Uma Demonstração Sobre o Espalhamento Inelástico de Luz: Repetindo o Experimento de Raman

Abstract

INTRODUÇÃOA espectroscopia Raman ocupa hoje uma posição destacada dentre as técnicas usadas na investigação da estrutura microscópica da matéria.É sabido que as técnicas espectroscópicas de uma maneira geral, fornecem informações detalhadas sobre os níveis de energia das espécies em estudo; particularmente no caso da espectroscopia vibracional, a grande vantagem reside na maior riqueza de detalhes proporcionada pelos níveis de energia vibracionais, frente aos níveis de energia eletrôni-cos: enquanto os espectros eletrônicos são constituídos por bandas largas e usualmente sem estrutura, os vibracionais representam a "impressão digital" das moléculas.Sem dúvida alguma, a espectroscopia Raman detém uma sé-rie de vantagens sobre a espectroscopia de absorção no infravermelho (IV) sendo que as principais são a possibilidade de obtenção do espectro de substâncias em meio aquoso e a perspectiva de se lançar mão de recursos especiais, como o efeito Raman ressonante 1 e o efeito SERS 2 que aumentam sua sensibilidade. Mais ainda, trata-se de uma técnica de investigação não destrutiva, que combinada com o uso de fibras óticas, permite a monitoração remota de amostras; essa possibilidade vem sendo explorada por exemplo, no estudo de obras de arte 3 e em pesquisa biomédica, por permitir o estudo de tecidos "in vivo" 4 . Apesar disso, são poucos os grupos de pesquisa no Brasil que se utilizam dessa técnica espectroscópica. Freqüentemen-te, o custo de um equipamento Raman é lembrado como uma restrição séria à sua utilização, principalmente considerando a necessidade de aquisição de lasers para a excitação das amostras. Hoje em dia, porém, o desenvolvimento tanto de lasers quanto de detetores, levou ao barateamento dos instrumentos disponíveis e um equipamento básico pode ser adquirido por um custo comparável ao de um bom espectrofotômetro de absorção no IV. Como exemplo, foi recentemente publicado um artigo sobre a construção de um equipamento completo para fins didáticos, com laser e detector, de custo estimado em menos de U$ 20.000 5 . Parece então, que um diagnóstico mais correto é aquele que leva em conta a pouca familiaridade da comunidade científica com a técnica e com o tipo de informação que ela proporciona. Mesmo livros textos de físico-química consagrados6 dedicam muito pouco espaço ao espalhamento Raman e há uma deficiên-cia mais séria ainda, quando se trata de textos em língua portuguesa, sendo poucas as opções disponíveis aos interessados 7 . Dentro desse contexto, é importante que se faça uma breve introdução histórica sobre a descoberta do efeito Raman, a qual pode ser encontrada de forma menos concisa em alguns textos recentes 8,9 . Chandrasekhara Venkata Raman nasceu no sul da índia há pouco mais de cem anos e descobriu o efeito que hoje leva seu nome em 1928. A descoberta do efeito Compton 10 por A. H. Compton em 1923, levou Raman a considerar a possibilidade de existência de um fenômeno similar, ou seja, espalhamento inelástico de radiação, também para a região visível do espectro.Surpreendentemente, o equipa...

Aplicação Da Espectroscopia Raman Na Caracterização De Minerais Pertencentes a Uma Geocoleção

“…13 Tais espectros exibem uma maior riqueza de detalhes sobre o material analisado em detrimento dos espectros eletrônicos, que são constituídos por bandas largas e deformadas, enquanto os vibracionais são espectros únicos de cada material e das moléculas que o constituem. 15 A espectroscopia Raman é uma técnica de espalhamento baseada no Efeito Raman, descoberto e publicado em 1928 pelo físico indiano Chandrasekhara Venkata Raman. O efeito caracteriza-se por uma alteração na frequência de uma pequena fração da radiação incidente quando esta é espalhada por moléculas ou estruturas cristalinas.…”

“…Entretanto, devido à distribuição de Boltzman (N/N 0 , = e -(∆E/kT) , em que N é o número de moléculas inicialmente no estado excitado, N 0 corresponde ao número de moléculas inicialmente no estado fundamental de vibração e ∆E é a diferença de energia entre esses dois estados) 15 é possível que, em condições ambientes, um número finito de moléculas já estejam vibracionalmente excitadas e, ao interagir com a radiação eletromagnética, elas acabem perdendo energia. Neste caso, o fóton espalhado adquire a energia dissipada pelas moléculas, E = h ( 0 -1 ), 18 o que é caracterizado como espalhamento do tipo Raman anti-Stokes (Figura 1, esquema c).…”

“…2,[18][19][20][21][22][23][24][25] Ela é comumente empregada na identificação de diversos minerais e pedras preciosas, pois fornece informações sobre a composição molecular, a estrutura e as interações intermoleculares da amostra. [18][19][20][26][27][28][29] Trata-se de uma técnica não destrutiva e não invasiva e que requer um preparo mínimo da amostra, 20,29,30 além de possibilitar o estudo de regiões micrométricas e das diferentes fases minerais presentes. Ademais, os espectros Raman apresentam alta resolução 31 e são como uma "impressão digital" do material analisado, 29 concedendo detalhes estruturais que possibilitam a identificação de um determinado mineral e de outros materiais sólidos.…”

Desenvolvimento de uma metodologia rápida e de baixo custo para diagnóstico da Anemia Falciforme

“…Assim como a espectroscopia de absorção (ou emissão) no infravermelho, a espectroscopia Raman fornece informações sobre níveis de energia vibracionais e sobre a estrutura molecular também. Como os processos físicos envolvidos em cada uma dessas duas técnicas são diferentes, com regras de seleção diferentes, as informações fornecidas por elas não são as mesmas, mas complementares [131] .…”

Síntese de suportes de eletrocatalisadores para aplicação em células a combustível poliméricas alimentadas por álcoois: óxido de índio dopado com estanho (ITO), óxido de estanho dopado com antimônio (ATO) e óxido de grafeno reduzido (rGO)

“…A análise revelou a presença de Pt metálica, em concordância com a ficha ICDD 76-414, além da fase do suporte, nas amostras. Todos os difratogramas apresentam picos a 2θ = 39°, 46°, 67° e 82°, os quais estão associados aos planos característicos,(111), (200), (220) e (311), da estrutura cúbica de face centrada…”