IMPLEMENTATION OF A TEACHING PHOTOMETER: APPLICATION IN PHYSICS AND CHEMISTRY LABORATORY OF THE FACULTY OF SCIENCE AND PHILOSOPHY SANTA MARCELINA-FAFISM


 

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IMPLEMENTAÇÃO DE UM FOTÔMETRO DIDÁTICO: APLICAÇÃO NO 

LABORATÓRIO DE FÍSICA E QUÍMICA DA FACULDADE DE CIÊNCIAS E 

FILOSOFIA SANTA MARCELINA-FAFISMO 

Kátia Isabel Milagres1*; Camila Rodrigues Amaral2; Érica M. da Silva Santos2; Tarcísio B. 

Marques2; Guilherme de O. Gomes1 

1Acadêmicos do Curso de Licenciatura em Química – FAFISM;   

2Professores da FAFISM   

*(isabelmilagre@yahoo.com.br). 

 

RESUMO 

A fotometria no campo visual possui ampla aplicação em laboratórios de análises e 

pesquisas físicas, químicas, bioquímicas e farmacológicas. É fundamental que estudantes de 

Física e Química possuam conhecimento sobre esta técnica. Um entrave para a ampla 

utilização dessa técnica é o custo dos equipamentos e dos materiais a serem utilizados. O 

objetivo deste trabalho foi a introdução de um fotômetro didático, cuja construção e técnica 

com baixo custo operacional e de fácil utilização e produção de resultados, se coloque como 

solução prática para aprimoramento das aulas. As características destacadas no trabalho 

fazem do fotômetro proposto uma ferramenta alternativa economicamente viável para 

análises químicas nos laboratórios da Faculdade para pesquisa e/ou ensino. 

Palavras-chave: Fotômetro, Aparato, Ludke, Absorção 

mailto:isabelmilagre@yahoo.com.br


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IMPLEMENTATION OF A TEACHING PHOTOMETER: APPLICATION IN PHYSICS 

AND CHEMISTRY LABORATORY OF THE FACULTY OF SCIENCE AND 

PHILOSOPHY SANTA MARCELINA-FAFISM 

ABSTRACT 

The photometry in the visual field has wide application in analytical laboratories and 

research physical, chemical, biochemical, pharmacological, etc. It is essential that students of 

physics and chemistry have knowledge about this quantitative technique. One obstacle to 

the widespread use of this technique is the cost of equipment and materials to be used. The 

objective of this work is the introduction of a photometer didactic, whose construction and 

technique with a low operating cost and the easy using and producing results, as a practical 

solution to put school improvement. The features highlighted in the work do the proposed 

photometer an economically viable alternative tool for chemical analysis in the laboratories 

of the Faculty for research and / or teaching. 

Keywords: Photometer, Apparatus, Ludke, Absorption 

 

INTRODUÇÃO 

A fotometria no campo visual possui ampla aplicação em laboratórios de análises e 

pesquisas físicas, químicas, bioquímicas e farmacológicas. Inúmeras vantagens contribuem 

para sua popularidade; a principal é o fato de ser uma técnica quantitativa. Fotômetros 

simples, portáteis e de baixo custo, que empregam LED como fonte de radiação tem sido 

desenvolvidos e usados em aplicações analíticas [1-4]. 

 Diante disto é fundamental que estudantes de Física e Química possuam 

conhecimento sobre esta técnica. Um entrave para a ampla utilização dessa técnica é o 

custo dos equipamentos e dos materiais a serem utilizados. Daí, a introdução do fotômetro 

didático, cuja construção e técnica com baixo custo operacional e de fácil utilização e 

produção de resultados, se coloca como solução prática para aprimoramento das aulas. 

O aparato experimental desenvolvido teve como objetivo possibilitar estudos 

qualitativos e quantitativos de vários aspectos experimentais relacionados às técnicas de 



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fotometria, principalmente a comprovação experimental da Lei de Lambert-Beer, que é 

difícil de ser medida diretamente em equipamentos comerciais [5]. A repetividade e 

reprodutibilidade desse experimento justifica sua adoção na prática de ensino para as 

licenciaturas em Física, Química e Biologia, onde limitações de tempo e orçamento são 

agravantes na qualidade do ensino em ambientes interdisciplinares. 

 

PROCEDIMENTO ESPERIMENTAIS  

 

Funcionamento do Fotômetro: 

 

O aparato experimental desenvolvido neste trabalho foi montado a partir do modelo 

desenvolvido por Ludke [5] onde em uma matriz de contato foi anexado um fototransístor 

empregado como sensor de luz e ligado a um amplificador operacional TL081 de variável 

entre 1 e 10 vezes em modo amplificador D.C., para aumentar a precisão da leitura na 

voltagem. A medida da tensão de saída em volts mostrada em um multímetro digital é 

proporcional à intensidade da luz captada pelo sensor. Assim a medida do multímetro 

indicará a intensidade do sinal de uma forma linear. 

Sobre o fototransístor foi colocado um tubo de vidro de 10 mm de diâmetro e 20 cm 

de altura, fixado por um suporte. Em um segundo tubo de 5 mm de diâmetro e móvel, foi 

afixado o LED transístor, este conectado a uma fonte de + 12V e resistor de 820 Ω , Figura 1. 

Para as medidas de absorção em comprimentos de onda no visual, para fins de 

determinação da lei de Lambert-Beer foi utilizado o LED verde e vermelho. 

Para obter um resultado mais preciso foi necessário minimizar a luz ambiente sobre o 

aparato.  Para isso foi construído uma câmera escura de papelão ao seu redor, não 

permitindo gerar medidas incorretas da intensidade da luz. 



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Figura 1- Fotômetro didático desenvolvido no laboratório da FAFISM. 

 

Medidas analíticas: 

 

As medidas foram obtidas a partir da variação da distância entre o LED e o sensor que 

pode ser medida com uma régua de 15 cm de escala e os sensores foram afastados entre si. 

A medida da tensão de saída em volts mostrada em um multímetro indica a intensidade do 

sinal de uma forma linear. Para avaliar o desempenho do fotômetro proposto, realizaram-se 

as análises e o aparato experimental forneceu medidas de absorção em comprimento de 

onda no campo visual para as duas soluções distintas de Permanganato de Potássio (KMnO4) 

e Sulfato de Cobre (CuSO4), ambos nas concentrações 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5x10-4 (M). Essas 

soluções foram escolhidas devido à capacidade de absorção, por estarem dentro da faixa de 

análise do fotômetro. 

As medidas de valores relativos de atenuação da luz captada pelo sensor I(x) expressa 

em dB é em função da distância entre o LED e o sensor, que pode ser medida com uma 

régua de 15 cm de escala. Assim se I0 for a intensidade máxima da luz em x = 0, a intensidade 

relativa é dada por IdB = 10 log[I(x)/I0] e o gráfico IdB vs x, fornece o coeficiente de extinção 

molar (ελ) da solução [6].  

 

 



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RESULTADOS E DISCUSSÕES 

 

Os dados medidos no equipamento são referentes à voltagem medida no 

multímetro, a partir dos valores obtidos. As tabelas 1 e 2 foram produzidas com os valores 

de intensidade luminosa absorvida IdB = 10 log[I(x)/I0].  

 

 

Tabela 1- Medidas de Intensidade Luminosa vs distância para a solução de CuSO4. 

Distância IdB 

mm mW.cm-2 

Concentração 

x 0,5 1 1,5 2 2,5 

0,5 -4,15 -5,44 -10 -5,64 -7,78 

1 -4,15 -4,47 -6,99 -7,4 -6,02 

1,5 -3,36 -8,45 -6,99 -7,4 -6,02 

2 -2,69 -3,68 -5,23 -5,64 -4,77 

2,5 -2,11 -3,01 -3,99 -4,39 -4,47 

3 -1,6 -2,43 -3,01 -3,42 -3,01 

3,5 -1,14 -3,01 -2,22 -3,42 -3,01 

4 -1,14 -3,01 -2,22 -1,44 -2,34 

4,5 -0,726 -3,68 -1,55 -3,42 -2,34 

5 -0,348 -2,43 -0,969 -1,44 -1,76 

 

 

 

 

 

 



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Tabela 2 - Medidas de Intensidade Luminosa vs distância para a solução de KMnO4. 

Distância IdB 

mm mW.cm-2 

Concentração 

x 0,5 1 1,5 2 2,5 

0,5 -5,71 -0,263 -0,17 -0,817 -0,263 

1 -3,22 -0,544 -0,17 -0,67 -0,544 

1,5 -2,81 -0,843 -0,348 -0,527 -0,843 

2 -2,08 -1,16 -0,725 -0,389 -1,16 

2,5 -1,46 -1,51 -0,93 -0,255 -1,51 

3 -1,46 -1,89 -1,14 -0,126 -1,89 

3,5 -1,18 -2,3 -1,36 -0,255 -2,3 

4 -1,17 -2,76 -1,36 -0,389 -2,76 

4,5 -0,435 -3,27 -1,59 -0,527 -3,27 

5 -0,212 -3,85 -1,6 -0,389 -3,85 

 

 

A figuras 2 e 3 apresentam as curvas IdB vs x para diferentes concentrações de CuSO4 

e KMnO4 respectivamente. As medidas de absorbância para as soluções em concentrações 

diferentes foram determinadas usando a Lei de Lambert-Beer - A = -0,1 IdB = ελ Cl, que é o 

princípio matemático para medidas de absorção de radiação em amostras nos estados 

sólido, líquido e gasoso, nas regiões visível, ultravioleta e infravermelho do espectro 

eletromagnético [7].  

 



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Figura 2 - Intensidade Luminosa vs distância para diferentes concentrações de CuSO4. 

 

 

Figura 3 - Intensidade Luminosa vs distância para diferentes concentrações KMnO4 

O coeficiente de absorbância das soluções foi obtido a partir do gráfico A vs C 

apresentados na Fig.4 e Fig. 5, tendo sido encontrados os seguintes valores: KMnO4 = 

0,05121 ± 0,01431 L/cm3mol e para o CuSO4 = 0,01496± 0,00279 L/cm3mol, resultados com 

precisão satisfatória. 

 



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Figura 4- Dados Experimentais para a espectroscopia do CuSO4 para diferentes 

concentrações molares utilizando o LED emissor verde. 

 

 

Figura 5- Dados Experimentais para a espectroscopia do KMnO4 para diferentes 

concentrações molares utilizando o LED emissor vermelho. 

 

 

y = 0,01496x – 0,03102 

R
2

 = 0,87441 

y = 0,05121x – 7,8885 

R
2

 = 0,74693 



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CONCLUSÃO 

 

O fotômetro proposto mostrou-se uma alternativa viável e de potencial para o 

estudo de interações nas disciplinas de bioquímica e biofísica em caráter didático 

pedagógico. É uma ferramenta alternativa economicamente viável para as análises químicas 

nos laboratórios da Faculdade para a pesquisa e/ou ensino. 

Esse sistema possui manutenção simples e barata, pois utiliza componentes baratos e 

facilmente encontrados, além de uma eletrônica simples. O custo do aparato foi de 20, 00 

R$ , um valor bem inferior a um equipamento comercial simples de cerca de R$ 2500  .  

Ao final deste trabalho foi possível verificar a eficiência do sistema desenvolvido do 

ponto de vista didático, desta forma o mesmo não foi comparado com um fotômetro 

comercial. 

 

 

REFERÊNCIAS 

 

[1] NERY, Ana Luiza; Fernandez, Carmem. Fluorescência e estrutura atômica: Experimentos 

simples para abordar o tema. Química nova na escola, n.19, 2004. 

 

[2] ROCHA, F. R. P; TEIXEIRA, L. S. G. Estratégias para aumento de sensibilidade em 

espectrofotometria UV-VIS. Quim. Nova, v.27, n.5, p.807-812, 2004. 

 

[3] GAIÃO, E. N. et al. Um fotômetro multi-LED microcontrolado, portátil e de baixo custo. 

Quim. Nova, v.28, n.6, p.1102-1105, 2005. 

 

[4] ARAUJO, M.C.U; SANTOS, S.R.B; SILVA, E.A; VERAS, G; LIMA, J.L.F.C; LAPA, R.A.S. Química 

nova, v.20, p.137, 1997. 

 



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[5] LÜDKE, Everton. Um espectrofotômetro de baixo custo para laboratório de ensino: 

aplicações no ensino da absorção eletrônica e emissão de fluorescência, Revista Brasileira de 

Ensino de Física, v. 32, n. 1, p.1506, 2010. 

 

[6] ATKINS, P.W.; PAULA, J. Physical Chemistry (Ox-ford University Press, Oxford), 8th ed., p. 

431-508, 2006. 

 

[7] GALO, A.L.; COLOMBO, M.F. Química Nova, v.32, p.488, 2009.