 Show Espectros AtômicosDesde o século XVII, já se sabia que as substâncias aquecidas emitiam luz com espectro discreto.
Espectro: conjunto de comprimentos de onda emitidos ou absorvidos pelo elemento. As estrelas distantes que podem ser analisadas por meio da medida do espectro. Em colaboração com seu colega químico Robert Bunsen, Kirchhoff transformou a Espectroscopia numa poderosa ferramenta para a análise química de amostras diversas em laboratório. O objetivo, nessa área, e identificar os elementos químicos presentes numa determinada amostra. Grátis 5 pág.
Pré-visualização | Página 1 de 1UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MATO GROSSO DO SUL RGM: 29492 Professora Drª: Cecília Acadêmica: Josiane Fernandes Atividade 1 Para Calcular o comprimento de onda, foi utilizado tal relação: λ= Sendo a a distância entre as linhas de cada rede de difração utilizadas, sendo elas e o valor da constante correspondente: 300 linhas/mm = 3,3x10-3 mm 600 linhas/mm = 1,66x10-3 mm E n a ordem do espectro de difração observado. Gás Hélio Cor da linha Espectral Ângulo (θ) p/ direita Comprimento de onda (λ) [mm] Cor da linha Espectral Ângulo (θ) Comprimento de onda (λ) [mm] 300 linhas/mm 600 linhas/mm Violeta 7°10’= 7,17°± 0,05 4,12x10-4 Violeta 15° 7’=15,11° ± 0,05 4,33x10-4 Violeta 7°16’= 7,27°± 0,05 4,17x10-4 Violeta 15° 25’ = 15,42° ± 0,05 4,41x10-4 Azul 8°2’= 8,03°± 0,05 4,61x10-4 Azul 16° 19’ = 16,32° ± 0,05 4,66x10-4 Azul 8° 12’= 8,2°± 0,05 4,71x10-4 Verde 17° 5’= 17,08° ± 0,05 4,87x10-4 Verde 8° 28’= 8,47° ± 0,05 4,86x10-4 Verde 17° 25’ = 17,42° ± 0,05 4,97x10-4 Verde 8° 29’= 8,48° ± 0,05 4,87x10-4 Amarelo 21° 6’ = 21,1° ± 0,05 5,97x10-4 Amarelo 10°11’ = 10,18° ± 0,05 5,83x10-4 Vermelho 24° 8’ = 24,13° ± 0,05 6,79x10-4 Vermelho 11°1’= 11,02° ± 0,05 6,31x10-4 Vermelho 25° 3’ = 25,05° ± 0,05 7,03x10-4 Vermelho 12° 12’=12,2° ± 0,05 6,97x10-4 Tabela 1. Dados retirados dos espectros de emissão do Gás Hélio. Gás Hidrogênio Cor da linha Espectral Ângulo (θ) p/ direita Comprimento de onda (λ) [mm] Cor da linha Espectral Ângulo (θ) Comprimento de onda (λ) [mm] 300 linhas/mm 600 linhas/mm Violeta 7° 1’ = 7,02° ± 0,05 4,03x10-4 Violeta 14° 3’ = 14,05° ± 0,05 4,03x10-4 Azul 8° 1’ = 8,02° ± 0,05 4,60x10-4 Violeta 15° 1’= 15,02° ± 0,05 4,30x10-4 Vermelho 11°25’= 11,42° ± 0,05 6,53x10-4 Azul 17° 1’ = 17,02° ± 0,05 4,86x10-4 Vermelho 23° 5’ = 23,08° ± 0,05 6,51x10-4 Tabela 2. Dados retirados dos espectros de emissão do Gás Hidrogênio. Obs: Foi observado que, para cada gás, não era possível ver os espectros emitidos sem as redes de difração, isso porque nossa visão tricromática torna visível todo o espectro da luz visível, do violeta para o vermelho, isto é, entre 390 e 780 nanômetros, quando um feixe de luz toca algum objeto colorido, uma parte deste feixe é refletida, enquanto o restante é absorvido pelo objeto, deste modo, só podemos ver a cor correspondente à frequência refletida. Questões Propostas 1) Especifique os diferentes tipos de espectro a partir das Leis de Kirchhoff. Qual o tipo de espectro que você vê no experimento? Pelas leis de Kirchhoff temos três classificações de espectros, sendo elas: Figura 1. Imagem ilustrativa dos três tipos de espectros das leis de Kirchhoff. -Espectro Contínuo que é observado em corpos opacos quentes, que podem estar no estado sólido, liquido ou gasoso. -Espectro de emissão pode ser observado em um gás transparente, produzindo então espectros de linhas brilhantes que tem dependência de elementos químicos que existam no gás, determinando assim o número e a posição dessas linhas. -Espectro de absorção é quando ocorre a transição de um espectro contínuo para um gás à temperatura mais baixa, esse gás frio causa a presença de linhas escuras (que são os espectros de linhas absorvidas), o espectro de absorção também tem dependência dos elementos químicos presentes no gás para determinar o número e a posição dessas linhas. O observado em laboratório era foi o espectro de emissão, através de gases em baixa pressão. 2) Explique como a rede de difração age como se fosse um prisma. O espectro de emissão de um gás em baixa pressão é analisado utilizando-se o espectrômetro, onde a luz é focalizada e colimada através de um conjunto de lentes e fenda e é decomposta através do uso de uma rede difração ou de um prisma. Isaac Newton demonstrou que a luz branca, como a luz do Sol, ao passar por um prisma se decompõe em luz de diferentes cores, formando um espectro como o arco-íris. William Hyde Wollaston observou que, passando a luz solar por uma fenda e depois por um prisma, apareciam algumas linhas escuras no espectro, o que conhecemos como “linhas” são imagens da fenda do espectrógrafo em diferentes comprimentos de onda, ou seja, a separação do espectro através da utilização do prisma é baseada nos diferentes índices de refração para diferentes comprimentos de onda enquanto o uso da rede de difração se baseia no princípio de interferência construtiva. O uso do prisma é limitado pelo intervalo de frequências que ele é capaz de transmitir devido à absorção do material do prisma; já uma rede de difração consiste em uma placa de vidro ou polímero com sulcos ou relevos retos uniformemente separados por uma distância a. A interferência construtiva entre os feixes refletidos ou transmitidos pela rede dá origem ao espectro de difração da luz incidente, com isso é possível achar os comprimentos de onda que serão separados em diferentes ângulos segundo a relação já utilizada no início dessa atividade: λ= 3) As linhas espectrais que você vê no experimento são aquelas descritas por Balmer ou por Lyman? O espectro de emissão fornece informações sobre a composição química de uma certa substância ou mistura de gases, sendo originado na excitação da nuvem eletrônica ao redor do núcleo. Os elétrons que absorvem energia saem de seus níveis fundamentais e vão para um estado de energia maior, então ficam por um curtíssimo intervalo de tempo, quando voltam para o estado fundamental, emitindo fótons cuja energia é igual a diferença de energia dos dois estados da transição. Balmer foi o primeiro que encontrou uma expressão empírica para a série de linhas emitidas pelo hidrogênio. A linha de maior comprimento de onda era de 6.583 Å e as linhas seguintes decresciam de intensidade à medida que o comprimento diminuía, que é notável com dados retirados no laboratório. 4) Explique as leis de Kirchhoff, ou seja, a formação dos diferentes espectros a partir da proposta de quantização da energia e do modelo de átomo de Bohr. Böhr percebeu que a estrutura dos átomos e os espectros descontínuos de emissão de cada elemento tinham uma ligação. Ele propôs então que as linhas luminosas que apareciam nos espectros eram as emissões de luz dos elétrons quando eles voltavam para a órbita mais próxima do núcleo. Os espectros descontínuos de emissão de cada elemento químico são diferentes, como é possível notar na imagem a baixo: Figura 2. Espectros distintos de alguns elementos, os destacados em vermelho foi o observado em laboratório. Bohr propôs que somente certas órbitas discretas seriam permitidas e que em tais órbitas o elétron não emitiria radiação, ou seja, cada elétron só pode ficar em determinada órbita específica, pois em cada uma dessas órbitas o elétron apresenta energia constante, bem definida e característica. O elétron só pode ocupar os níveis energéticos dos quais ele possua a energia respectiva, então, como para os átomos de cada elemento só são permitidos determinados valores de energia que correspondem às camadas energéticas, para cada elemento se tem, então, um espectro diferente. Figura 3. Representação esquemática da absorção e da emissão de fótons, a partir da transição de elétrons entre níveis atômicos. Quando o átomo absorve um fóton com energia adequada para fazer a transição para um nível superior, forma-se uma linha de absorção com comprimento de onda correspondente ao fóton absorvido; quando o átomo emite um fóton, voltando para o nível inferior, forma-se uma linha de emissão com o mesmo comprimento de onda. Figura 4. Formação de linhas de absorção e de emissão O que ocorre no espectro de absorção?O espectro de absorção de uma determinada substância consiste em um conjunto de comprimentos de ondas (ou de freqüências) que são absorvidos pela substância quando incidimos uma radiação com espectro contínuo sobre ela.
Como se pode distinguir um espectro de emissão discreto de um de absorção?Espectro de emissão: linhas coloridas obtidas pela dispersão da luz emitida pela amostra. Cada linha corresponde a um determinado comprimento de onda. Espectro de absorção: linhas escuras obtidas ao transmitir luz branca atraves da amostra.
Por que alguns espectros são contínuos é outros discretos?Espectro contínuo é um espectro que possui energias distribuídas continuamente em uma certa faixa de valores, em oposição ao espectro discreto ou de linhas, que contém apenas energias de certos valores bem definidos.
Como ocorre o processo de absorção atômica?O princípio fundamental da espectrometria de absorção atômica envolve a medida da absorção da intensidade da radiação eletromagnética, proveniente de uma fonte de radiação primária, por átomos gasosos no estado fundamental.
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Explique O que causa as linhas de absorção e por que elas ocorrem em valores discretos de λ
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