DETERMINAÇÃO ESPECTROFOTOMÉTRICA DA FÓRMULA DE UM COMPLEXO DE SULFATO FERROSO AMONIACAL COM O-FENANTROLINA PELO MÉTODO DA RAZÃO DAS INCLINAÇÕES (HARVEY E MANNING)

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1. INTRODUÇÃO
O método da razão das inclinações usa a variação de concentração do metal e do ligante, pode ser aplicada a complexos com constante de estabilidade não alta. Entretanto é essencial que somente um complexo absorvente seja formado na reação de complexação.
Reação de formação do complexo:
Quando mantém-se a concentração do ligante [L] constante e varia-se a concentração de metal [M]:
Quando a concentração de metal [M] é mantida constante e a concentração do ligante [L] varia:
Logo, como varia-se a concentração tanto de metal quanto de ligante, para se obter a fórmula empírica do complexo, aplica-se a razão das inclinações da variação de cada componente:
O experimento tem por objetivo determinar espectrofotometricamente a fórmula empírica de um complexo formado por ferro II e o-fenantrolina através do método da razão das inclinações.
2. PARTE EXPERIMENTAL
2.1. Materiais
· Solução de sulfato de ferro (II) e amônio de 1,0*10⁻³ mol/L, fornecida pelo técnico;
· Solução de o-fenantrolina de 1,0*10⁻³ mol/L, fornecida pelo técnico; 
· Solução tampão de pH=5,0 fornecida pelo técnico; 
· Solução 5% (5g/100mL H₂O) de hidroxilamina (cloridrato) (redutora), fornecida pelo técnico; 
· Pipetas volumétricas de 1 e 5 mL; 
· Pipetas graduadas de 1, 2, 5 e 20 mL;
· 12 balões volumétricos de 25 mL; 
· 1 conta-gotas; 
· 1 balão volumétrico de 250 mL;
· 4 béqueres de 25 mL;
· 1 béquer de 100 mL;
· 2 cubetas de vidro de caminho óptico de 1,00 cm; 
· Espectrofotômetro com registrador HP 8452A e 
· Fotômetro simples Marte Spectro 560.
2.2. Metodologia experimental 
Foram preparados 250 mL de solução de sulfato de ferro (II) e amônio, acidificando o meio com cinco gotas de HClO₄ diluído antes de completar o balão com água destilada.
Foi preparada uma série de soluções de acordo com a Tab 1 mostrada a seguir, completando o balão de 25 mL até a marca com água destilada e esperou-se 10 minutos. 
Tabela 1: Composição de cada um dos balões da primeira série.
	Balão
	V metal (mL)
	V tampão (mL)
	V redutor (mL)
	V ligante (mL)
	V total (mL)
	Branco
	12,50
	5,00
	1,00
	0,00
	25,00
	1
	12,50
	5,00
	1,00
	1,00
	25,00
	2
	12,50
	5,00
	1,00
	2,00
	25,00
	3
	12,50
	5,00
	1,00
	3,00
	25,00
	4
	12,50
	5,00
	1,00
	4,00
	25,00
	5
	12,50
	5,00
	1,00
	5,00
	25,00
Utilizou-se a solução do balão que não continha o ligante como branco, leu-se a absorbância de um das soluções para determinar o comprimento de onda máximo 510 nm.
Em seguida foi feito novo procedimento, descrito na Tab 2 antes de completar cada balão e esperar 10 minutos. 
Tabela 2: Composição de cada um dos balões da segunda série.
	Balão
	V ligante (mL)
	V tampão (mL)
	V redutor (mL)
	V metal (mL)
	V total (mL)
	Branco
	12,50
	5,00
	1,00
	0,00
	25,00
	1
	12,50
	5,00
	1,00
	0,25
	25,00
	2
	12,50
	5,00
	1,00
	0,50
	25,00
	3
	12,50
	5,00
	1,00
	1,00
	25,00
	4
	12,50
	5,00
	1,00
	1,50
	25,00
	5
	12,50
	5,00
	1,00
	2,00
	25,00
Construiu-se duas tabelas com os valores de absorbância de cada solução, a concentração do ligante ou metal. E um gráfico com os dados das duas tabelas dentro da lei de Beer.
3. RESULTADOS
Figura 1 - Espectro de absorção da solução 3 da primeira série preparada.
O λmáx determinado foi de 510 nm.
As absorbâncias lidas para as soluções da primeira e da segunda séries preparadas são mostradas a seguir nas tabelas 3 e 4:
Tabela 3: Absorbâncias e concentração do ligante da primeira série de soluções.
	Balão
	Concentração ligante (mmol * L-1)
	A510
	Branco
	0,00
		0,000
	1
	0,04
	0,134
	2
	0,08
	0,294
	3
	0,12
	0,442
	4
	0,16
	0,571
	5
	0,20
	0,743
Tabela 4: Absorbâncias e concentração do metal da segunda série de soluções.
	Balão
	Concentração metal (mmol * L-1)
	A510
	Branco
	0,00
		0,000
	1
	0,01
	0,113
	2
	0,02
	0,268
	3
	0,04
	0,436
	4
	0,06
	0,621
	5
	0,08
	0,815
Plotando o gráfico com os dados das tabelas:
Figura 2 - Absorbância em função da concentração do metal e do ligante.
Reta de tendência para o ligante: y = 3,6957x - 0,0056
Reta de tendência para o metal: y = 10,007x + 0,0252
A partir dos gráficos obtidos é possível determinar a absortividade molar (ε), que é a inclinação de cada uma das retas, e pode ser calculada através das equações das retas mostradas acima:
5
Para a reta do ligante:
tg θ1 = ε1 = 3,6957 cm⁻¹mmol⁻¹L
Para a reta do metal:
tg θ2 = ε2 = 10,007 cm⁻¹mmol⁻¹L
A razão entre essas duas inclinações indica a composição da espécie complexa formada:
ε2/ε1 = 2,708
Admitindo que o composto tenha a fórmula [Fem(1,10-fenantrolina)n], n/m = 2,708, mostrando que para uma molécula de Fe (II) são necessárias três moléculas de fenantrolina, tendo o composto a fórmula [Fe(1,10-fenantrolina)3]2+.
Na literatura mostra que a estrutura do complexo é igual à mostrada na figura 3 abaixo:
Figura 3 - Estrutura do complexo [Fe(1,10-fenantrolina)3]2+.
4. Conclusão
O método da razão das inclinações é rápido, simples e de boa reprodutibilidade. Essa técnica espectrofotométrica é eficiente, uma vez que a estequiometria do complexo foi determinada (3:1) corretamente (dados experimentais 2,708).
5. BIBLIOGRAFIA
Harris, D.C. - Análise Química Quantitativa - 8a. ed., (Afonso, J.C. e Barcia, D.E.), Rio de Janeiro, LTC-Gen, W.H. Freeman (2012), 898 p. 
Skoog, D.A.; West, D.M.; Holler, F.J. & Crouch, S.R. – Fundamentos de Química Analítica, 8ª ed., (Grassi, M.T. – tradutor e Célio Pasquini, revisão), São Paulo, Pioneira – Thomson Learning (2006), 999 p. 
344	346	348	350	352	354	356	358	360	362	364	366	368	370	372	374	376	378	380	382	384	386	388	390	392	394	396	398	400	402	404	406	408	410	412	414	416	418	420	422	424	426	428	430	432	434	436	438	440	442	444	446	448	450	452	454	456	458	460	462	464	466	468	470	472	474	476	478	480	482	484	486	488	490	492	494	496	498	500	502	504	506	508	510	512	514	516	518	520	522	524	526	528	530	532	534	536	538	540	542	544	546	548	550	552	554	556	558	560	562	564	566	568	570	572	574	576	578	580	582	584	586	588	590	592	594	596	598	600	602	604	606	608	610	612	614	616	618	620	622	624	626	628	630	632	634	636	638	640	642	644	646	648	650	652	654	656	658	660	662	664	666	668	670	672	674	676	678	680	682	684	686	688	690	692	694	696	698	700	702	704	706	708	710	712	714	716	718	720	722	724	726	728	730	732	734	736	738	740	742	744	746	748	750	752	754	756	758	760	762	764	766	768	770	772	774	776	778	780	782	784	786	788	790	792	794	796	798	800	802	804	806	808	810	812	814	816	818	820	2.88848876953125E-2	2.89764404296875E-2	3.0426025390625E-2	3.22265625E-2	3.4423828125E-2	3.6346435546875E-2	3.83148193359375E-2	4.0740966796875E-2	4.53338623046875E-2	4.681396484375E-2	4.7698974609375E-2	5.11627197265625E-2	5.41534423828125E-2	5.780029296875E-2	6.182861328125E-2	6.63299560546875E-2	7.11669921875E-2	7.62939453125E-2	8.16192626953125E-2	8.7890625E-2	9.43756103515625E-2	0.101348876953125	0.108535766601562	0.116104125976562	0.124465942382812	0.131973266601562	0.141082763671875	0.149993896484375	0.158355712890625	0.167404174804687	0.176986694335937	0.185134887695312	0.194808959960937	0.20318603515625	0.211959838867187	0.21966552734375	0.227706909179687	0.235382080078125	0.243316650390625	0.24969482421875	0.256561279296875	0.263412475585937	0.269973754882812	0.276565551757812	0.281570434570312	0.287933349609375	0.293777465820312	0.298736572265625	0.30377197265625	0.307708740234375	0.312026977539062	0.316497802734375	0.32049560546875	0.324722290039062	0.32958984375	0.3348	69384765625	0.34033203125	0.346511840820312	0.352264404296875	0.358901977539062	0.367660522460937	0.372802734375	0.380691528320312	0.387496948242187	0.394332885742187	0.399154663085937	0.403106689453125	0.4068603515625	0.40997314453125	0.411239624023438	0.41473388671875	0.412384033203125	0.414657592773438	0.41693115234375	0.419143676757813	0.421173095703125	0.424224853515625	0.426986694335938	0.43017578125	0.434005737304688	0.436843872070313	0.440521240234375	0.442855834960938	0.444046020507813	0.443450927734375	0.441146850585938	0.436767578125	0.429580688476563	0.419677734375	0.408233642578125	0.3941650390625	0.3784942626953120.360061645507812	0.340576171875	0.319900512695312	0.298110961914062	0.275970458984375	0.253631591796875	0.2315673828125	0.21002197265625	0.189605712890625	0.169967651367187	0.151687622070312	0.135467529296875	0.120407104492187	0.106765747070312	9.44976806640625E-2	8.331298828125E-2	7.4249267578125E-2	6.524658203125E-2	5.81512451171875E-2	5.1483154296875E-2	4.58221435546875E-2	4.00848388671875E-2	3.45611572265625E-2	3.0975341796875E-2	2.63519287109375E-2	2.093505859375E-2	1.91192626953125E-2	1.4617919921875E-2	1.48773193359375E-2	1.153564453125E-2	1.1016845703125E-2	1.00555419921875E-2	1.07269287109375E-2	6.103515625E-3	5.18798828125E-3	5.645751953125E-3	2.7008056640625E-3	1.28173828125E-3	-1.52587890625E-5	2.899169921875E-4	-6.256103515625E-4	-6.103515625E-4	-1.556396484375E-3	-2.3193359375E-3	-3.6773681640625E-3	-3.662109375E-3	-3.7841796875E-3	-3.082275390625E-3	-4.9285888671875E-3	-5.4168701171875E-3	-5.615234375E-3	-5.43212890625E-3	-6.011962890625E-3	-6.134033203125E-3	-5.79833984375E-3	-6.28662109375E-3	-7.2021484375E-3	-7.293701171875E-3	-7.2479248046875E-3	-7.38525390625E-3	-5.2642822265625E-3	-8.6822509765625E-3	-5.96	61865234375E-3	-7.080078125E-3	1.3824462890625E-2	-1.0467529296875E-2	-1.336669921875E-2	-9.9029541015625E-3	-9.94873046875E-3	-9.857177734375E-3	-8.3160400390625E-3	-8.087158203125E-3	-6.16455078125E-3	-8.880615234375E-3	-7.6141357421875E-3	-7.0343017578125E-3	-7.8582763671875E-3	-7.9803466796875E-3	-5.7220458984375E-3	-8.575439453125E-3	-8.880615234375E-3	-7.5531005859375E-3	-7.659912109375E-3	-8.7127685546875E-3	-8.36181640625E-3	-8.544921875E-3	-9.063720703125E-3	-6.8206787109375E-3	-8.758544921875E-3	-6.561279296875E-3	-8.23974609375E-3	-8.60595703125E-3	-9.429931640625E-3	-6.561279296875E-3	-9.735107421875E-3	-6.4544677734375E-3	-8.23974609375E-3	-8.23974609375E-3	-8.48388671875E-3	-6.8359375E-3	-8.056640625E-3	-8.636474609375E-3	-8.4381103515625E-3	-6.89697265625E-3	-9.9029541015625E-3	-9.674072265625E-3	-8.0718994140625E-3	-8.9874267578125E-3	-9.58251953125E-3	-9.613037109375E-3	-8.8958740234375E-3	-6.4544677734375E-3	-9.5062255859375E-3	-8.453369140625E-3	-7.5836181640625E-3	-8.2855224609375E-3	-8.056640625E-3	-1.13983154296875E-2	-7.38525390625E-3	-1.02386474609375E-2	-8.2855224609375E-3	-9.1400146484375E-3	-9.796142578125E-3	-9.124755859375E-3	-9.4146728515625E-3	-7.8887939453125E-3	-8.4228515625E-3	-6.6375732421875E-3	-8.392333984375E-3	-7.4920654296875E-3	-7.171630859375E-3	-9.7808837890625E-3	-7.99560546875E-3	-5.8135986328125E-3	-9.613037109375E-3	-7.080078125E-3	-9.8724365234375E-3	-8.575439453125E-3	-7.4615478515625E-3	-6.561279296875E-3	-9.0179443359375E-3	-9.8419189453125E-3	-8.5296630859375E-3	-5.828857421875E-3	-1.1016845703125E-2	-6.8206787109375E-3	-8.697509765625E-3	nm
A
0	0.04	0.08	0.12	0.16	0.2	0	0.13400000000000001	0.29399999999999998	0.442	0.57099999999999995	0.74299999999999999	0	0.01	0.02	0.04	0.06	0.08	0	0.113	0.26800000000000002	0.436	0.621	0.81499999999999995	Concentrações de metal e ligante (mmol * L-1)
A510