Vogel: Análise Química Quantitativa
17.10 Desenho dos instrumentos
Fig. 17.7 Variação da transmissão e da absorbância com a concentração (Reproduzida, com permissão, de J. E. Seward (ed), 1985, ã Introduction to ultravioletand visibie spectrophotometry , 2ed., Philips/Pye Unicam, Cambridge.)
17.10 Desenho dos instrumentos
Feixe simples
A Fig. 17.8 mostra o esquema de um espectrômetro de feixe simples. A imagem da fonte de luz (A) é focalizada no espelho condensador (B) e no espelho diagonal (C) da fenda de entrada (D). A fenda de entrada é a mais baixa dentre duas fendas verticais, uma acima da outra. A luz que cai no espelho colimador (E) fica paralela e é refletida em direção ao prisma de quartzo (F). A luz sofre refração na primeira superfície do prisma, é refletida de volta pela superfície posterior do prisma, que é aluminizada, e sofre uma segunda refração ao emergir do prisma. O espelho colimador focaliza o espectro no plano das fendas (D) e a luz de comprimento de onda desejado sai do monocromador pela fenda de saída (superior), passa pela célula que contém a amostra (G) e chega à fotocélula (R). A resposta da fotocélula é amplificada e registrada no registrador (M).
Na fonte de luz (A), estão duas lâmpadas (Seção 17.7): uma lâmpada de tungstênio–
halogênio para a região do visível e do ultravioleta próximo, e uma lâmpada de deutério para o UV distante, colocadas em um braço móvel que permite que cada lâmpada seja colocada na posição de operação quando desejado. O instrumento tem, também, dois fototubos (Seção 17.5) e o detector apropriado é colocado no foco quando as lâmpadas são trocadas. Nas versões mais modernas do instrumento, o prisma é substituído por uma rede de difração.
Feixe duplo
Quase todos os instrumentos modernos de uso geral são instrumentos de feixe duplo que cobrem a faixa de 200 a 800 nm, aproximadamente, usam um sistema automatizado de varredura e mostram o espectro em um visor. O feixe de radiação monocromatizado, proveniente de lâmpadas de tungstênio ou de deutério, é dividido em duas partes iguais, uma das quais passa pela célula de referência e a outra, pela célula da amostra. O sinal de absorção produzido pela célula de referência é subtraído automaticamente do sinal de absorção produzido pela célula da amostra e o resultado corresponde à absorção da amostra. A divisão e recombinação do feixe é feita por dois
meio-espelhos ligados ao mesmo motor elétrico, que giram de forma coordenada (Fig.
17.9). O microprocessador do instrumento corrige automaticamente a corrente de fundo da fotocélula, isto é, a pequena corrente que passa pela célula mesmo quando ela não está exposta à radiação.
A luz estranha ao feixe de radiação de interesse deve ser reduzida ao mínimo. Como
vimos na Seção 17.6, as redes de difração dão espectros de ordens diferentes que podem se sobrepor ao espectro de primeira ordem desejado. Seu efeito pode ser controlado pelo uso de filtros adequados colocados em posições predeterminadas. Embora o interior dos instrumentos seja enegrecido, luz indesejada proveniente de reflexões no monocromador pode passar pela fenda de saída, não ser absorvida pela amostra e, quando a leitura do detector é pequena, afetar significativamente o resultado. Quando isto acontece, o gráfico de calibração (Seção 17.2) não é uma reta e, com o aumento da concentração da solução, se encurva na direção do eixo de concentrações. Isto complica a análise e, por isso, procura-se eliminar este problema. Um procedimento para isso é colocar um segundo monocromador antes do monocromador principal.