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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO Fundação CECIERJ/Consórcio CEDERJ Licenciatura em Química Química VI ESTUDO DIRIGIDO EXPERIMENTAL 1 (EDEX1) – ESPECTROFOTOMETRIA E CONSTRUÇÃO DE CURVA PADRÃO Professora: Gabriela Rodrigues de Souza Aluno: Roberto Ricardo Rangel Matrícula: 19214070100 Nova Iguaçu – RJ 2022.1 1 1ª – QUESTÃO a) Enuncie a lei de Beer-Lambert. A lei de Lambert-Beer ou lei de Bouguer-Lambert-Beer – que se trata de uma compilação dos trabalhos dos cientistas Pierre Bouguer (1698-1758), Johann Lambert (1728- 1777) e August Beer (1825-1863) – diz que a intensidade de um feixe de luz monocromático decresce de modo exponencial à medida que a concentração da substância absorvente aumenta aritmeticamente; sendo utilizada em espectrofotometria para a determinação da concentração de diversas substâncias. b) Explique por que essa lei só é válida para amostras com baixas concentrações (em geral amostras com concentrações < 0,01 mol/L). Para concentrações superiores ao limite de linearidade existente na lei de Lambert- Beer, a proporcionalidade linear entre a concentração e absorvância deixa de existir acarretando desvios. Isso é devido a interação que ocorre entre as moléculas em altas concentrações, interferindo na distribuição de carga e alterando o coeficiente de absorvidade molar (). c) Considere uma amostra com volume e concentração conhecidos. Uma alíquota dessa amostra apresentou um determinado valor de absorbância quando lida no espectrofotômetro em um comprimento de onda específico. Se adicionarmos água destilada a essa amostra de modo que seu volume dobre de valor, o que se pode esperar do seu valor de absorbância em relação ao valor da absorbância da amostra original quando uma alíquota de mesmo valor dessa amostra for lida no espectrofotômetro com o mesmo comprimento de onda? Explique a partir da interpretação da Iei de Beer-Lambert. Segundo a lei de Lambert-Beer a absorvância varia linearmente com a concentração, e ao dobrarmos o volume da amostra reduzimos sua concentração a metade da concentração original; logo podemo supor que a sua absorvância neste mesmo comprimento de onda também caia pela metade. 2 2ª – QUESTÃO Uma amostra contendo um determinado analito com absortividade molar igual a 554 L.mol-1cm- 1 foi lida em um espectrofotômetro, apresentando valor de absorbância igual a 0,368 em uma célula de amostra de espessura 1,00 cm. a) Determine a concentração (em molL-1) do analito. A = bC 0,368 = 554 × 1,00 × C C = 0,368 554 C = 6,64×10-4 mol∙L-1 b) Determine o valor da transmitância dessa amostra. log 1 T = A log 1 T = 0,368 log T-1 = 0,368 -log T = 0,368 T = 10-0,368 T = 0,449 c) Se substituirmos a célula de amostra por outra de espessura 1,50 cm, qual será o valor de absorbância lido no espectrofotômetro? A = bC A = 554 1,50 6,6410-4 A = 0,552 3ª – QUESTÃO Seu grupo de laboratório de Química VI fará a leitura das absorbâncias de uma determinada amostra em diferentes concentrações e, para isso, vocês necessitam selecionar no espectrofotômetro o comprimento de onda mais adequado de modo a minimizar os erros na análise que irão realizar. O gráfico a seguir apresenta valores de absorbância dessa amostra em diferentes comprimentos de onda. De acordo com o gráfico, qual comprimento de onda deverá ser selecionado para a análise? Explique. 3 Para que se tenha uma seletividade para o método, com boa sensibilidade nas medidas e garantia da linearidade da lei de Lambert-Beer, é muito importante que a radiação absorvida esteja limitada a uma faixa estreita de comprimentos de onda; neste caso a 530nm. 4ª – QUESTÃO A tabela a seguir foi obtida a partir da leitura das absorbâncias de alíquotas com diferentes concentrações de uma amostra do corante metilorange. O espectrofotômetro foi ajustado para o comprimento de onda em 445nm. Tubo Concentração (mg/mL) Absorvância (445nm) Branco 0,0000 0,000 1 0,0020 0,139 2 0,0040 0,295 3 0,0060 0,442 4 0,0080 0,593 5 0,0100 0,731 a) A partir dos dados da tabela, construa o gráfico da curva padrão (curva de calibração), indicando a equação e o coeficiente de determinação (R²). 4 b) O que significa o coeficiente de determinação na curva? O coeficiente de determinação, também chamado de R², é uma medida de ajuste de um modelo estatístico linear generalizado aos valores observados de uma variável aleatória. Seu valor varia entre 0 e 1 e pode ser expressado em termos percentuais, indicando o quanto o modelo linear é mais explicativo, ou seja, o quanto melhor ele se ajusta à amostra. No nosso caso temos uma regressão linear com um R2 = 0,9997 ou 99,97%. c) Utilizando a curva padrão, qual o valor aproximado da concentração de uma determinada alíquota do corante quando o valor de absorbância lido no espectrofotômetro for 0,625? y = 73,771x - 0,0022 x = y + 0,0022 73,771 Concentração = Absovância + 0,0022 73,771 Concentração = 0,625 + 0,0022 73,771 Concentração = 0,0085 mgmL-1 y = 73,771x - 0,0022 R² = 0,9997 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 0,0000 0,0020 0,0040 0,0060 0,0080 0,0100 A b so rv ân ci a (4 45 nm ) Concentração (mg/mL) Curva de Calibração 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARAÚJO FILHO, HIRAM DA COSTA et al. Análise Instrumental [recurso eletrônico]: Uma Abordagem Prática, 1ª Edição / texto e organização Hiram da Costa Araújo Filho, Ademário Iris da Silva Junior; coautores Adney Luís Anjos da Silva ... [et al.]; coordenação Nival Nunes de Almeida. Rio de Janeiro: LTC, 2021.