Análise Instrumental exp Espectrofotometria no Visível (II e III)

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UFF - Universidade Federal Fluminense 
Instituto de Química 
GQA - Departamento de Química Analítica 
Disciplina: Análise Instrumental I Experimental 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Espectrofotometria no Visível (II e III) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aluno: Jean Carlos Martins do Nascimento
Mat.: 117015045
Professor: Marco Antônio Oliveira.
 	 
1. INTRODUÇÃO 
A espectrofotometria é um método analítico muito utilizado na identificação e quantificação de compostos com alto caráter de precisão. Esta técnica está relacionada com a capacidade de absorção/emissão de energia eletromagnética de moléculas, e possui ampla aplicação.
A espectrofotometria de absorção baseia-se na emissão de feixes de radiação eletromagnética por uma fonte estável de energia radiante monocromática que é aplicada através do analito. Quando a radiação eletromagnética incide sobre a amostra, uma parte dessa radiação incidente é absorvida e outra não. Ao quantificar as potências dos feixes de radiação emitidos e, depois de atravessarem o meio que contém o analito, não absorvidos, determina-se transmitância e absorvância. 
Ambas estão relacionadas através da seguinte fórmula:
A = - log T 
	A absorvância de uma amostra está diretamente relacionada a sua concentração em uma solução, e pode ser calculada a partir da equação de Lambert-beer, que relaciona a absorvância com a concentração, absortividade e espessura do caminho óptico.
A = a.b.C 
(Onde, A é absorvância, a é absortividade, b é espessura do caminho óptico e C é a
Concentração.)
Quando a concentração do analito é expressa em mol/L, a constante a é chamada de absortividade molar (ε). 
O espectrofotômetro UV-Vis é o equipamento utilizado nas análises por espectrofotometria, ele é composto basicamente por: Fonte de radiação – Monocromador – Cela onde localiza-se a amostra – Detector – Registrador. Por ele é possível realizar analises de espectrofotometria com radiação eletromagnética da região do UV-Vis.
2. OBJETIVO 
Medida do espectro de transmissão e absorção do complexo ferro (II)ortofenantrolina e seleção do comprimento de onda para a determinação espectrofotométrica de ferro, medida da curva de calibração para a determinação espectrofotométrica de ferro com ortofenantrolina e determinação de ferro em amostra desconhecida. 
3. M
Em balões volumétricos de 100mL e utilizando pipetas volumétricas, foram adicionados 5,00, 10,00, 20,00 e 25,00mL da solução padrão de ferro (II), e 25mL de água destilada no balão do branco, após isto, foram adicionados 2,0mL de solução de hidroquinona, 5,0mL da solução de ortofenantrolina e 8,0mL da solução de acetato de sódio em todos os balões. Aguardou-se então 15 minutos e então avolumou-se com água destilada. O que correspondeu a 0,5ppm, 1ppm, 2ppm e 2,5ppm de Fe na curva de calibração, respectivamente. De maneira idêntica foi tratada a amostra, sendo adicionada 25mL.
A reação segue o esquema abaixo:
 
Figura 1. Reação de complexação do Ferro (II) com Ortofenantrolina 
No espectrofotômetro, avaliou-se as absorbâncias em comprimento de onda que variaram de 400 a 700nm para determinar o comprimento de onda mais adequado para a análise utilizando a solução de maior concentração com o objetico de encontrar o comprimento de onda onde existe maior absorção (λmáx), para analisar as amostras. Para isso, foi medido o valor do branco, lembrando sempre de zerar a absorbância que aparece no painel do espectrofotômetro usado. O valor encontrado foi de 510nm, e com isso, todas as amostras foram medidas nesse valor. 
 
Figura 2. Espectrofotômetro utilizado durante a aula prática 
Tabela 1. Pontos calculados para determinação do λmáx 
	λ 
	A 
	T (%)
	400 
	0,037
	91,8
	420 
	0,096 
	80,2
	450 
	0,185 
	65,3
	500 
	0,267 
	54,1
	510 
	0,282 
	52,2
	516 
	0,281
	52,4
	550 
	0,065
	86,1
	600 
	0,000 
	100,0
	650 
	0,000 
	100,0
	700 
	0,000 
	100,0 
 
Figura 3. Gráfico da curva de calibração para o branco 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Massa molar do Fe = 55,845 g/mol
	• Balão 1 	• Balão 3 
C1 x V1 = C2 x V2 	C1 x V1 = C2 x V2 
10 x 5,0 = C2 x 100,0 	10 x 20,0 = C2 x 100,0 
C2 = 0,5 mg/L 	C2 = 2,0 mg/L 	 
	• Balão 2 	• Balão 4 
C1 x V1 = C2 x V2 	C1 x V1 = C2 x V2 
10 x 10,0 = C2 X 100,0 	10 x 25,0 = C2 x 100,0 
C2 = 1 mg/L 	C2 = 2,5 mg/L 
A partir dos cálculos de concentração para os volumes utilizados nas amostras, foi possível realizar a leitura das absorvâncias. Quanto maior a concentração de ferro na amostra, maior a absorvância, seguindo o princípio da lei de Lambert-beer.
Tabela 2. Concentração da solução do íon complexo Ferro (II)-ortofenantrolina, absorbância e transmitância das amostras no λ = 510nm 
	Concentração Fe+2 (ppm) 
	A 
	T (%)
	0,5
	0,018
	95,9
	1,0
	0,088 
	81,7
	2,0
	0,255
	55,6
	2,5
	0,268
	54,0
	Amostra desconhecida 
	0,264
	54,5
 
A absorbância deveria ter sido proporcional às concentrações das soluções, contudo observou-se uma diferença utilizando o padrão de 2,5ppm, demonstrando que ocorreu um erro durante o preparo das amostras, podendo ser em relação ao volume da pipeta volumétrica usado, ou o tempo de espera antes de adicionar água destilada para diluir. 
O gráfico a seguir apresenta a curva analítica de calibração formada a partir das soluções de ferro. 
Figura 4. Gráfico da curva de calibração das soluções de Ferro (II) 
O coeficiente de correlação da reta (R²) é igual a 0,967, o que não demonstrou boa linearidade. Apesar de não ideal, removeu-se o ponto onde houve o erro analítico, retornando novo gráfico com coeficiente de linearidade de 0,9982. 
Figura 5. Gráfico da curva de calibração das soluções de Ferro (II) após remoção do ponto de 2,5ppm.
A partir desse gráfico, apesar de não ser ideal determinar a concentração da amostra desconhecida utilizando uma curva de calibração que não contempla a absorvância observada para a amostra, utilizou-se a seguinte equação da reta para a determinação da concentração da amostra:
y = 0,1593x - 0,0655
Onde, y é a absorvância e x a concentração. Foi calculada absorbância de 0,264 para a amostra, logo: 
0,264 = 0,1593x - 0,0655
Tendo o resultado de x = 2,068ppm.
A concentração calculada acima é referente a solução diluída, portanto, multiplicamos pelo fator de diluição da amostra. Como foi usado uma alíquota de 25mL da amostra e, em seguida, avolumou para 100mL, multiplica por 4 (100mL/25mL = 4). Logo, a concentração da amostra original é: 
2,068 x 4 = 8,27 ppm de Ferro (II) 
 	 
5. CONCLUSÃO 
Foi possível medir o espectro de transmissão e absorção do complexo ferro (II)ortofenantrolina e seleção do comprimento de onda para a determinação espectrofotométrica de ferro, medida da curva de calibração para a determinação espectrofotométrica de ferro com ortofenantrolina e determinação de ferro em amostra desconhecida. 
Devido a presença de erro analítico, há uma menor confiabilidade no resultado da análise das amostras, devendo ser preparada nova curva de calibração e nova leitura da amostra com o objetivo de determinar de forma precisa e analítica a concentração real de Fe na solução.
6. BIBLIOGRAFIA 
GQA. Apostila de Análise Instrumental I Experimental. Niterói: UFF, 2020. 
COSTA, Antônio C. S. et al. Determinação espectrofotométrica simultânea de cobre e ferro em álcool etílico combustível com reagentes derivados da ferroína. Julho 2006. Disponível em: https://www.scielo.br/j/qn/a/fRJfkct6gZxwCgshNw8wMGg/#. Acesso em: 17 abr. 2022. 
HARVEY, David. “Analytical Chemistry 2.1”. 2020. 
SKOOG, D. A. et al. Fundamentos de Química Analítica. Tradução da 8 ed. Americana. 
Ed. Thomson; São Paulo, 2007. 
Curva de calibração 
A 	
0.5	1	2	2.5	1.7999999999999999E-2	8.7999999999999995E-2	0.255	0.26800000000000002	Concentração (ppm
Absorvância
Curva de calibração após remoção do ponto de 2,5ppm 
A 	
0.5	1	2	1.7999999999999999E-2	8.7999999999999995E-2	0.255	Concentração (ppm)
Absorvância
Determinação de melhor comprimento de onda
Absorvância	400	420	450	500	510	516	550	600	650	700	3.6999999999999998E-2	9.6000000000000002E-2	0.185	0.26700000000000002	0.281999999999999970.28100000000000003	6.5000000000000002E-2	0	0	0	Comprimento de onda
Absorvância