EXP 1 - abs ATOMICA 1

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Universidade de São Paulo
Faculdade de Filosofia, Ciências e
Letras de Ribeirão Preto
Departamento de Química
EXPERIMENTO 1 – Absorção atômica 
Determinação de Cobre em amostras de aguardente
Docente: Maria Eugenia Queiroz Nassur
Discentes: Leonardo Sousa Rosa n° USP 9050931
 Lucas Gomes da Fonseca n° USP 8527429
 Vinicius Cipriano Andrade n° USP 9363673
Walas João Ribeiro da Silva n° USP 8932387
Ribeirão Preto, 28 de abril de 2022
Introdução
Espectroscopia de Absorção Atômica
Espectrometria de Absorção Atômica
Na espectroscopia atômica, as amostras são vaporizadas num
intervalo de temperatura entre 2000K e 6000K, decompondo-se em átomos.
As concentrações dos átomos no estado gasoso são determinadas pela
medida de absorção ou da emissão da radiação em determinados
comprimentos de onda característicos dos elementos.
A espectroscopia atômica é uma das ferramentas mais importantes da
química analítica devido a sua alta sensibilidade a sua capacidade de
distinguir um elemento de outro em uma amostra complexa, a possibilidade
de se analisar simultaneamente vários elementos e a facilidade com que
várias amostras podem ser analisadas automaticamente
Normalmente as quantidades presentes de analito são determinadas
em concentrações de partes por milhão (μg/g) até partes por trilhão (ρg/g).
Para analisar os principais constituintes de uma amostra, esta deve ser
diluída de modo a reduzir as concentrações para o nível de partes por milhão
Nesta técnica, o analito é atomizado em uma chama em um forno
aquecido eletricamente, ou em plasma. A sensibilidade e a interferência
dependem dos detalhes da atomização
Durante décadas a atomização foi feita usando-se chamas, mas
atualmente é mais comum a utilização de plasmas produzidos por indução e
fornos de grafita
A maioria dos espectrômetros de chama utiliza um queimador de
mistura previa. Neste tipo de queimador, o combustível, o oxidante e amostra
são misturados antes de serem induzidos na chama. A combinação mais
comum de combustível e oxidante é a de acetileno e ar, que produz uma
chama com temperatura de cera de 2600K.
Lâmpadas de catodo oco
Os monocromadores geralmente não conseguem isolar linhas mais
estreitas que 10-3 a 10-2 nm. Para produzirmos linhas finas, com frequência
correta usamos uma lâmpada de catodo oco contendo um vapor do mesmo
elemento que está sendo analisado.
Uma lâmpada de catodo oco contém os gases Ne ou Ar, em uma
pressão de aproximadamente 130 a 700 Pa. Quando aproximadamente 500
V são aplicados entre o anodo e o catado, o gás presente na lâmpada é
ionizado e íons positivos são acelerados na direção do catodo, produzindo
uma corrente de 2 a 30 mA. Eles atingem o catodo com energia suficiente
para “expelir” átomos metálicos do catodo para a fase gasoso. Os átomos na
fase gasosa são excitados por meio de colisões com eletros de alta energia e
então emitem fótons. Essa radiação atômica tem a mesma frequência que a
absorvida pelos átomos do analito em uma chama, de modo que a emissão
da alampada é suficientemente mais estreita que a largura da linha dos
átomos na chama para se comportar como sendo praticamente
monocromática. 
O propósito de um monocromador na espectroscopia atômica é
selecionar uma linha emitida pela lâmpada de catodo oco e rejeitar, tanto
quanto possível, as emissões provenientes do forno ou da chama. Uma
lâmpada diferente é normalmente necessária para cada elemento a ser
determinado, embora algumas lâmpadas sejam feitas com mais de um
elemento no catodo.
Detector de fotomultiplicador de elétrons
Um fotomultiplicador é um detector sensível as radiações visíveis e
ultravioleta, os fótons fazem com que os elétrons sejam emitidos a partir de
um catodo metálico. O sinal é sucessivamente amplificado pelos diodos onde
colidem com os fotoelétrons. O conjunto de fotodiodos e o dispositivo
sensível a carga são detectores de estado solido onde os fótons criam, em
materiais semicondutores, elétrons e lacunas. Acoplados a um policromador
esses dispositivos podem registrar, simultaneamente todos os comprimentos
de onda de um espectro, com a resolução limitada apenas pelo número de
elementos e pelo espaçamento entre os elementos no detector.
Produção de Aguardente e o Consumo de Cobre
Durante a produção da aguardente pode ocorrer a contaminação do
produto por cobre. A legislação Brasileira Decreto nº 2314 de 04/09/1997
estabelece o limite máximo para os teores de cobre em aguardente em 5 mg
L-1 de produto. A presença de cobre é importante durante o processo de
produção da cachaça, desde que ele catalise reações onde componentes
indesejáveis são removidos. Entretanto, a maioria dos processos de
destilação são muito primitivos, o que não evita a presença de cobre no
produto final.
Apesar do cobre ser um dos principais metais de transição presentes
no corpo humano, seu excesso no organismo é nocivo, pela interferência nas
atividades catalíticas normais de algumas enzimas. O controle eficiente do
teor de cobre em aguardente de cana é muito importante, pois o consumo per
capita desta bebida no Brasil é elevado, e o teor máximo de cobre permitido
pela legislação brasileira é relativamente alto.
Dependendo da concentração, este metal pode causar vômitos, irritação
gastrintestinal, diarreia, convulsões e sérias disfunções hepáticas. 
Procedimento Experimental
Equipamento 
A figura 1 representa um esquema de um espectrômetro de absorção
atômica com atomizador de chama como o que foi utilizado neste
experimento. 
Figura 1: Esquema de um Espectrômetro de absorção atômica com
atomizador de chama, como o que foi utilizado neste experimento.
É preciso ter uma atenção especial em relação a altura da chama. É
preciso regular essa altura para que os átomos cheguem de forma que a
radiação passe na zona da chama em que os átomos se encontram em seu
estado fundamental. 
Na espectrometria de absorção atômica a concentração é determinada
pela medida de absorção de uma radiação em determinado comprimento de
onda, específico para cada elemento. Como neste experimento o objetivo é a
determinação da concentração de cobre em uma amostra aquosa e em uma
amostra de cachaça, foi necessário conhecer a linha de ressonância deste
metal, que é a linha espectral resultante da transição de ressonância ou
transição do estado fundamental para um estado de maior energia. O
máximo de absorção do cobre ocorre em 324,75 nm, e foi utilizada uma
lâmpada de cátodo oco com cátodo de cobre de 3 mA. A figura 1 representa
um esquema de uma lâmpada de cátodo oco.
Figura 2: Esquema de uma lâmpada de cátodo-oco, modelo
utilizado neste experimento com cátodo de cobre.
Preparo das soluções:
1.1. Solução-padrão de cobre 100 mg. L-1.
Estava pronta.
1.2. Solução hidroalcóolica a 40% (v/v) (aproximadamente)
A partir de C1 x V1 = C2 x V2:
95 x C1 = 40 x 200 mL
C1 = 84,2 mL
Transferiu-se 84,2 mL da solução 95% para balão de 200 mL e completou-se
o volume com água deionizada.
2. Determinação da concentração de cobre pela padronização externa e
adição de padrão
2.1. Padronização externa
Utilizando a micropipeta volumétrica, transferiu-se quantitativamente,
250 µL, 500 µL, 750 µL e 1000 µL da solução estoque de cobre 100 mg L -1
para balões volumétricos de 25 mL, completando o volume com a solução
hidroalcóolica a 40%. Preparou-se também o branco, contendo apenas a
solução hidroalcóolica a 40%. As leituras foram feitas em duplicata
empregando como comprimento de onda 324,7 nm.
2.2. Amostra de aguardente
Aspirou-se a amostra diretamente e determinou-se a concentração de
cobre na aguardente.
2.3. Determinação da concentração de cobre pelo método de adição
de padrão
Em 5 balões volumétricosde 25 mL, adicionou-se, com o auxílio de
uma pipeta volumétrica, 20 mL de aguardente. Adicionou-se a cada um dos
balões 0 µL, 250 µL, 500 µL, 750 µL e 1000 µL de solução estoque de cobre
100 mg L-1 e completou-se o volume com água deionizada. As leituras foram
realizadas em duplicata, empregando como comprimento de onda 324,7 nm.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Padronização externa
Utilizando a micropipeta volumétrica, transferiu-se quantitativamente,
250 µL, 500 µL, 750 µL e 1000 µL da solução estoque de cobre 100 mg L -1
para balões volumétricos de 25 mL, completando o volume com a solução
hidroalcóolica a 40%. Preparou-se também o branco, contendo apenas a
solução hidroalcóolica a 40%. As leituras foram feitas em duplicata
empregando como comprimento de onda 324,7 nm.
Tabelas e gráficos com os dados obtidos
Tabela 1 - Calibração externa realizada em amostras aquosas
Concentração do Cu mg/L Abs. 1
0 0
1 0,044
2 0,064
3 0,102
4 0,094
Figura 3: gráfico da curva de calibração.
O ponto referente a concentração de 4 mg/L foi desconsiderado pois
não esta coerente com a curva.
A equação da reta obtida para os dados encontrados foi:
y = ax +b => y = 0,03414x + 0;
 A absorbância observada para a amostra foi 0,038.
logo, a concentração encontrada foi de:
0,038 = 0,03414x => x = 1,113 mg/L
2.4. Determinação da concentração de cobre pelo método de adição
de padrão
Em 5 balões volumétricos de 25 mL, adicionou-se, com o auxílio de
uma pipeta volumétrica, 20 mL de aguardente. Adicionou-se a cada um dos
balões 0 µL, 250 µL, 500 µL, 750 µL e 1000 µL de solução estoque de cobre
100 mg L-1 e completou-se o volume com água deionizada. As leituras foram
realizadas em duplicata, empregando como comprimento de onda 324,7 nm.
Tabelas e gráficos com os dados obtidos
Concentração do Cu mg/L Abs 1
0 0,035
1 0,059
2 0,08
3 0,094
4 0,122
Figura 4: gráfico da adição de padrão.
A equação da reta obtida para os dados encontrados foi:
y = ax +b => y = 0,0213x + 0,035
No método de adição de padrão igualamos a equação da reta a zero.
O valor encontrado é igual, em módulo, a concentração.
x = 1,643 mg/L
Questões:
1. Determinar a concentração de cobre na aguardente pelos dois
métodos de quantificação empregados.
A concentração de cobre foi determinada acima, os valores de ambos
métodos estão dentro dos Resultado e discussões.
2. Porque a curva analítica foi preparada em solução hidroalcóolica?
Explique.
A curva analítica foi preparada em solução hidroalcóolica porque a
atomização é feita por chama e o álcool é o combustível o qual não interfere
na composição da chama. Como a cachaça é preparada com
aproximadamente 40% de álcool, que é uma substancia orgânica, ocorre o
espalhamento da radiação em contato com partículas carbonáceas, por isso
preparamos a curva analítica com a mesma matriz presente na amostra.
3. Comparar os resultados obtidos pelos dois métodos (padronização
externa e adição de padrão). Comparar também os coeficientes
angulares das curvas analíticas. Discuta. 
Por realizar a medida pelo método da adição de padrão é utilizado a
própria cachaça o que confere ao método uma maior confiabilidade. Isso é
reforçado pelo coeficiente angular, que quanto mais próximos de zero,
significa poucas interferências na amostra e consequentemente mais
preciso será o resultado, indicando que a adição de padrão é realmente o
método mais preciso dentre os utilizados.
Isso tudo somado ao valor fora da reta no método de padronização externa
justificam a diferença entre as concentrações obtidas.
4. A concentração determinada está de acordo com as normas da NBR? 
A legislação Brasileira Decreto nº 2314 de 04/09/1997 estabelece o
limite máximo para os teores de cobre em aguardente em 5 mg L-1 de
produto (BRASIL, 1997). Como a amostra deu um resultado menor, 1,113
mg, o produto está dentro da norma.
5. Explique a possível interferência nas leituras de absorbância de uma
amostra de cachaça. O que devemos fazer para solucionar esse
problema? 
A análise é feita utilizando o método de adição de padrão quando a
amostra possui uma matriz bastante complexa com vários compostos
orgânicos e inorgânicos que podem interferir na análise. Além do cobre,
outros íons metálicos também estão presentes na maioria das cachaças,
como no caso do experimento executado, como Al, Cb, Pb, Co, Cu, Cr, Sn,
Fe, Li, Mg, Hg, Ni, K, Na e Zn. Com a adição de padrão há a minimização
destas interferências, pois como todas as soluções possuem o mesmo
volume da amostra o efeito dos interferentes é praticamente o mesmo em
todas elas. 
Conclusão
Por meio dos pontos de absorbância fornecidos na leitura da solução
padrão foi possível determinar a concentração de uma amostra
desconhecida, por meio da técnica de absorção atômica, onde foi possível
observar seus fundamentos e praticidade. Logo, afirma-se que essa técnica é
extremamente importante para a área de química analítica quantitativa.
A concentração do cobre na cachaça apresentou-se valor encontrado
1,113 mg/L, o valor estabelecido por lei é até 5mg/L. Logo dentro da lei. 
O cobre tem papel importante no bom funcionamento do nosso
organismo, no entanto, o excesso do mesmo pode provocar insônia, queda
de cabelos, menstruação irregular, nervosismo irritabilidade, dentre outros
males. Daí surge a necessidade de realizar esse tipo de análise.
Durante o experimento apenas houve uma pequena dificuldade para
regular o funcionamento do aparato no início da atividade prática, devido o
mesmo tratar-se de uma tecnologia um pouco menos atualizada
necessitando uma orientação entre os técnicos de laboratório que os
administram, característica que não o desqualifica para auxiliar os discentes
a constituir seu conhecimento sob a técnica analítica abordada.
 
 Referências
[1] HARRIS, D.C.; Análise Química Quantitativa. 6 ed. Rio de Janeiro: LTC
Editora, 2005.
[2] SKOOG, D.A.; WEST, D.M.; HOLLER, F.J. Fundamentos de Química
Analítica. Tradução da 8ª ed. Norte-Americana, Thomson Learning Ltda,
2006. 
[3] ATIKINS, Peter; De PAULA, Julio. Físico-Química. 8ª Edição. Rio de
Janeiro: LTC Editora, 2008.
[4] NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica 2: Fluidos, Oscilações e
Ondas, Calor. 3ª Edição. São Paulo: Edgard Blücher, 1933.
[5] Industrial Heating Brasil. Avanços no projeto de queimadores
autorrecuperativos. Industrial Heating Brasil – The International Journal of
Thermal Technology. 2005. Disponível em:
<http://www.revistaih.com.br/artigo-tecnico/avancos-no-projeto-de-
queimadores-autorrecuperativos/239>. Acesso em 30/04/2022
[6] ROCHA, S. A. N.; COSTA, A. C. S. Determinação Espectrofotométrica de
Cobre em Aguardente utilizando Cuprizona (bis (ciclohexanona)
oxalildihidrazona). Sociedade Brasileira de Química. Disponível em:
<http://sec.sbq.org.br/cd29ra/resumos/T1125-1.pdf>. Acesso em 30/04/2022
[7] Internatinal Copper Association Latin America. Doenças causadas por
falta ou excesso de cobre. Disponível em:
<http://www.procobre.org/pr/pdf/01_saude04_pr.pdf>. Acesso em 30/04/2022
[8] Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Decreto 6871/2009.
Disponível
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method=recuperarTextoAtoTematicaPortal&codigoTematica=1265102>.
Acesso em 30/04/2022
[9] EIRAS, S. de P.;ZAMORA, P. G. P.; REIS,A. L. Estudo do Efeito de
Misturas de Solventes Na Determinação Espectrofotométrica por
Absorção Atômica. Química Nova, vol. 17. 1994. Disponível em:<
http://quimicanova.sbq.org.br/imagebank/pdf/Vol17No5_369_v17_n5_
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