UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

INSTITUTO DE FÍSICA

Declaração

Disciplina: Técnicas Experimentais II
Código: IFI0252
Carga Horária Total: 64h
Núcleo: Específico Obrigatório
Unidade: IF

Ementa

Fundamentos Instrumentais e Aplicações das Técnicas Espectroscópicas. Luminescência: Fluorescência e Fosforescência, Termoluminescência. Espectroscopia de Absorção Ultravioleta e Visível (UV-Vis). Espectroscopia Vibracional no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). Espectroscopia Raman. Espectroscopia de Ressonânica Magnética Nuclear (RMN). Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE).

Programa

1. FUNDAMENTOS INSTRUMENTAIS E APLICAÇÕES DAS TÉCNICAS ESPECTROSCÓPICAS
1.1. Esquema geral de funcionamento de fotômetros e espectrofotômetros
1.2. Esquema geral de funcionamento de fluorímetros e espectrofluorímetros
1.3. Seletores de comprimento de onda
1.3.1. Filtros de absorção
1.3.2. Filtros de corte
1.3.3. Filtros de interferência
1.3.4. Monocromadores prismáticos
1.3.5. Monocromadores de rede
1.4. Cubetas para acondicionamento das amostras
1.5. Fontes: lâmpadas de arco e de filamento
1.6. Esquema geral do funcionamento de fluorímetro com resolução temporal (TCSPC)
2. ESPECTROSCOPIA DE ABSORÇÃO ULTRAVIOLETA E VISÍVEL
2.1. Orbitais moleculares ligantes, anti-ligantes e não ligantes
2.2. Diagrama de níveis de energia para átomos e moléculas
2.3. Absorção eletrônica por moléculas
2.4. Espectros de linha, de banda e contínuo:
2.4.1. Comparação entre a absorção por átomos isolados
2.4.2. Moléculas no estado de vapor, no estado condensado e em solventes
2.5. Aplicações
2.5.1. Exemplos de espectros de absorção óptica
3. FLUORESCÊNCIA E FOSFORESCÊNCIA
3.1. Diagrama de energia para moléculas: processos de relaxação eletrônica e vibracional
3.2. Decaimentos por processos não radiativos: colisões com outras moléculas
3.3. Estados singleto e tripleto
3.3.1. Estados excitados
3.3.2. Conversão interna
3.3.3. Conversão intersistemas
3.4. Fluorescência e Fosforescência: tempos de vida do estado excitado
3.5. Rendimento quântico de fluorescência
3.6. Espectro de excitação e espectro de emissão
3.7. Intensidade da fluorescência
3.7.1. Efeitos da temperatura
3.7.2. Efeitos da rigidez da molécula fluorescente
3.7.3. Efeitos do pH do meio
3.7.4. Efeitos efeitos de solvente
3.8. Deslocamento espectral:
3.8.1. Efeitos red-shift e blue-shift;
3.8.2. Efeitos estabilização de alguns tipos de orbital molecular
3.9. Supressão de fluorescência;
3.9.1. Efeitos anisotropia de fluorescência;
3.9.2. Transferência de energia por ressonância de Förster (FRET); fluorescência com resolução temporal: tempos de vida de fluorescência e tempos de correlação rotacional.
4. TERMOLUMINESCÊNCIA
4.1. Materiais cintiladores inorgânicos
4.2. O mecanismo da termoluminescência: definição e princípios físicos
4.3. Princípio de funcionamento de um leitor termoluminescente
4.4. Curva característica de um cristal termoluminescente
4.5. Materiais termoluminescentes
4.6. Aplicações da termoluminescência na dosimetria das radiações ionizantes
5. ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO (FTIR)
5.1 – Tratamento quântico das vibrações;
5.2 – Modos vibracionais; acoplamento vibracional;
5.3 – Instrumentos para o Infravermelho;
5.4 – Manuseio das amostras: gases, soluções, líquidos e sólidos;
5.5 – Análise qualitativa e aplicações quantitativas;
5.6 – Espectroscopia no infravermelho próximo e distante;
5.7 – Espectroscopia de emissão no infravermelho.
6. ESPECTROSCOPIA RAMAN
6.1 – Excitação de espectros Raman;
6.2 – Mecanismos dos espalhamentos Raman e Rayleigh;
6.3 – Razão de despolarização Raman;
6.4 – Espectrômetros Raman: instrumentação;
6.5 – Aplicações: espectros Raman de espécies orgânicas e inorgânicas;
6.6 – Aplicações biológicas.
7. RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR (RMN)
7.1 – Descrição clássia e descrição quântica da RMN;
7.2 – Absorção em experimentos de onda contínua;
7.3 – Processos de relaxação spin-rede e spin-spin;
7.4 – RMN com transformada de Fourier; excitação pulsada; FID;
7.5 – Tipos de espectro: de linhas largas e de alta resolução;
7.6 – Teoria do deslocamento químico; desdobramento spin-spin;
7.7 – Espectrômetros de RMN: instrumentação;
7.8 – RMN de prótons; RMN de carbono-13;
7.9 – Imagens por ressonância magnética;
7.10 – Aplicações.
8. RESSONÂNCIA PARAMAGNÉTICA ELETRÔNICA (RPE)
8.1 – Princípios básicos da ressonância paramagnética eletrônica;
8.2 – Interações magnéticas entre partículas (Zeeman, interação hiperfina, exchange);
8.3 – Íons do grupo 3d (campo cristalino);
8.4 – Tempos de relaxação e largura de linha;
8.5 – Espectrômetros de RPE: instrumentação básica.

Bibliografia Básica

HOLLER, F. J.; SKOOG, D. A.; CROUCH, S. R. Princípios de análise instrumental, 6a ed., Porto Alegre: ookman, 2009.
SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentos de Química Analítica, Pioneira homson Learning, 2005.
GARCIA SOLÉ, J.; BAUSÁ, L. E.; JAQUE, D. An Introduction to the Optical Spectroscopy of Inorganic olids, John Wiley, 2005.
SALA, O. Fundamentos da espectroscopia Raman e no infravermelho. São Paulo: Editora Unesp.
WEIL, J. A., BOLTON, J. R.; WERTZ, J. E. Electron paramagnetic resonance: elementary theory and practical pplications, John Wiley, 1994.

Bibliografia Complementar

SKOOG, D. A.; et al. Fundamentos de química analítica, Sao Paulo: Thomson, 2006.
SKOOG, D. A.; WEST, D. N. Fundamentos de química analítica, Barcelona: Reverte, 1976.
RANGE, R. L. Fundamentos de química analítica, México - Antiguidades: Limusa, 1977.
SKOOG, D. A.; et al. Fundamentos de química analítica, 8a ed., São Paulo: Cengage Learning, 2008.
BLASSE, G.; GRABMAIER, B. C. Luminescent materials, Springer, 1994.

Documento assinado eletronicamente por Rodrigo Massanori Vilela Utino, Secretário, em 11/11/2021, às 11:26, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no § 3º do art. 4º do Decreto nº 10.543, de 13 de novembro de 2020.

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