Como já mencionado, a região espectral com números de onda inferiores a 200 cm−1 é
característica dos modos relacionados às vibrações da rede cristalina. Portanto, espera-se que mudanças significativas ocorram nesta região caso haja alguma transição de fase no material. Como pode ser visto nos espectros Raman para várias temperaturas, reunidos na figura 5.7, este não é o caso do ácido L-glutâmico. De fato, nesta região as únicas mudanças observadas quando há aumento da temperatura parecem ser pequenas variações na intensidade de alguns dos picos do espectro.
A evolução dos modos Raman pode ser melhor visualisada por gráficos como o da figura 5.8, em que cada modo é representado por um ponto numa plotagem de número de onda versus temperatura. Observa-se imediatamente que, de uma forma geral, o número de onda dos modos varia fracamente e de forma aproximadamente linear com a temperatura.
5.3 Propriedades vibracionais do ácido L-glutâmico em função da variação da temperatura, para altas temperaturas46
Na região de números de onda inferiores a 200 cm−1, apenas um modo parece ter com-
portamento incomum, aquele que à temperatura ambiente se situa em 128 cm−1. No entanto,
como este modo tem intensidade muito baixa, o seu número de onda não pode ser determinado precisamente e assim os pontos que o representam no gráfico não são um parâmetro confiável para extrair informações sobre o comportamento geral do cristal.
Em resumo, não é observada nenhuma mudança significativa na região do espectro do ácido L-glutâmico em que se encontram os modos de vibração externos quando o material é sub- metido a altas temperaturas. Isto permite afirmar que nestas condições não há transição de fase, como já havia sido apontado pelos experimentos de análise térmica. Este comportamento não é regra geral para os cristais de aminoácidos: a L-leucina, por exemplo, tem seu espectro modifi- cado na região de modos externos devido a uma transição de fase que ocorre por volta de 353K [20].
Pode-se citar como exemplos de aminoácidos nos quais a variação da temperatura induz transições de fase: a L-valina, que sofre uma mudança estrutural a baixas temperaturas (por volta de 120K) [23]; a L-asparagina monohidratada, cuja estrutura transita entre 140K e 150K [24]; e a taurina, que apresenta um comportamento de histerese e transita de fase no processo de resfriamento por volta de 251K [25].
Nas temperaturas estudadas, todos os outros modos de vibração do espectro do ácido L- glutâmico variam de forma mínima com o aumento da temperatura, e em alguns casos não é possível distinguir alteração alguma. As figuras das páginas seguintes apresentam a evolução dos espectros, que foram seccionados em quatro regiões da mesma forma que na seção 6.1, para uma melhor organização e visualização.
Como conclusão pode-se afirmar que as medidas de espectroscopia Raman a altas tempera- turas confirmaram que o material estudado se destaca como um aminoácido de alta estabilidade térmica, uma vez que os números de onda dos seus modos normais de vibração dependem muito fracamente da temperatura. Em particular, nenhuma transição de fase ocorre num grande intervalo de temperatura.
5.3 Propriedades vibracionais do ácido L-glutâmico em função da variação da temperatura, para altas temperaturas47 0 100 200 300 400 500 600 I n t e n s i d a d e R a m a n Número de onda (cm -1 ) 318K 298K 338K 358K 378K 398K 425K 455K
Figura 5.7: Espectros Raman do ácido L-glutâmico para diversas temperaturas na região espec- tral entre 15 cm−1e 660 cm−1.
5.3 Propriedades vibracionais do ácido L-glutâmico em função da variação da temperatura, para altas temperaturas48 300 320 340 360 380 400 420 440 460 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 N ú m e r o d e o n d a ( c m - 1 ) Temperatura (K)
Figura 5.8: Gráficos de número de onda versus temperatura dos modos Raman do ácido L- glutâmico na região espectral entre 15 cm−1e 660 cm−1.
5.3 Propriedades vibracionais do ácido L-glutâmico em função da variação da temperatura, para altas temperaturas49 700 800 900 1000 1100 1200 I n t e n s i d a d e R a m a n Número de onda (cm -1 ) 318K 298K 338K 358K 378K 398K 425K 455K
Figura 5.9: Espectros Raman do ácido L-glutâmico para diversas temperaturas na região espec- tral entre 660 cm−1e 1280 cm−1.
5.3 Propriedades vibracionais do ácido L-glutâmico em função da variação da temperatura, para altas temperaturas50 300 320 340 360 380 400 420 440 460 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 N ú m e r o d e o n d a ( c m - 1 ) Temperatura (K)
Figura 5.10: Gráficos de número de onda versus temperatura dos modos Raman do ácido L- glutâmico na região espectral entre 660 cm−1e 1280 cm−1.
5.3 Propriedades vibracionais do ácido L-glutâmico em função da variação da temperatura, para altas temperaturas51 1300 1400 1500 1600 1700 I n t e n s i d a d e R a m a n Número de onda (cm -1 ) 358K 378K 398K 425K 455K 318K 298K 338K
Figura 5.11: Espectros Raman do ácido L-glutâmico para diversas temperaturas na região es- pectral entre 1280 cm−1 e 1770 cm−1.
5.3 Propriedades vibracionais do ácido L-glutâmico em função da variação da temperatura, para altas temperaturas52 300 320 340 360 380 400 420 440 460 1300 1350 1400 1450 1500 1550 1600 1650 1700 1750 N ú m e r o d e o n d a ( c m - 1 ) Temperatura (K)
Figura 5.12: Gráficos de número de onda versus temperatura dos modos Raman do ácido L- glutâmico na região espectral entre 1280 cm−1e 1770 cm−1.
5.3 Propriedades vibracionais do ácido L-glutâmico em função da variação da temperatura, para altas temperaturas53 2800 2900 3000 3100 3200 298K I n t e n s i d a d e R a m a n Número de onda (cm -1 ) 318K 338K 358K 378K 398K 425K 455K
Figura 5.13: Espectros Raman do ácido L-glutâmico para diversas temperaturas na região es- pectral entre 2800 cm−1 e 3235 cm−1.
5.3 Propriedades vibracionais do ácido L-glutâmico em função da variação da temperatura, para altas temperaturas54 300 320 340 360 380 400 420 440 460 2850 2900 2950 3000 3050 3100 N ú m e r o d e o n d a ( c m - 1 ) Temperatura (K)
Figura 5.14: Gráficos de número de onda versus temperatura dos modos Raman do ácido L- glutâmico na região espectral entre 2800 cm−1e 3235 cm−1.
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Conclusões e Perspectivas
Os resultados obtidos durante a realização deste trabalho permitem concluir que o ácido L-glutâmico não apresenta nenhuma transição de fase quando sua temperatura é elevada até valores suficientemente altos para que ele se decomponha. Este alto grau de estabilidade térmica na faixa de temperaturas estudada, que já havia sido apontado pelos experimentos de Análise Térmica, refletiu-se nos espectros Raman como uma variação muito pequena dos números de onda dos modos com a temperatura.
Várias perspectivas surgem em decorrência do estudo realizado: verificar como as pro- priedades vibracionais do material se comportam a baixas temperaturas; tentar obter cristais de boa qualidade para realizar estudos de Raman polarizado; realizar estudos em cristais de ácido L-glutâmico em função da pressão; complementar o estudo do material através de cálculos de primeiros princípios para classificar os modos de vibração que não puderam ser identificados.
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