Ciências da Natureza e suas Tecnologias Question #019e5bdd
A identificação e/ou quantificação de moléculas em amostras é de extrema relevância durante um trabalho de perícia criminal. Uma maneira simples e muito útil de se fazer essa análise é reconhecer a região do espectro eletromagnético em que essas moléculas absorvem radiação. A região da luz visível vai de 400 nm a 700 nm, sendo o infravermelho a região acima de 700 nm. Uma maior concentração das substâncias está relacionada com uma maior quantidade de radiação absorvida. Dependendo da natureza da molécula e do meio onde ela se encontra, essa absorção de radiação ocorre em diferentes comprimentos de onda e com diferentes absorbâncias. Um perito avaliou três amostras de mesma concentração de uma substância em diferentes valores de pH e obteve as curvas seguintes.
.webp)
De acordo com o gráfico, pode-se concluir que a elevação do pH aumenta a
reatividade da substância.
quantidade de energia absorvida.
concentração de íons H3O+ no sistema.
absorbância na região do infravermelho.
quantidade de moléculas da substância no meio.
Official Explanation / Community Explanations
1. Compreensão do Contexto Geral
A espectrofotometria é uma técnica analítica que avalia a interação da radiação eletromagnética com a matéria. A grandeza absorbância (A) mede a fração de radiação luminosa incidente retida pelo meio em determinado comprimento de onda. Como cada fóton transporta uma quantidade de energia proporcional à sua frequência (E=h⋅ν), a absorbância está diretamente relacionada à quantidade de fótons absorvidos e, portanto, à quantidade total de energia luminosa captada pela amostra.
O gráfico apresenta a variação da absorbância (eixo y, de 0,0 a 0,4) em função do comprimento de onda (eixo x, de aproximadamente 525 nm a 910 nm) para três valores de pH: 5 (linha amarela), 9 (linha azul) e 13 (linha tracejada vermelha).
2. Justificativa da Alternativa Correta
Ao analisar as curvas correspondentes a cada pH, verifica-se que:
- Em pH 5, a curva é relativamente baixa, atingindo valor máximo de absorbância em torno de 0,07.
- Em pH 9, a absorbância aumenta expressivamente, com um pico próximo de 0,19 em cerca de 680 nm.
- Em pH 13, a absorbância máxima atinge o valor mais alto da série, ultrapassando 0,26 na região de 630 nm a 640 nm, e a área total sob a curva na faixa visível é significativamente maior.
Como o aumento da absorbância indica maior retenção de fótons incidentes pelo sistema, a elevação do pH promove um aumento na quantidade de energia absorvida pela substância na região do espectro analisada.
3. Análise dos Distratores (Alternativas Incorretas)
- reatividade da substância.: Incorreta. O espectro de absorção reflete apenas transições de estados quânticos (eletrônicos/vibracionais) provocadas pela radiação eletromagnética, não medindo propriedades cinéticas ou termodinâmicas de reatividade química.
- concentração de íons H3O+ no sistema.: Incorreta. Por definição, pH=−log[H3O+]. Logo, a elevação do pH (de 5 para 9 e depois 13) acarreta a diminuição da concentração de íons H3O+, e não o seu aumento.
- absorbância na região do infravermelho.: Incorreta. A região do infravermelho corresponde a comprimentos de onda acima de 700 nm até o início do infravermelho próximo. Nessa faixa específica (especialmente acima de 840 nm), a curva de pH 13 decresce e passa a apresentar absorbância menor do que as curvas de pH 9 e pH 5, o que contradiz a ideia de que a elevação contínua do pH aumenta a absorbância no infravermelho.
- quantidade de moléculas da substância no meio.: Incorreta. A análise espectrofotométrica comparativa do mesmo analito em diferentes pH avalia a mudança de especiação química (grau de ionização/desprotonação) da molécula em solução, não havendo aumento do número total de moléculas adicionadas ao ensaio.