Tecnologia e Aplicações do Espectrómetro

Por Kris WalkerOct 31 2013

Um espectrómetro é um dispositivo para medir comprimentos de onda da luz numa vasta gama do espectro electromagnético. É amplamente utilizado para análise espectroscópica de materiais de amostra.
A luz incidente da fonte de luz pode ser transmitida, absorvida ou reflectida através da amostra. As alterações ocorridas durante a interacção da luz incidente com a amostra revelam as características da amostra.

Dois tipos de fontes de radiação são geralmente utilizados em espectrómetro – fontes contínuas e lineares. As fontes contínuas são substâncias sólidas aquecidas ou lâmpadas que emitem luz numa vasta gama de comprimentos de onda, e as fontes de linha são lâmpadas e lasers especializados.

A luz incidente pode ser ajustada ao comprimento de onda de interesse com a ajuda de elementos dispersivos ou não dispersivos.

Usos do Espectrómetro

algumas das principais aplicações dos espectrómetros incluem o seguinte:

• Monitorização do teor de oxigénio dissolvido nos ecossistemas de água doce e marinha
• Estudo de linhas de emissão espectral de galáxias distantes
• Caracterização de proteínas
• Exploração espacial
• Análise de gases respiratórios em hospitais

Espectrometria de massa

Um espectrómetro de massa é um dispositivo que mede a massa e concentração de moléculas e átomos individuais através da produção de espectros.

Estes espectros podem ser utilizados para investigar elementos, massas, isótopos e estruturas químicas dos materiais de amostra.

Espectrómetros de massa são operados através do cálculo da relação massa/carga de fragmentos moleculares ou moléculas carregadas geradas devido à ionização de compostos químicos.

A selecção de partículas carregadas de uma velocidade específica é efectuada através da utilização de um selector de velocidade. O selector funciona comparando as forças magnéticas e eléctricas em relação à velocidade de uma partícula específica.

A questão de não poder viajar para planetas distantes com facilidade parece impedir a exploração do espaço em termos de descobrir que tipo de moléculas se encontram numa determinada amostra. A solução para a exploração espacial passa pela utilização de espectrómetros de massa que são utilizados para identificar partículas em miniatura presentes no espaço.

Espectrómetros de massa são também utilizados em datação radioactiva e de carbono. Quando utilizados com cromatógrafos a gás, os espectrómetros de massa detectam vestígios de partículas tóxicas e contaminantes no ar.

Utilizados para medir comprimentos de onda, os espectrómetros são utilizados em muitas aplicações.

Tipos de Espectroscopia

A seguir estão alguns dos principais tipos de espectrómetros:

Espectroscopia de absorção

Este método de espectroscopia funciona através da absorção da luz no que diz respeito ao comprimento de onda. As moléculas da amostra são excitadas a um estado de energia mais elevado ao absorverem a luz incidente. A excitação é directamente proporcional ao comprimento de onda da luz.

Espectroscopia infravermelha

Espectroscopia infravermelha mede as vibrações das ligações interatómicas de uma amostra a diferentes frequências quando a amostra é exposta à luz infravermelha. Espectrómetros de infravermelhos também podem ser usados para medir o número de moléculas absorventes.

Espectroscopia de raios X

Isto funciona através da excitação dos electrões internos das moléculas da amostra. Quando os electrões excitados caem na vacância gerada devido à absorção de energia, é produzido um espectro de emissão de fluorescência de raios X.

Ultravioleta Espectroscopia

Neste método de espectroscopia, a amostra é exposta à luz ultravioleta. Os electrões são excitados ao absorver a energia da luz. As características de absorvância da amostra são medidas com base na excitação dos electrões. Este tipo de espectroscopia pode ser utilizado para investigar a ligação química das moléculas da amostra.

Laser Espectroscopia

Laser espectroscopia utiliza ‘luz laser’ como fonte de radiação. Pode ser utilizada para medir a interacção da luz com as moléculas de amostra. Esta espectroscopia tem alta sensibilidade e resolução.

Spectrometer Smartphones poderia ser incorporado numa série de aplicações.

Smartphone Spectrometer

Hoje em dia, diferentes tipos de instrumentos médicos, desde máquinas de teste ocular a sondas de ultra-sons, são incorporados dentro da tecnologia de smartphones. Um dos desenvolvimentos recentes nesta área é um berço iPhone™ descoberto por investigadores da Universidade de Illinois.

O dispositivo utiliza uma série de peças ópticas e a câmara do telefone para detectar a passagem da luz através do líquido da amostra. O espectro da luz, é então comparado com os espectros de moléculas alvo tais como bactérias ou toxinas, de modo a determinar as características da amostra.

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Further Reading: Espectrómetro – UCDAVIS CHEMWiki , Espectrómetro de massa – Universidade do Estado da Geórgia , Um Espectrómetro Smartphone diagnostica doenças a uma fracção do preço – Fast Co.Exist
Image Credit: Photos.com
NASA| The Molecule Dissector – Mass Spectrometry Run Time: 2.26mins
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Kris Walker

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Kris Walker

Kris tem um BA(hons) em Media & Desempenho da Universidade de Salford. Além de supervisionar as equipas editoriais e de vídeo, Kris pode ser encontrado em cantos remotos do mundo capturando a história por detrás da ciência em nome dos nossos clientes. Fora do trabalho, Kris está finalmente a ver um retorno em 25 anos de sofrimento apoiando Manchester City.

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