Espectro roto-vibracional do hcl

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  • Publicado : 8 de abril de 2013
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Título do Experimento: Espectro roto-vibracional do HCl
OBJETIVOS: Tem-se como objetivo para esse experimento a análise do espectro roto-vibracional de uma molécula diatômica heteronuclear, neste caso, o HCl. Será determinada a constante rotacional Be, a constante de acoplamento entre rotação e vibração αe, o momento de inércia I, o comprimento de ligação r e a frequência vibracional no nívelfundamental ν0. Será analisada também como a diferença de massa dos isótopos (35Cl e 37Cl) interferem no comprimento da ligação.
DATA DA REALIZAÇÃO DO EXPERIMENTO: 19 de outubro de 2012
DATA DA ENTREGA DO RELATÓRIO: 26 de outubro de 2012


PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
O experimento não foi realizado na prática, no entanto para o conhecimento, seria utilizado um equipamento deInfravermelho com resolução média ou alta, sendo utilizada uma variação de 2 cm-1 de número de onda. Para realizar a calibração da rede de difração usa-se os gases CO e CH4. A cela do gás é, geralmente, um tubo Pyrex que possui 10 cm de comprimento e 4 a 5 cm de diâmetro. As janelas, por onde irá passar o feixe de infravermelho, deve ser transparente ao feixe e por isso é constituída por monocristais de NaCl(4000 à 700 cm-1) que veda as extremidades do tubo. Pode ser utilizado também pastilhas de monocristais KBr. Estas são utilizadas quando se pretende obter espectros abaixo de 400 cm-1. Tanto a pastilha de KBr como de NaCl são higroscópicas, por isso, quando não estão em uso devem ser guardadas em dissecador para se evitar que embacem. Caso as pastilhas estejam ofuscadas, deve-se realizar opolimento para que se tornem novamente transparentes.

Um dos componentes ópticos essenciais dos espectrômetros é o interferômetro sendo o de maior importância e uso o de Michelson (produz processos de interferência da radiação eletromagnética). Este interferômetro foi utilizado por Albert Michelson e Edward Morley para se tentar estimar o movimento da terra em relação ao éter, o experimento ficouconhecido como Experiência de Michelson-Morley.
O interferômetro é um sistema que divide o feixe de radiação em duas partes e que posteriormente os recombina, causando uma diferença de caminhos. A radiação colimada da fonte de infravermelho de banda larga é direcionada para o interferômetro e atinge o divisor de feixes (o divisor é, geralmente, um disco de KBr recoberto com um filme muito finode germânio, com reflectância aproximadamente igual à transmitância). No divisor, o feixe é dividido em duas partes de energias iguais, a divisão acontece com transmissão de 50% da radiação incidente e a reflexão dos 50% restantes. A fração transmitida atinge o espelho fixo, enquanto a refletida é direcionada para o espelho móvel, que introduz a variável da diferença de caminho. Os feixes sãorefletidos nos dois espelhos e recombinam-se no divisor de feixes. Ali, interferências construtivas e destrutivas ocorrem, dependendo da posição do espelho móvel em relação ao espelho fixo (retardamento). O feixe resultante passa através da amostra, onde ocorrem as absorções, e prossegue até o detector.


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Figura 1: Esquema de um interferômetro


No experimento utiliza-se o HClgasoso que pode ser obtido pela adição lenta de HCl concentrado sobre H2SO4 concentrado. O gás gerado é transportado pela linha de vácuo e este deve passar por um banho de gelo com sal para reter vapor d’água. O HCl gasoso produzido fluirá através da linha e irá encher a cela e esta deve ser posteriormente introduzida no equipamento para se traçar o espectro. Segue abaixo uma demonstração de como seobter o HCl gasoso.


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Figura 2: Esquema para se obter HCl gasoso


RESULTADOS E DISCUSSÃO
Nesse experimento foi analisado o espectro roto-vibracional do H35Cl e H37Cl.
Primeiramente se faz necessário entender o espectro e saber dividi-lo. Nota-se no espectro a presença de um ponto central dividindo os dois espectros. Do lado esquerdo temos o ramo P e do lado direito...
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