Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ensino de Química
TÍTULO: ESPECTROFOTÔMETRO DE ABSORÇÃO QUANTITATIVO DE BAIXO CUSTO COMPATÍVEL COM A REALIDADE BRASILEIRA
AUTORES: Faustino, R. (UECE) ; Santos, N. (UECE) ; Silva, N. (UECE) ; Nascimento, J. (UECE) ; Sousa, R. (UECE) ; Coelho, A. (UECE)
RESUMO: Com o intuito de introduzir a técnica da espectrofotometria de absorção na região
do ultravioleta-visível, assim como mostrar ao aluno de graduação em Química o
mecanismo de funcionamento destes equipamentos em instituições que não podem
disponibilizar o mesmo devido principalmente ao alto custo dos mesmos. E aqui
mostramos a construção de um equipamento com base em componentes de baixo custo e
de fácil acesso no Brasil. O espectrofotômetro foi construído tilizando-se de
caixas de fósforo, diodo, led, lentes, grades de difração (CD ou DVD). O detector
de fotodiodo foi montado em um braço articulado do aparelho de modo a permitir que
a seleção dos diferentes comprimentos de onda.
PALAVRAS CHAVES: Espectrofotômetro; Comprimento de onda; Ensino de Química
INTRODUÇÃO: O espectro eletromagnético mostra a variação das frequências característica ou
dos seus correspondentes comprimento de onda,para as suas diferentes regiões.A
espectroscopia Ultravioleta-Visível,(UV-Vis),é também conhecida como
Espectroscopia Eletrônica,porque estudas as transições eletrônicas entre níveis
de energia compatíveis com a região do espectro eletromagnético conhecido como a
região do ultravioletra-visível.Essa espectroscopia é usada para estudar os
compostos de coordenação presentes na Química Inorgânica,por serem os mesmos
coloridos é necessário este tipo de instrumento que baseado no comprimento de
onda absorvida obtêm-se informações sobre as ligações químicas e a estabilidade
dos mesmos.O Espectrofotômetro UV/Vis é um instrumento que tem a capacidade de
detectar a absorção de energia de uma determinada amostra.Esta análise é feita
com base na diferença da intensidade de luz incidente sobre o fotodiodo sem
nenhuma amostra e a diminuição da intensidade de luz devido à absorção de
radiação pela amostra.E assim obtemos o comprimento de onda que apresenta a
absorção máxima.É um instrumento muito útil,pois com ele pode-se ter
automaticamente,com ajuda de computadores e softwares,o gráfico que apresenta a
absorbância versus comprimento de onda.Por ser um instrumento sofisticado,o
mesmo tem seu custo variando entre R$3.000–R$20.000,dependendo da
utilização,inviabilizando assim a possibilidade de toda instituição de Ensino
Médio e/ou Superior ter este equipamento para uso nas áreas de Ensino.Baseado em
artigos e principalmente no artigo de Albert e outros (2012),que propõem
baratear os custos de um Espectrofotômetro,conseguimos diminuir ainda mais os
gastos na preparação deste instrumento fazendo uso de caixas de fósforo, bateria
de relógio, lupa e um Cd.
MATERIAL E MÉTODOS: Baseado no artigo de Albert e outros (2012),descrevemos a montagem de um
Espectrofotômetro caseiro adaptado à realidade brasileira,para que o mesmo sirva
para o Ensino em diversas modalidades.Os materiais utilizados para a construção
deste instrumento foram:Onze caixas de fósforo;Uma lupa;Um Cd;Um LED branco;Um
fotodiodo;Uma bateria de relógio de 3V;Um multímetro;Um transferidor;Uma tampa
de papelão,para a base.A caixa de fósforos foi escolhida por ter um padrão de
tamanho e formato uniforme de 5cm x 1,5cm x 3,5 cm.As caixas foram enroladas com
papel e pintadas com cores diferentes para diferenciar cada parte do espectro e
com a quantidade de caixas necessárias para cada utilização.Com três caixas de
fósforo,foi feito um suporte para o LED e a bateria (figura 1A),uma caixa de
fósforos foi utilizada para o suporte da lupa (figura 1B),quatro caixas para o
compartimento onde fica a cubeta (figura 1C) e três para o braço rotativo
(figura 1D).Cada parte do Espectrofotômetro é de imensa importância,pois cada
uma tem sua utilidade para o funcionamento correto do instrumento.Os suportes
foram feitos cada um com especificações precisas,visando proporcionar um ajuste
perfeito na calibração do equipamento.Para o Espectrofotômetro foi utilizada uma
base de papelão de 64x47 cm,o suporte para o LED tem 4cm de altura,e o suporte
para a lupa tem 2cm de altura.Já para o suporte da cubeta a altura é de 2cm,o
braço rotativo tem 10cm de comprimento e 4cm de altura.É preciso ajustar todas
as distâncias entre os suportes,pois cada uma tem sua distância específica.O CD
é também cuidadosamente cortado e aplicado próximo à cubeta para que o mesmo
facilite a difração da luz.O fotodiodo serve para detectar a luz difratada, e
este conectado ao multímetro que mede a voltagem da luz absorvida.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Com o Espectrofotômetro fabricado em laboratório, com materiais presente no nosso
dia a dia e em nossa casa, foi medida a absorção máxima de uma solução do íon
pentaciano(pirazinamida)ferrato(II) e pode se constatar que o instrumento detectou
um comprimento de onda para o máximo de absorção condizente com o espectro
registrado, usando o Espectrofotômetro UV1800, Shimadzu. A Figura 2 mostra o
Espectrofotômetro de baixo custo já montado.
Figura 1:
A) Suporte para o LED branco; B) Suporte para a
Lupa; C) Caixa da cubeta; D) Braço rotativo e
transferidor.
Figura 2:
Espectrofotômetro montado em laboratório com caixas
de fósforos.
CONCLUSÕES: Percebe-se que é possível fabricar um instrumento sofisticado com materiais
presentes na nossa casa e no dia a dia,fazendo uso de um pouco da nossa
criatividade.Este Espectrofotômetro foi construído para o Ensino,e observou-se que
os valores encontrados no espectro caseiro não destoam muito dos valores
encontrados em um espectro fabricado por uma indústria.Podendo sim ser utilizado
para diversas modalidades de ensino.Mas além do que valores expressos em
comprimento de ondas,existe também o valor do aprendizado de cada aluno ao poder
ter contato e conhecimento do funcionamento de tal aparelho.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Bianchi, J. C. A.; Albrecht, C. H. e Maia, D. J. Universo da Química 1ª Ed. Volume 3. FTD Editora, 2007.
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Shriver, D. F. e Atkins, P. W. Química Inorgânica 4a Ed. Bookman, Porto Alegre, 2008.