Espectrômetros são instrumentos científicos, usados ​​para identificar ou confirmar as espécies químicas, estrutura química ou concentração de substâncias em uma amostra. Existem muitos tipos de espectrômetros, com muitas variações e modificações possíveis que podem especializar ou estender a utilidade de um instrumento. Na maioria dos casos, uma amostra submetida a análise espectrométrica deve ser bastante pura para evitar resultados confusos.

Matéria e Energia

A espectrometria é baseada em interações entre matéria e energia. Uma amostra estimulada com um tipo específico de energia responderá de maneira característica da amostra. Dependendo do método, uma amostra responde a uma entrada de energia, absorvendo energia, liberando energia ou, talvez, passando por uma mudança física permanente. Se uma amostra não dá resposta em um instrumento específico, também há informações nesse resultado.

Colorímetros

Em um colorímetro, uma amostra é exposta a um único comprimento de onda de luz, ou é digitalizados com muitos comprimentos de onda diferentes de luz. A luz está na faixa visível do espectro eletromagnético. Líquidos coloridos refletem, transmitem (deixam passar) ou absorvem diferentes cores de luz em diferentes graus. A colorimetria é útil para determinar a concentração de uma substância conhecida em solução, medindo a transmitância ou absorbância de uma amostra em um comprimento de onda fixo e comparando o resultado a uma curva de calibração. Um cientista produz a curva de calibração, analisando uma série de soluções padrão de concentração conhecida.

Espectrômetros UV

espectroscopia ultravioleta (UV) funciona em um princípio semelhante ao da colorimetria, exceto que usa ultravioleta luz. A espectroscopia de UV também é chamada de espectroscopia eletrônica, porque os resultados dependem dos elétrons nas ligações químicas do composto da amostra. Pesquisadores usam espectrômetros de UV para estudar ligações químicas e determinar as concentrações de substâncias (ácidos nucléicos, por exemplo) que não interagem com a luz visível.

Espectrômetros de infravermelho

Químicos usam espectrômetros de infravermelho (IR) para medir a resposta de uma amostra à luz infravermelha. O dispositivo envia uma faixa de comprimentos de onda IR através da amostra para registrar a absorbância. A espectroscopia de infravermelho também é chamada de espectroscopia vibracional ou rotacional porque as freqüências vibracionais e rotacionais dos átomos ligadas umas às outras são as mesmas que as freqüências da radiação infravermelha. Espectrômetros infravermelhos são usados ​​para identificar compostos desconhecidos ou para confirmar sua identidade, já que o espectro de IV de uma substância serve como uma "impressão digital" única.

Espectrômetros Atômicos

Espectrômetros atômicos são usados ​​para encontrar o elemento elementar. composição das amostras e determinar as concentrações de cada elemento. Existem dois tipos básicos de espectrômetros atômicos: emissão e absorbância. Em ambos os casos, uma chama queima a amostra, decompondo-a em átomos ou íons dos elementos presentes na amostra. Um instrumento de emissão detecta os comprimentos de onda da luz liberada pelos átomos ionizados. Em um instrumento de absorbância, a luz de comprimentos de onda especificados passa pelos átomos energizados para um detector. Os comprimentos de onda das emissões ou absorvâncias são características dos elementos presentes.

Espectrômetros de Massa

Espectrômetros de massa são usados ​​para analisar e identificar a estrutura química de moléculas, especialmente grandes e complexas. Uma amostra é injetada no instrumento e ionizada (quimicamente ou com um feixe de elétrons) para eliminar os elétrons e criar íons carregados positivamente. Às vezes, as moléculas da amostra são quebradas em fragmentos ionizados menores no processo. Os íons são passados ​​por um campo magnético, fazendo com que as partículas carregadas sigam um caminho curvo para atingir um detector em diferentes locais. As partículas mais pesadas seguem um caminho diferente do das mais leves, e a amostra é identificada comparando o resultado com aqueles produzidos por amostras padrão de composição conhecida.