Espectroscopia Raman

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A espectroscopia Raman é uma técnica fotônica de alta resolução que pode proporcionar, em poucos segundos, informação química e estrutural de quase qualquer material, composto orgânico ou inorgânico permitindo assim sua identificação.

Sua análise se baseia na luz, monocromática e de determinada freqüência, espalhada ao incidir sobre o material a ser estudado, cuja maior parte da luz espalhada também apresenta a mesma freqüência daquela incidente. Somente uma pequena porção da luz é espalhada inelasticamente frente as rápidas mudanças de freqüência, devido à interação da luz com a matéria, e é uma característica intrínseca do material analisado e independe da freqüência da luz incidente.

A luz que manteve a mesma freqüência da incidente não revela qualquer informação sobre o material e é chamada de espalhamento Rayleigh, mas aquela que mudou revela a composição molecular deste mesmo e é conhecido como espalhamento Raman.

Esta técnica é aplicada diretamente sobre a amostra em questão, não sendo necessário fazer uma preparação especial no material. Além do mais, não há alteração na superfície que se faz a análise.

Muito se tem falado ultimamente sobre as aplicações da Espectroscopia Raman nos mais variados campos do conhecimento mas, o que é Espectroscopia Raman?Trata-se de uma técnica que usa uma fonte monocromática de luz a qual, ao atingir um objeto, é espalhada por ele, gerando luz de mesma energia ou de energia diferente da incidente. No primeiro caso, o espalhamento é chamado de elástico e não é de interesse, mas no segundo (espalhamento inelástico) é possível obter muitas informações importantes sobre a composição química do objeto a partir dessa diferença de energia. Na prática, um feixe de radiação laser (monocromática, portanto) de baixa potência é usado para iluminar pequenas áreas do objeto de interesse e ao incidir sobre a área definida, é espalhado em todas as direções, sendo que uma pequena parcela dessa radiação é espalhada inelasticamente, isto é, com frequência (ou comprimento de onda) diferente da incidente (E = hν ou E = h.c.λ-1). Esse fenômeno foi observado experimentalmente em 1928 por Chandrasekhara Venkata Raman, na India e, por esse motivo, foi chamado de efeito Raman. Caso seja utilizado um microscópio óptico convencional no qual a objetiva tanto serve para focalizar o feixe incidente na amostra quanto para coletar a radiação que é espalhada por ela, tem-se a Microscopia Raman, a qual permite o estudo de áreas de até 1 μm (10-6 m)de diâmetro. O interessante é que a diferença de energia entre a radiação incidente e a espalhada corresponde à energia com que átomos presentes na área estudada estão vibrando e essa frequência de vibração permite descobrir como os átomos estão ligados, ter informação sobre a geometria molecular, sobre como as espécies químicas presentes interagem entre si e com o ambiente, entre outras coisas. É por esse motivo que essa ferramenta é tão poderosa, permitindo inclusive a diferenciação de polimorfos, isto é, substâncias que tem diferentes estruturas e, portanto, diferentes propriedades, apesar de terem a mesma fórmula química, como o massicote e litargírio, ambos óxidos de chumbo (PbO) porém com diferentes estruturas cristalinas (ortorrômbica e tetraédrica, respectivamente). Figura 2:- Esquema geral representando o espalhamento de luz. Os traços contínuos são níveis de energia próprios da substância em estudo e os tracejados são níveis transitórios, de tempo de vida muito curtos (da ordem de femtosegundos ou 10-15 s); hν0 é a energia da radiação incidente e hνs refere-se à radiação espalhada. Como não há somente um tipo de vibração, uma vez que geralmente as espécies químicas presentes são complexas, a radiação espalhada inelasticamente é constituída por um número muito grande de diferentes freqüências (ou componentes espectrais) as quais precisam ser separadas e ter sua intensidade medida. Cada espécie química, seja um pigmento, corante, substrato, aglutinante, veículo ou verniz, fornece um espectro que é como sua impressão digital, permitindo sua identificação inequívoca ou, por exemplo, a detecção de alterações químicas decorrentes de sua interação com outras substâncias ou com a luz. A análise por Espectroscopia Raman é feita sem necessidade de preparações ou manipulações de qualquer natureza, como pulverização por exemplo. Quando a amostra é muito grande, ela pode ser examinada através de um sistema especial de lentes ou através de fibras ópticas. Atualmente são comercializados tanto microscópios Raman dedicados quanto equipamentos convencionais que podem ter o microscópio como acessório e em ambos os casos a utilização de fibras ópticas é um recurso essencial quando o objeto analisado é muito grande para caber no compartimento de amostras ou quando seu transporte até o laboratório não é possível. Um outro aspecto importante é a possibilidade de exploração de alguns efeitos especiais, como o efeito Raman ressonante e efeito SERS (Surface Enhanced Raman Scattering).

Veja também[editar | editar código-fonte]

Efeito Raman

Referências[editar | editar código-fonte]

  • Artigo: Profa. Dra. Dalva L. A. de Faria

dlafaria@iq.usp.br Laboratório de Espectroscopia Molecular Instituto de Química da USP http://lem.iq.usp.br Revisão: Prof. Antonio Carlos Massabni Unesp-Araraquara Informções transmitidas por: Lucas Vitor; lvm-994@hotmail.com Texto completo em: http://crq4.org.br/sms/files/file/Espectroscopia_Raman_4.pdf

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