Questão de Farmácia — Química Analítica e Espectroscopia — INSTITUTO AOCP 2024

Espectroscopia de absorção molecular no infravermelho (IV)

Gabarito: letra D. A espectroscopia de absorção molecular na região do infravermelho fornece informações sobre as vibrações moleculares e as ligações químicas presentes em uma molécula, pois a absorção de radiação IV ocorre quando a energia da radiação corresponde à diferença entre níveis de energia vibracional da molécula. Essa técnica é amplamente utilizada para identificar grupos funcionais em compostos orgânicos, sendo não destrutiva e não adequada para identificar elementos químicos individuais.

A espectroscopia de absorção molecular na região do infravermelho (IV) é uma técnica analítica que se baseia na interação da radiação eletromagnética na faixa do infravermelho (aproximadamente 4000 a 400 cm⁻¹) com a matéria. Quando a frequência da radiação coincide com a frequência de vibração de uma ligação química, ocorre absorção de energia, promovendo transições entre níveis de energia vibracional. Cada tipo de ligação (C-H, O-H, C=O, N-H, etc.) vibra em frequências características, o que permite identificar os grupos funcionais presentes na molécula. Essa técnica é não destrutiva, pois a amostra não é decomposta durante a análise, e é complementar a outras técnicas espectroscópicas, como UV-Vis (que envolve transições eletrônicas) e espectrometria de massas (que identifica massas moleculares e fragmentos).

A principal distinção entre as técnicas espectroscópicas está no tipo de transição energética envolvida: enquanto o IV explora transições vibracionais (e rotacionais), o UV-Vis explora transições eletrônicas entre níveis de energia de valência. Essa diferença é fundamental para entender por que o IV é usado para caracterizar grupos funcionais e não para identificar elementos químicos individuais, função típica de técnicas como espectroscopia de emissão atômica ou absorção atômica.

A banca explora a confusão entre espectroscopia de absorção molecular no IV e outras técnicas, como a espectroscopia de absorção atômica (que identifica elementos) e a espectroscopia UV-Vis (que envolve transições eletrônicas). Além disso, há a ideia equivocada de que técnicas espectroscópicas são destrutivas, quando na verdade muitas são não destrutivas.

Alternativa A — ❌ Incorreta

A espectroscopia de absorção molecular no IV não é utilizada para identificar elementos químicos individuais. Essa função é típica de técnicas como espectroscopia de absorção atômica (AAS) ou emissão atômica (ICP-OES), que medem transições eletrônicas de átomos isolados. O IV identifica grupos funcionais e ligações químicas em moléculas, não elementos isolados.

Alternativa B — ❌ Incorreta

A espectroscopia de absorção molecular no IV não mede a absorção de energia de transições eletrônicas entre níveis de energia de valência. Essa é a base da espectroscopia UV-Vis, que envolve transições eletrônicas (σ→σ, n→π, etc.). O IV envolve transições vibracionais, que ocorrem em níveis de energia menores.

Alternativa C — ❌ Incorreta

A espectroscopia de absorção molecular no IV é uma técnica não destrutiva. A amostra não é decomposta durante a análise, pois a radiação IV não possui energia suficiente para quebrar ligações químicas. Técnicas destrutivas incluem, por exemplo, a espectrometria de massas com ionização por elétrons, que fragmenta a molécula.

Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A espectroscopia de absorção molecular no IV fornece informações sobre as vibrações moleculares e as ligações químicas presentes em uma molécula. Cada ligação química vibra em frequências características, e a absorção de radiação IV nessas frequências permite identificar os grupos funcionais e a estrutura molecular. Essa é a base da técnica, amplamente utilizada na caracterização de compostos orgânicos e inorgânicos.

Alternativa E — ❌ Incorreta

A espectroscopia de absorção molecular no IV é amplamente utilizada para identificar grupos funcionais em compostos orgânicos. Grupos como carbonila (C=O), hidroxila (O-H), amina (N-H) e outros apresentam bandas de absorção características na região do IV, permitindo sua identificação. Portanto, a afirmação de que não pode ser usada para essa finalidade é falsa.

Gabarito: letra D