
Energia do fóton
E = h·f = h·c/λ: menor λ → maior energia (UV > visível > IV).
- Revelar resposta
Lei de Beer-Lambert
A = ε·b·c: absorbância proporcional à concentração e ao caminho óptico.
- Revelar resposta
Deslocamento de Stokes
Na fluorescência, a luz emitida tem menor energia e maior λ que a absorvida.
- Revelar resposta
Fluorescência × fosforescência
Fluorescência: rápida, cessa ao remover a excitação. Fosforescência: estado tripleto, lenta, persiste.
- Revelar resposta
UV-visível × infravermelho
UV-vis: transições eletrônicas. IV: vibrações das ligações (grupos funcionais).
- Revelar resposta
Espectros de linhas
Gás atômico excitado emite linhas discretas características do elemento (transições entre níveis); base da identificação por espectroscopia.
- Revelar resposta
Absorbância × transmitância
A = −log T (T em fração). T = 10% → A = 1; T = 1% → A = 2.
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Fluorescência na papiloscopia
Pós/reagentes fluorescentes + fonte de luz forense (UV ou luz de comprimento de onda selecionado, com filtro) realçam impressões latentes em fundos complexos.
- Revelar resposta
Fluorescência quantitativa
Em soluções diluídas, a intensidade de fluorescência é proporcional à concentração do fluoróforo.
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