A análise rigorosa é vital para verificar a pureza, concentração e identidade dos medicamentos. O monitoramento da estabilidade dos medicamentos também é essencial para garantir a eficácia ao longo do tempo sob condições ambientais variadas.

Avalia a segurança e a eficácia do produto analisando a fotoestabilidade dos filtros UV, caracterizando partículas e medindo índices de cor. Ele também detecta adulteração e quantifica corantes e antioxidantes para atender às expectativas do consumidor.

Caracteriza o petróleo bruto, calcula as frações de asfalteno, formula índices de conteúdo aromático, determina o teor de enxofre e calcula os fatores de solubilidade.

Determina propriedades químicas, avalia a qualidade do produto final, estuda a composição do polímero, qualifica a água, determina a pureza e a eficiência do tingimento, analisa a degradação fotocatalítica e os resíduos de pesticidas.

Determina a concentração e a pureza de ácidos nucléicos e proteínas, monitora culturas de células microbianas, estuda a desnaturação e a cinética de proteínas e analisa amostras biológicas como plasma sanguíneo e soro.

Para ler um espectro UV/Vis, você analisa o gráfico de absorbância (ou às vezes transmitância) versus comprimento de onda. Os principais pontos a serem focados incluem:

• Picos de Absorção: Identifique os comprimentos de onda onde a absorbância é mais alta; estes correspondem a transições eletrônicas nas moléculas.
• Comprimentos de onda de pico (λmax): O(s) comprimento(s) de onda em que ocorre a absorbância máxima, característica de estruturas moleculares específicas ou grupos funcionais.
• Intensidade de pico: A altura dos picos de absorção indica a intensidade com que a substância absorve naquele comprimento de onda, relacionada à concentração e à absortividade molar.
• Linha de base: Verifique a absorbância basal em regiões sem absorção para avaliar os problemas do instrumento ou da amostra.
• Forma do espectro: A forma e o número de picos podem fornecer informações sobre os tipos de transições eletrônicas e o ambiente das moléculas.

Ao interpretar esses recursos, você pode identificar compostos, determinar a concentração e estudar propriedades moleculares.

A espectroscopia UV/Vis normalmente cobre a faixa de comprimento de onda de 190 nm a 780 nm. 

Mais especificamente: 

• A região ultravioleta (UV) geralmente varia de 190 nm a 390 nm.
• A região visível (Vis) geralmente varia de 390 nm a 780 nm.

Os espectrofotômetros UV/VIS Excellence da METTLER TOLEDO se estendem ainda mais para a região do infravermelho próximo, atingindo 1100 nm.

A espectroscopia UV/Vis é importante porque permite a análise qualitativa e quantitativa de substâncias, medindo sua absorção de luz ultravioleta e visível.

Este método ajuda a determinar a concentração de analitos, estudar a cinética química, avaliar a pureza, realizar medições objetivas de cor e analisar estruturas moleculares. Suas aplicações abrangem uma ampla gama de campos, incluindo química, biologia, ciências ambientais e ciência dos materiais, tornando-o uma ferramenta versátil e essencial para análise.

A espectroscopia UV/Vis mede a luz absorvida por uma amostra para determinar sua concentração e identificar compostos. Este processo envolve a remoção da luz.

Em contraste, a espectroscopia de fluorescência mede a luz emitida por uma amostra depois que ela absorve a luz, geralmente em um comprimento de onda mais longo. Esta técnica se concentra na reemissão de luz, proporcionando uma sensibilidade muito maior para moléculas fluorescentes específicas.

Para determinar a concentração de uma solução desconhecida usando espectroscopia UV/Vis, siga estas etapas:

1. Preparar uma curva de calibração: medir a absorvância de uma série de soluções-padrão com concentrações conhecidas no comprimento de onda da absorvância máxima (λmax) para a substância a analisar.
2. Plotar absorbância vs. concentração: Crie uma curva de calibração plotando os valores de absorbância em relação às concentrações conhecidas. De acordo com a Lei de Beer, a absorbância é diretamente proporcional à concentração.
3. Medir a amostra desconhecida: Registar a absorvância da solução desconhecida ao mesmo λmax.
4. Determine a concentração: Use a curva de calibração para encontrar a concentração correspondente à absorbância medida da amostra desconhecida.

Este método baseia-se na Lei de Beer-Lambert, que afirma que a absorbância A = εbc, onde ε é a absortividade molar, b é o comprimento do caminho e c é a concentração.

Considere um grupo funcional contendo átomos com um ou mais pares de elétrons isolados que não absorvem radiação ultravioleta / visível. No entanto, quando esse grupo funcional é ligado a um cromóforo, ele altera a intensidade e o comprimento de onda de absorção. Esse fenômeno é chamado de auxocromo ou grupo de realce de cor.

A presença de um auxocromo causa a mudança de posição de um pico ou sinal para um comprimento de onda mais longo, que é chamado de desvio batocrômico ou vermelho. Os grupos funcionais que contribuem para os grupos batocrômicos são substituintes como metil, hidroxila, alcoxi, halogênio e grupos amino.

O auxocromo que causa a mudança de posição de um pico ou sinal para um comprimento de onda mais curto é chamado de deslocamento hipsocrômico ou azul. Na verdade, a combinação de cromóforo e auxocromo se comporta como um novo cromóforo com um máximo de absorção diferente (λ_max). Por exemplo, o benzeno mostra λ_max a 256 nm, enquanto a anilina mostra λ_max a 280 nm. Assim, o grupo NH₂ atua como um auxocromo e causa o deslocamento de λ_max para um valor maior.

As grades de difração são geralmente melhores do que os prismas para dividir diferentes comprimentos de onda porque:

Maior resolução espectral: As grades podem fornecer uma resolução espectral muito maior devido à sua capacidade de produzir várias ordens de difração nítidas, permitindo uma separação mais precisa de comprimentos de onda espaçados.

Dispersão linear: A separação angular entre os comprimentos de onda em uma grade é mais linearmente relacionada ao comprimento de onda, facilitando a análise e calibração dos espectros em comparação com a dispersão não linear dos prismas.

Sem limitações de dispersão de material: Os prismas dependem da dispersão do material (variação do índice de refração com o comprimento de onda), o que pode limitar o desempenho, especialmente em certas faixas de comprimento de onda. As grades usam efeitos de interferência, que não são limitados pelas propriedades do material.

Ampla faixa de comprimento de onda: As grades podem funcionar com eficiência em uma faixa mais ampla de comprimentos de onda, incluindo ultravioleta e infravermelho, enquanto os prismas têm limitações de absorção e dispersão.

No geral, as grades de difração fornecem separação de comprimento de onda mais precisa e versátil do que os prismas, e é por isso que são comumente usadas em espectrômetros e instrumentos ópticos.

As moléculas podem ser analisadas usando espectroscopia UV/Vis se possuírem algum grupo funcional ou conjugação, ou se produzirem um complexo de cores. Como os compostos inorgânicos não contêm nenhum grupo funcional ou conjugação, o método comum para analisá-los é por reação com um composto adequado. Isso produz um complexo de cores cuja absorbância pode ser medida fotometricamente na região visível e correlacionada com sua concentração real. Por exemplo, o ferro é comumente analisado por uma reação com 1,10-fentrolina para produzir um complexo de cor vermelha. A absorbância do complexo é medida a 570 nm para estimar a concentração de ferro.

A principal diferença entre um espectrofotômetro de feixe único e duplo segue.

• Espectrofotômetro de feixe único: Um único feixe da fonte de luz passa pela amostra
• Espectrofotômetro de feixe duplo: O feixe de luz da fonte de luz é dividido em duas partes: uma parte passa pela amostra e a outra parte passa pela referência

A divisão de feixe em um espectrofotômetro de feixe duplo é obtida de duas maneiras:

1. estaticamente, com espelhos parcialmente transmissores ou um dispositivo semelhante
2. atenuação dos feixes usando dispositivo óptico e mecânico móvel

A temperatura afeta os valores de absorbância. Diferentes solventes sofrem diferentes interações em diferentes temperaturas. Os parâmetros da solução que mudam devido a mudanças de temperatura são:

• Taxa de reação. A taxa muda quando a temperatura é elevada. Isso pode causar uma alteração na atividade da amostra. As reações enzimáticas/biomoleculares são muito sensíveis à temperatura.
  
• Solubilidade de um soluto. A solubilidade é afetada com variações de temperatura. A baixa solubilidade pode resultar em absorção imprecisa.
  
• Expansão ou contração do solvente. Isso pode levar a uma mudança na concentração da solução e afetar a absorbância, pois a absorbância está linearmente relacionada à concentração.
  
• Efeito Schlieren. Este efeito pode ocorrer com mudanças de temperatura, levando a uma série de correntes convectivas que podem alterar a absorbância verdadeira.
  

Os parâmetros de desempenho óptico, como ruído fotométrico, precisão/repetibilidade do comprimento de onda, repetibilidade fotométrica e luz difusa, não são influenciados pela temperatura dentro de uma faixa de 10 a 40 °C.

Considerando que, parâmetros ópticos como resolução fotométrica (relação tolueno / hexano) e comprimentos de onda de precisão fotométrica (K₂Cr₂O₇ em HClO₄) mostram uma dependência de temperatura variando de 0,014 a -0,034 / unidade dentro de 10 - 40 ° C.

O compartimento de amostra nos espectrofotômetros de matriz UV/Vis está aberto devido ao fato de que os instrumentos de matriz usam óptica reversa e a detecção simultânea de todos os comprimentos de onda do espectro.

• Óptica reversa: A luz é difratada depois de passar pela amostra. Devido a isso, apenas uma pequena fração da luz ambiente externa contribui para o sinal em uma determinada região de comprimento de onda.
• Detecção simultânea: Usando um detector de matriz que fornece 2048 sinais de intensidade de luz ao mesmo tempo, o espectro total é registrado em um segundo. Como a medição é muito rápida, o efeito da luz ambiente é significativamente reduzido.