UEM (Universidade Estadual de Maringá - Paraná) - Físico - UEM (Universidade do Estado de Maringá) - 2017
Sabendo que o grau de liberdade é o número de variáveis necessárias para se descrever o movimento de uma partícula completamente, assinale a alternativa correta.
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a) Para um único átomo se movendo no espaço em 3 dimensões, o seu o grau de liberdade é 1.
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b) Para uma molécula de N átomos, o grau de liberdade se torna 3N-1, pois os átomos estão ligados entre si.
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c) Para qualquer molécula de N átomos, têm-se, somente N movimentos rotacionais e N movimentos vibracionais.
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d) Para moléculas não-lineares, o grau de liberdade rotacional é 3, o translacional é 3 e os outros 3N-6 que sobraram serão vibracionais.
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e) Para uma molécula linear, existe rotação ao redor do seu próprio eixo; logo só existe 1 grau de liberdade rotacional e 3N-4 modos vibracionais.
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Com relação às regras de seleção para espectroscopia vibracional, assinale a alternativa correta.
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a) Para espectroscopia Raman, é necessário que a molécula tenha momento de dipolo elétrico permanente.
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b) Para espectroscopia no infravermelho, é necessário que haja variação no momento de dipolo elétrico da molécula.
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c) Uma molécula não pode obedecer às regras de seleção para a espectroscopia Raman e no infravermelho simultaneamente.
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d) A molécula de água não é infravermelho ativa, pois apresenta modos de vibração Raman ativos.
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e) Qualquer molécula diatômica nunca apresentará absorção no infravermelho.
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Um material em pó e higroscópico que apresenta absorção na região entre 500 e 600 nm precisa ser caracterizado com relação a seus modos vibracionais.
Nestas condições, assinale a alternativa correta.
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a) A técnica de caracterização indicada é a espectroscopia FT-Raman, pois possíveis efeitos de luminescência poderiam ser minimizados.
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b) A técnica espectroscopia Raman não é indicada para a caracterização de materiais higroscópicos, pois a contribuição da água acarretaria em intensa luminescência nos espectros.
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c) A espectroscopia de FTIR não pode ser utilizada, pois a amostra está na forma de pó.
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d) Para a utilização da espectroscopia Raman para a caracterização, é necessário diluir o material em brometo de potássio para minimizar a contribuição da água livre no espectro.
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e) A técnica indicada para materiais em pó e higroscópicos é a espectroscopia FT-Raman, por utilizar meio dispersivo em sua instrumentação.
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A figura abaixo mostra três espectros vibracionais de um mesmo material medido com uma mesma técnica, porém em condições experimentais diferentes. Com relação a esses espectros, assinale a alternativa correta.
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a) Os espectros foram obtidos por meio da espectroscopia de FTIR.
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b) O espectro B apresenta emissão luminescente mais próxima ao comprimento de onda de excitação quando comparado ao espectro C.
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c) Os espectros foram obtidos por meio da espectroscopia FT-Raman, sendo as diferentes condições experimentais correlacionadas a diferentes resoluções espectrais.
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d) O espectro A apresenta maior luminescência entre os três espectros.
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e) São espectros de transmitância obtidos por meio da espectroscopia de FTIR para amostra com diferentes espessuras.
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A figura abaixo mostra um espectro de absorção da solução A condicionada em uma cubeta de quartzo de caminho óptico de 2 mm. Com relação ao espectro absorção da solução A apresentado, assinale a alternativa correta.
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a) O comprimento de onda mais adequado para uma medida de luminescência é com excitação em 650 nm.
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b) A partir do espectro, é possível obter os modos vibracionais das moléculas constituintes da solução.
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c) A solução exibe coloração predominantemente verde.
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d) Nas mesmas condições de medida, de acordo com a Lei de Beer-Lambert, a banda de absorção centrada em 500 nm exibe maior intensidade para a solução A com menor concentração.
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e) Se a concentração da solução A não for alterada, porém condicionada em uma cubeta de quartzo de caminho óptico de 1 mm, o espectro apresentará menor intensidade.
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Com relação ao espalhamento inelástico da radiação eletromagnética, assinale a alternativa correta.
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a)
No espalhamento anti-Stokes, o fóton incidente de energia hν 0 encontra a molécula em um estado vibracional excitado eν e, após a interação, o fóton é espalhado, deixando a molécula no mesmo estado excitado. |
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b)
No espalhamento Raman Stokes, o fóton de energia hν0 encontra a molécula no estado vibracional fundamental e, após a interação, o fóton é espalhado com energia hν0 - ev, deixando a molécula no estado excitado com energia ev,. |
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c)
Devido ao fóton incidente encontrar a molécula em um estado excitado, cuja população decresce de acordo com a lei de distribuição de Boltzmann, o espalhamento Stokes tem intensidade menor do que o anti-Stokes. |
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d)
Os espectros Raman resultantes dos espalhamentos Stokes e anti-Stokes apresentam mesma intensidade. |
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e)
No espalhamento inelástico, o fóton espalhado tem a mesma energia que o fóton incidente. |
Em processos de emissão mediante a excitação de uma molécula com radiação eletromagnética, assinale a alternativa correta.
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a) A luminescência envolve processo de absorção de energia e sua posterior reemissão em forma de calor.
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b) A fluorescência é um processo de emissão na qual há uma transição não radiativa, e a direção do spin do elétron promovido é alterada.
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c) No processo fosforescente, há mudança de multiplicidade do estado excitado de singleto para tripleto.
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d) Na fosforescência, a emissão da radiação ocorre em um tempo de vida significativamente maior que a fluorescência.
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e) A transição eletrônica que não envolve emissão de radiação eletromagnética é chamada de radiativa, ou seja, não há dissipação de calor.
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Em espectros na região do infravermelho médio (4.000 a 400 cm -1), é comum apresentarem contribuições externas, como gás carbônico (CO2), água livre (H2O) e vapor de água. Com relação a estas contribuições assinale a alternativa correta.
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a)
Na espectroscopia FTIR, o vapor de água não pode ser eliminado do interior do espectrômetro. |
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b)
Para minimizar os efeitos de CO 2 e H2O livre nos espectros Raman, é indicada a troca do comprimento de onda de excitação com maior energia. |
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c)
Para minimizar os efeitos de CO 2 e vapor de água nos espectros de FTIR, é indicada a evacuação ou a purga do compartimento no qual se condiciona a amostra. |
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d)
Na espectroscopia Raman, a contribuição dos modos de vibração do CO2 são mais intensos na região entre 3.400 e 3.200 cm-1, devido aos estiramentos de C-O. |
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e)
Os modos de vibração do tipo estiramento da molécula de H2O são característicos em espectros Raman e FTIR na região entre 300 e 200 cm-1 . |
Considerando um material que obedece à Lei de Beer-Lambert I = I 0e-βL , na qual I e I0 são as intensidades do feixe transmitido e incidente, respectivamente, β é o coeficiente de absorção óptico e L é a espessura da amostra. Sendo o comprimento de onda incidente fixo, assinale o que for correto.
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a) A dependência da absorbância com a concentração da solução é linear.
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b) A dependência da transmitância com a concentração da solução é linear.
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c) Multiplicando a espessura da amostra por um fator, o valor da absorbância não se altera.
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d) Aumentando a espessura da amostra, o coeficiente de absorção óptico também aumenta.
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e) Dobrando a espessura da amostra, o valor da transmitância diminui pela metade.
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A escolha da técnica espectroscópica adequada depende da energia da interação a ser estudada. Com relação à técnica experimental mais adequada, assinale o que for correto.
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a) A espectroscopia no infravermelho é a mais indicada para o estudo das transições eletrônicas entre as camadas internas das moléculas.
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b) A espectroscopia Raman é indicada para o estudo das transições eletrônicas entre níveis com diferentes estados de spin.
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c) A espectroscopia de luminescência no visível é a mais adequada para o estudo da interação inelástica dos fótons incidentes com os modos vibracionais da amostra.
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d) A espectroscopia no ultravioleta-visível é indicada para o estudo da estrutura cristalina de sólidos.
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e) A espectroscopia FT-Raman é indicada para o estudo dos modos vibracionais de amostras que apresentam luminescência na região do ultravioleta-visível.
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