A maioria dos espectrômetros mede a intensidade da luz emitida ou transmitida em um dado comprimento de onda; outros espectrômetros, chamados espectrômetros de massa, medem a massa de pequenas partículas carregadas. Ambos os tipos de espectrômetros são ferramentas inestimáveis ​​para os químicos e desfrutam de uma ampla gama de usos em experimentos científicos.

Medição de Concentração

"Espectrofotometria" é uma técnica experimental comum em laboratórios químicos e bioquímicos. A absorção de luz em um determinado comprimento de onda está relacionada à concentração de soluto sob a Lei de Beer, A = ε b C, onde "C" é concentração de um soluto, "b" é o comprimento do caminho que a luz deve percorrer quando passa a solução e "e" é uma constante específica para o soluto e o comprimento de onda da luz usada. Ajustar o ângulo de um prisma ou grade de difração seleciona um comprimento de onda específico da luz, que passa através da amostra; um detector do outro lado mede a intensidade da luz e, a partir disso, você pode calcular a absorbância, ou "A". O cálculo de ε pode ser realizado usando outras soluções da mesma substância cuja concentração já é conhecida.

Identificando grupos funcionais

"Espectroscopia de infravermelho" é outra técnica espectrométrica útil. Um espectrômetro infravermelho passa luz infravermelha através de uma amostra e mede a intensidade da luz transmitida no outro lado. Os dados são coletados por um computador, que prepara um gráfico mostrando a quantidade de luz infravermelha absorvida em diferentes comprimentos de onda. Certos padrões de absorção revelam a presença de tipos específicos de grupos em uma molécula. Um pico de absorção em torno de 3.300 a 3.500 centímetros invertidos, por exemplo, sugere a presença de um grupo funcional de álcool, ou "-OH".

Identificando substâncias

Diferentes elementos e compostos têm espectros de absorção únicos, ou seja, absorvem radiação eletromagnética em determinados comprimentos de onda específicos daquele composto. O mesmo vale para os espectros de emissão (os comprimentos de onda emitidos quando o elemento é aquecido). Esses espectros são um pouco como uma impressão digital no sentido de que podem ser usados ​​para identificar o elemento ou composto. Essa técnica tem uma ampla variedade de usos; astrônomos, por exemplo, frequentemente analisam espectros de emissão para determinar que tipos de elementos estão presentes em estrelas distantes.

Espectrometria de Massa

Espectrômetros de massa são muito diferentes de outros tipos de espectrômetros, pois medem massa de partículas, em vez da emissão ou absorção de luz. Em um espectrômetro de massa, um composto é vaporizado em uma câmara de volatilização, e uma pequena quantidade é permitida a vazar para uma câmara fonte, onde é atingida por um feixe de elétrons de alta energia. Esse feixe de elétrons ioniza as moléculas compostas, removendo um elétron para que as moléculas tenham uma carga positiva. Ele também irá quebrar algumas das moléculas em fragmentos. Os íons e fragmentos são agora propulsionados da câmara da fonte por um campo elétrico; de lá eles passam por um campo magnético. Partículas menores são mais defletidas do que as maiores, de modo que o tamanho de cada partícula pode ser determinado quando ela atinge um detector. O espectro de massa resultante oferece a um químico pistas valiosas sobre a composição e estrutura do composto.