Trabalho Espectroscopia Raman - Pronto

 

 A Es Esp p ec ectt r o s c o p i a Raman Rama n . Carolina dos dos Santos Daudt 00316012 e Laura Backes - 00320240 FIS01045  – Turma b  – Semestre 2021-1 ERE Resumo

Neste artigo serão apresentados argumentos teóricos que mostrem a importância que a criação da espectroscopia Raman teve para a área de analises químicas. Será referenciado um artigo encontrado que faz o uso dessa espectroscopia por ser a que melhor traz resultados resu ltados na caracterização de inorgânicos, tanto em detalhes como em maior velocidade. Em síntese a técnica se baseia em produzir um espalhamento inelásticos a partir de um feixe de radiação eletromagnética monocromática, com uma certa energia liberada, tendo essa diferença de energia que nos permite analisar a vibração dos átomos, fornecendo assim informação sobre a geometria molecular do material. Palavras Chave: Espectroscopia, Energia, Análise. Introdução

A espectroscopia compreende um grupo de métodos utilizados para realização de análises baseadas na interação dos componentes com o campo eletromagnético gerando uma transmissão, absorção ou reflexão da energia radiante incidente em uma amostra. A espectroscopia Raman é uma das técnicas de espectroscopia molecular que permite a identificação da estrutura química do material analisado, sendo uma um a ferramenta que possibilita a viabilização do estudo de materiais inorgânicos, os quais não podem ser analisados por FRX (Fluorescência de raio X), além de tornar possível a distinção de pigmentos formados pelos mesmos elementos. Por se tratar de uma técnica não destrutiva e que proporciona muitas informações sobre o objeto de analise, a espectroscopia Raman vem ocupando lugar de destaque, o qual será discutido no decorrer da dissertação. Desenvolvim De senvolvim ento e Resultados Surgimento da Tecnologia:

As técnicas de espectroscopia Raman e de Fluorescência de Raios X se complementam. A técnica Raman nasceu para sanar dificuldades encontradas na pelas análises de FRX. O Raman permite identificar os compostos presentes nos pigmentos. A Espectroscopia Raman é uma ferramenta de grande utilidade, dado que,além de viabilizar o estudo de materiais inorgânicos, que não conseguem ser analisados na FRX, o Raman também torna possível a distinção de pigmentos formados pelos mesmos elementos. Sobre a Técnica:

Cada material apresenta um padrão de deslocamento energético (Shift) ( Shift) entre fótons incidentes e refletidos, conhecido como impressão digital (Fingerprint). É a partir disso que é possível diferenciar até mesmo compostos que têm a mesma fórmulação química, mas estruturas diferentes. O processo de espectroscopia, chamado de difusão inelástica ou efeito Raman, em homenagem a Sir C.V. Raman, que descobriu o fenômeno e ganhou o Prêmio Nobel em Física em 1930 pelo seu trabalho, desde aquela época, vem sendo utilizada para par a várias aplicações, de diagnósticos médicos à ciência dos materiais

 

e análise de reações. A Raman permite que o usuário colete a assinatura vibracional de uma molécula, esclarecendo o modo como ela é formada, bem como a maneira em que interage com outras moléculas ao seu redor. Quando os fótons da radiação incidem no objeto estudado, eles podem sofrer espalhamento elástico, denominado espalhamento Rayleigh, ou espalhamento inelástico: o espalhamento Raman. O espalhamento Raman é inelástico, pois são emitidos fótons fó tons com energia ligeiramente maior ou menor que qu e a inicial. Esta diferença de energia está relacionada à energia com que os átomos atingidos pela radiação estão vibrando, e é esta frequência de vibração que permite a identificação de como os átomos estão ligados, fornecendo informação sobre a geometria molecular do material. Como é feita a análise:

Para análise Raman, utiliza-se um espectrômetro contendo um feixe de radiação eletromagnética monocromática, que é focalizado na amostra a ser estudada. O feixe espalhado pela amostra é então coletado e levado ao monocromador utilizado para separar os comprimentos de onda da luz coletada. Os diferentes comprimentos de onda são então focalizados em um detector do tipo CCD (dispositivo de carga acoplada, do inglês charge-coupled device), capaz de identificar a intensidade da radiação em cada comprimento de onda. Os valores de intensidade em função do comprimento de onda são então enviados a um computador, que processa os dados e constrói o espectro de intensidades da luz espalhada. O filtro e o espelho dicróico têm papel importante no espectrômetro Raman. No caso do feixe incidente, o espelho dicróico atua como um espelho comum focalizando o feixe na amostra. No caso do feixe espalhado ele atua como um filtro rejeita-faixa (notch) que impede a passagem dos fótons espalhados elasticamente (grande maioria), que não são de interesse para análise Raman. Fundamentos da Espectroscopi a Raman: Raman:

Ao contrário da Espectroscopia FTIR, que investiga mudanças nos momentos dipolares, a Raman investiga as mudanças na polarizabilidade das ligações moleculares. A interação da luz com uma molécula pode induzir à deformação de sua nuvem de elétrons. Sabe-se que essa deformação é uma mudança na polarizabilidade. Moléculas orgânicas podem ter uma tendência maior de fluorescer quando uma radiação de comprimento de onda menor é utilizada, as fontes de excitação monocromática de comprimento de onda maior, como os diodos laser, são normalmente utilizadas. Além disso, pelo fato f ato de a Raman ser um efeito intrinsecamente fraco, os componentes ópticos de um Espectrômetro um  Espectrômetro Raman deverão ser compatíveis e otimizados. As ligações moleculares têm transições de energia específicas nas quais ocorre uma mudança na polarizabilidade, dando origem aos modos ativos em Raman. Como exemplo, as moléculas que contêm ligações entre átomos homonucleares, como as ligações carbono-carbono, enxofre-enxofre e nitrogênionitrogênio, sofrem uma mudança na polarizabilidade quando fótons interagem com elas. Esses são exemplos de ligações que dão origem às bandas espectrais ativas em Raman, mas que seriam difíceis de enxergar ou não seriam visíveis na FTIR. Resultados

Na bibliografia é possível encontrar diversos estudos utilizando a espectroscopia Raman como método de análise, sendo citado aqui  APLICAÇÃO DA ESPECTROSCOPIA RAMAN NA CARACTERIZAÇÃO DE MINERAIS PERTENCENTES A UMA GEOCOLEÇÃO . Essa pesquisa teve como principal objetivo

 

caracterizar três amostras pertencentes a coleção mineralógica do departamento de engenharia civil da UFSCar utilizando a espectroscopia Raman, uma vez que se s e configura uma técnica rápida e eficiente para a identificação de minerais. Utilizaram o espectrômetro Raman modelo LabRAM HR Evolution da marca Horiba Scientific, equipado com um monocromador Czerny- Turner, um detector CCD e um microscópio confocal Olympus (objetiva de 50x), que é usado para focalizar o laser no ponto desejado da amostra e para detectar a radiação espalhada. Foram empregadas duas linhas de excitação laser: 532 e 633 nm, a fim minimizar efeitos indesejáveis de fluorescência que poderiam prejudicar a identificação das bandas características Raman. A potência aplicada na superfície da amostra foi de, aproximadamente, 1 mW para evitar possíveis efeitos de degradação. Abaixo a tabela retirada do artigo  APLICAÇÃO DA ESPECTROSCOPIA RAMAN NA CARACTERIZAÇÃO DE MINERAIS PERTENCENTES A UMA GEOCOLEÇÃO  mostra os parâmetros

utilizados para os testes:

Cada amostra analisada apresentou uma certa frequência emitida por cada mineral analisado, sendo os principais: Calcita, espoduménio, muscovita e quartzo. Certas informações retiradas das amostras para a análise das propriedades comuns de caracterização de minerais como densidade, traço, dureza, brilho e clivagem, só foram possíveis devido a espectroscopia Raman para a caracterização de minerais. Amostra A170803 e os espectros Raman dos minerais que a constitui: espectro (a) muscovita, (b) quartzo e (c) mistura de grafita e muscovita

 

 

Conclusão

Portanto, é notório a importância que se teve com co m a criação da espectroscopia Raman, uma técnica rápida e que transmite muitas informações sobre o composto analisado. Ela surgiu devida a falta que se tinha na identificação da estrutura química que possibilitasse a viabilização do estudo de materiais inorgânicos, visto que a técnica FRX (Fluorescência de raio X) não apresentava resultados claros. Alem disso, a espectroscopia Raman permite a distinção de pigmentos formados pelos mesmos elementos de uma maneira não destrutiva, uma vez que, é um método desenvolvido para complementar o que as outras espectroscopias não conseguem realizar de forma produtiva.

Referências

1.

METTLER-TOLEDO INTERNATIONAL INC. ALL RIGHTS RESERVED. Espectroscopia Raman . Mt.com. Disponível em: . Acesso em: 23 Sep. 2021.

2.

Espectroscopia

Raman

|

LACAPC.

If.usp.br. Disponível em: . Acesso em: 23 Sep. 2021. 3.

SANTOS, Adr Adriele; iele; MENEZES, Denise; ELLENA, Javier; et al. APLICAÇÃO DA ESPECTROSCOPIA RAMAN NA CARACTERIZAÇÃO DE MINERAIS PERTENCENTES A UMA GEOCOLEÇÃO. Química Nova, 2019. Disponível em: . Acesso em: 23 Sep. 2021.

4.

Introdução

[s.l.: s.n., s.d.]. . Acesso em: 23 Sep. 2021. aos

métodos

espectrométricos .

Disponível

em: