O que é um espectro de absorção?
Um espectro de absorção é obtido expondo uma amostra de um composto puro à luz. A quantidade de energia absorvida pelas moléculas na amostra é plotada à medida que um espectroscópio varre os comprimentos de onda do vermelho ao ultravioleta. Os químicos usam um espectro de absorção para identificar compostos orgânicos e metais de transição desconhecidos. Os espectros de absorção são utilizados pelos biólogos para relacionar os comprimentos de onda da luz absorvida durante a fotossíntese a vários pigmentos vegetais.
A luz visível, ou a luz que pode ser detectada pelo olho humano, varia no comprimento de onda de cerca de 400 a 700 nm (1,5 x 10-5 a 2,8 x 10-5 pol). Para um objeto parecer colorido, ele deve absorver energia dentro dessa faixa. As estruturas atômicas que o fazem são chamadas cromóforos e são de dois tipos principais: íons de metal de transição e ligações orgânicas conjugadas, como as que ocorrem nas ligações carbono-carbono duplas e triplas.
A energia absorvida pelos metais de transição está relacionada ao salto quântico de energia à medida que um elétron da camada externa é impulsionado para um orbital mais energético. Esses estados excitados não são estáveis e a energia é rapidamente liberada novamente. Os metais de transição aparecem no meio da tabela periódica.
As moléculas orgânicas conjugadas geralmente consistem em uma série de pares de ligação dupla-ligação simples em uma cadeia longa. O licopeno, com 12 pares duplos e simples, é o pigmento vermelho do tomate e o beta-caroteno, com 11 pares, é o pigmento laranja da cenoura. As moléculas absorvem a energia dos fótons de um único comprimento de onda ao longo do comprimento da molécula.
Um espectro de absorção exibe respostas amplas, em vez dos picos agudos únicos que seriam esperados da absorção de comprimentos de onda únicos da luz. Isto é devido à absorção não quântica de energia por outras partes da molécula. Os espectros são característicos o suficiente para serem utilizados na identificação qualitativa de compostos. Os laboratórios orgânicos têm livros de referência de espectros de absorção.
Os instrumentos de absorção atômica da chama medem a concentração de soluções metálicas vaporizando o íon metálico. Livrando a amostra de outros componentes, os átomos de metal estarão em seu estado fundamental. Quando o gás metálico é exposto à luz, uma resposta nítida será registrada quando um elétron externo absorve energia de um comprimento de onda específico. A análise quantitativa de metais é possível com esta técnica.
Os biólogos usam um estudo do espectro de absorção para identificar os comprimentos de onda absorvidos no processo fotossintético. Ao correlacionar a produção fotossintética com o comprimento de onda e um espectro de absorção conhecido para cada pigmento da planta, a atividade de cada pigmento pode ser examinada. Técnicas semelhantes são usadas para outras reações induzidas pela luz.