Questão de Química — Técnicas de Laboratório — CESPE / CEBRASPE 2024

Espectroscopia: princípios físicos de cada técnica

Gabarito: letra A — estão certos apenas os itens I e II. A espectrometria de massas separa íons pela razão massa/carga (m/z), e a espectroscopia Raman se baseia no espalhamento inelástico da luz (efeito Raman). Os itens III e IV trocam os fenômenos: a alteração do spin de elétrons sob campo magnético é o princípio da ressonância paramagnética eletrônica (RPE/EPR), não da espectroscopia de raios gama; e transições nucleares são a base da espectroscopia gama (Mössbauer), não da espectroscopia no visível, que envolve transições eletrônicas.

A questão cobra a associação correta entre cada técnica espectroscópica e o fenômeno físico que a fundamenta. É um tema clássico de análise instrumental: cada técnica explora uma interação específica entre a radiação (ou partículas) e a matéria, e a banca mistura os princípios para testar se o candidato domina o mapa completo. Vamos percorrer cada técnica e seu fundamento:

• Espectrometria de massas: ioniza a amostra e separa os íons conforme a razão massa/carga (m/z). Não é, a rigor, uma espectroscopia de radiação eletromagnética — é uma técnica de separação de íons em campo elétrico/magnético, mas é tradicionalmente agrupada no rol de métodos espectroscópicos/instrumentais.

• Espectroscopia Raman: baseia-se no espalhamento inelástico da luz (efeito Raman). A luz incidente interage com as vibrações moleculares e parte dela é espalhada com energia diferente (deslocamento Raman), fornecendo informações sobre a estrutura molecular.

• Espectroscopia de raios gama: envolve transições nucleares (como no efeito Mössbauer), não alteração de spin eletrônico.

• Espectroscopia na faixa do visível (UV-Vis): baseia-se em transições eletrônicas entre níveis de energia de elétrons de valência, não em transições nucleares.

A pegadinha da banca é justamente a inversão dos fenômenos: o item III atribui à espectroscopia de raios gama o princípio da RPE, e o item IV atribui à espectroscopia no visível o princípio da espectroscopia gama. O candidato que confunde essas técnicas erra a questão.

Item I — ✅ Correto

A espectrometria de massas realmente utiliza a razão massa/carga (m/z) para identificar compostos. A amostra é ionizada e os íons são separados por campos elétricos e magnéticos conforme essa razão, gerando um espectro de massas que permite identificar e quantificar as espécies presentes. É o princípio fundamental da técnica, amplamente usado em CG-MS (cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas), como mencionado no contexto de aplicações forenses.

Item II — ✅ Correto

A espectroscopia Raman se baseia no espalhamento inelástico da luz (efeito Raman). Quando a luz incide sobre a matéria, a maior parte é espalhada elasticamente (espalhamento Rayleigh), mas uma pequena fração é espalhada com energia diferente, devido à interação com as vibrações moleculares. Esse deslocamento de energia fornece informações sobre a estrutura molecular, sendo uma técnica complementar ao infravermelho.

Item III — ❌ Incorreto

A espectroscopia de raios gama não se baseia na alteração do spin dos elétrons sob ação de campos magnéticos. Esse fenômeno é o princípio da ressonância paramagnética eletrônica (RPE/EPR), que estuda elétrons desemparelhados. A espectroscopia de raios gama, por sua vez, envolve transições nucleares, como no efeito Mössbauer, que mede a absorção ressonante de raios gama por núcleos atômicos. A banca trocou o fenômeno da RPE pela espectroscopia gama.

Item IV — ❌ Incorreto

A espectroscopia na faixa do visível (UV-Vis) não se baseia em transições nucleares. Ela se baseia em transições eletrônicas entre níveis de energia de elétrons de valência (orbitais moleculares). Transições nucleares são características da espectroscopia de raios gama (Mössbauer). A banca inverteu o princípio: atribuiu à espectroscopia no visível o fenômeno da espectroscopia gama.

Conclusão: Corretos apenas os itens I e II → portanto, a alternativa correta é a letra A.

Gabarito: letra A