EXPERIMENTO 1 - Espectrofotometria

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ 
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E ENGENHARIAS 
FACULDADE DE ENGENHARIA DE MINAS E MEIO AMBIENTE 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
LABORÁTORIO DE CONTROLE AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO 01: CURVAS DE CALIBRAÇÃO E ADIÇÃO PADRÃO – 
ESPECTROFOTOMETRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MARABÁ – PA 
2022 
DATA DO EXPERIMENTO: 04/08/2022 
PROF.ª DRA. GICÉLIA RODRIGUES 
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE ENGENHARIA QUÍMICA I 
 
CAROLAYNE FERREIRA DE ALMEIDA - 201940609005 
FABIANA BATISTA SOUSA DA SILVA - 201740609028 
FELIPPE ARANHA FERREIRA SILVA - 201940609009 
 
 
 
Sumário 
RESUMO ............................................................................................................................................ 3 
1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 4 
2. MATERIAIS E MÉTODOS ......................................................................................................... 5 
2.1. MATERIAIS ............................................................................................................................................................. 5 
2.2. REAGENTES ........................................................................................................................................................... 5 
2.3. EQUIPAMENTOS ................................................................................................................................................... 6 
2.4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ..................................................................................................................... 6 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................................. 8 
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS ...................................................................................................... 11 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................... 12 
 
 
3 
 
RESUMO 
A espectrofotometria é uma técnica para medir o quanto certa substância química absorve a luz, isso 
porque através de um feixe de luz no equipamento que passa pela solução amostral pode ser medido 
tanto absorbância, quanto transmitância em um dado comprimento de onda. O objetivo da prática é 
justamente determinar os valores de absorbância e transmitância nas diferentes soluções diluídas, 
além de averiguar quais os comprimentos de onda ideais para cada solução. Os materiais utilizados 
são as duas soluções diluídas de permanganato de potássio e o dicromato de potássio, além do 
espectrofotômetro (equipamento). A metodologia adotada foi qualitativa, de maneira que, a partir das 
soluções diluídas postas sob análise nos comprimentos de onda 350, 450 e 500 nm estimou-se a 
absorbância no equipamento para o cálculo de transmitância pela Lei de Lambert-Beer. A partir dos 
resultados obtidos, o melhor comprimento de onda para a solução de permanganato de potássio 
quando se trata de absorbância foi o de 500 nm – logo a coloração dessa faixa coincide com a cor da 
solução, sendo púrpura – já para a transmitância é 450 nm, faixa em que menos se absorvem fótons. 
E para a solução de dicromato de potássio a faixa de melhor absorbância foi a de 450 nm equivalente 
a coloração amarelo-alaranjado e sua transmitância permeia na faixa de 500 nm. Quando comparadas 
as soluções, o permanganato que é menos concentrado teve sua faixa de comprimento de onda ideal 
50 vezes maior, e assim, absorveu uma quantidade inferior de fótons. 
Palavras-chave: Espectrofotometria; Absorbância; Transmitância; Comprimento de onda; Lei de 
Lambert-Berr. 
 
4 
 
1. INTRODUÇÃO 
Um dos pontos altos da evolução tecnológica foi o desenvolvimento de ferramentas capazes de 
realizar análises químicas quantitativas, uma vez que, corriqueiramente, o método é empregado para 
a determinação de diversas substâncias, com diferentes finalidades. Neste caso, entende-se como 
análise quantitativa a medição de quanto uma substância química está presente em uma amostra 
como, por exemplo, a análise realizada para indicar se uma água é ou não direcionado ao consumo 
humano, (HARRIS, 2005). Um dos experimentos geralmente propostos para esse tipo de análise, é 
baseado na capacidade que algumas substâncias possuem de formar compostos coloridos, onde a 
intensidade da coloração depende da concentração da substância na solução, (GOMES, 2008). 
A maneira mais utilizada de determinar a quantidade da substância colorida é através do uso de 
espectrofotômetros que operam nas regiões do ultravioleta e visível (UV-VIS) do espectro 
eletromagnético. Em suma, esses equipamentos apresentam uma fonte contínua que emite radiação, 
um monocromador para seleção de uma faixa estreita de comprimentos de onda que atingem a solução 
contendo o analito, um compartimento para posicionamento das cubetas com a amostra e um 
dispositivo para detecção da medida da intensidade de radiação. No espectrofotômetro, sob a 
incidência do feixe de luz, moléculas e íons presentes conseguem absorver fótons ou, partículas de 
luz, sendo então promovidos do estado fundamental para um estado excitado mais energético. A 
quantidade de energia absorvida é proporcional à concentração da espécie na solução, possibilitando 
assim a sua quantificação, (GOMES, 2008). 
A Lei que fundamenta os princípios de espectrofotometria é denominada como Lambert-Beer 
(1), baseada na medida da transmitância, definida como a fração de luz que passa pela amostra e 
absorbância, caracterizada como a capacidade que átomos, moléculas ou íons, contidas em uma 
região de observação com um caminho óptico de b cm possuem de absorver luz, (GOMES, 2008). 
Sobretudo, a expressão revela que a medida da absorbância da amostra é proporcional a três 
fatores: ε, absortividade molar – característica intrínseca da espécie absorvente – c, concentração do 
analito e b, caminho óptico percorrido pela luz na amostra. Nesse contexto, a coloração da amostra é 
um dos principais parâmetros para determinar a magnitude da absorbância, por conseguinte, da 
transmitância. Isso porque ela absorve comprimentos de onda específicos da região visível do 
espectro eletromagnético, onde, conforme a Figura 1, a coloração resultante é a cor complementar, 
composta pela combinação dos comprimentos de ondas restantes, (COLOMB, 2009; GOMES, 2008). 
𝐴𝑏𝑠 = 𝑙𝑜𝑔 (
1
𝑇
) = 𝜀 ∙ 𝑐 ∙ 𝑏 (1) 
5 
 
 
Figura 1 – Relação entre comprimento de onda e as características de cor. 
Comprimento de onda Cor absorvida Cor complementar 
abaixo de 380 nm ultravioleta 
380 a 435 nm violeta verde-amarelado 
435 a 480 nm azul Amarelo 
480 a 490 nm azul-esverdeado Laranja 
490 a 500 nm verde-azulado Vermelho 
500 a 560 nm verde Púrpura 
560 a 580 nm verde-amarelado Violeta 
580 a 595 nm amarelo Azul 
595 a 650 nm laranja azul-esverdeado 
650 a 780 nm vermelho verde-azulado 
acima de 780 nm infravermelho 
Fonte: KASVI, 2018. 
2. MATERIAIS E MÉTODOS 
2.1. MATERIAIS 
 02 balões volumétricos de 100 mL; 
 06 balões volumétricos de 25 mL; 
 06 béqueres de 250 mL; 
 04 cubetas de vidro; 
 02 Pipeta graduada de 10 mL; 
 01 Pipetador Pasteur de 3 mL; 
 01 Pêra de sucção. 
 2.2. REAGENTES 
 Solução de Permanganato de Potássio (KMnO4) de 0,005 mol·L-1; 
6 
 
 Solução de Dicromato de Potássio (K2Cr2O7) de 0,02 mol·L-1; 
 Água destilada. 
 2.3. EQUIPAMENTOS 
 Espectrofotômetro Digital com faixa visível de 190 a 1100 nm – UV-VIS automático da 
marca Even. 
2.4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Para a realização desse experimento foram necessárias duas soluções estoques ambas em balões 
volumétricos de 100 mL, sendo Dicromato de Potássio e Permanganato de Potássio com 
concentrações de 0,02 M e 0,005 M, respectivamente,das quais foram diluídas para balões 
volumétricos de 25 mL. Nesse processo foi necessária uma pipeta graduada de 10 mL para pipetar 2 
mL, 4 mL e 6 mL de cada uma dessas soluções estoques. Já no equipamento de espectrofotometria 
foi realizado a calibração, denominada branco, feita apenas com água destilada em uma cubeta 
devidamente limpa. Logo após essa calibração preencheu-se cada uma das 33cubetas com as soluções 
diluídas, de modo que, foi organizada as amostras pela ordem como foram pipetadas das soluções 
estoques, primeiramente 2 mL, depois 4 mL e por fim 6 mL – para cada substância primeiro a de 
KMnO4 e em seguida a de K2Cr2O7. Configurou-se o equipamento para mostrar a Absorbância (Abs) 
mediante cada comprimento de onda (λ) estimado, sendo 350 nm, 450 nm e 600 nm, respectivamente. 
A partir das anotações de absorbâncias pretende-se obter a Transmitância (T) de cada solução 
de concentração a ser calculada devido sua diluição. Para os cálculos usou-se: Equação 1 para 
concentrações (C2) e Equação 2 para T, ambas demonstradas na Figura 1. 
7 
 
Figura 1 – Fluxograma da Metodologia adotada no experimento de Espectrofotometria. 
 
 (KMnO4) [0,005 M] 
 
 
 
Espectrofotometria 
Dicromato de 
Potássio 
Permanganato 
de Potássio 
Preparo das Amostras 
Diluição das soluções 
estoques 
K2Cr2O7 
[0,02 M] 
 KMnO4 
[0,005 M] 
C1 · V1 = C2 · V2 (1) Volumes pipetados das 
soluções estoques: 
2 mL, 4 mL e 6mL 
 
Volume requerido para as 
soluções preparadas: 
25 mL 
Soluções com novas 
concentrações 
Espectrofotômetro 
Preparo do branco – água destilada 
(Calibração do equipamento) 
Análise das amostras nos comprimentos de onda (λ): 
350 nm, 450 nm e 500 nm. 
Anotações das Absorbâncias (Abs) 
obtidas no painel do equipamento 
Utilização dos dados de Abs para o 
cálculo da Transmitância (T). 
Repetição do procedimento para as duas substâncias estudadas 
Repetição do procedimento para cada nova concentração de 
amostra diluída 
T = 1 / 10^(Abs) (2) 
Fonte: Elaborado pelos autores, 2022. 
8 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Para o experimento, após a diluição das amostras de permanganato de potássio (KMnO4) e 
dicromato de potássio (K2Cr2O7) determinou-se os valores de Transmitância (T) e Absorbância (Abs) 
para as amostras nos comprimentos de onda de 350, 450 e 500 nm, respectivamente. 
3.1. Dados para o permanganato de potássio KMnO4 
Tem-se então, na Tabela 1, os valores de Transmitância (T) e Absorbância (ABS) do composto 
permanganato de potássio, determinados através da Equação 2, bem como as novas concentrações 
das soluções, calculadas através da Equação 1, ambas descritas na metodologia. 
Tabela 1- Valores de Transmitância e Absorbância do Permanganato de Potássio (KMnO4) 
Volume 
(mL) 
Concentração 
(mol/L) 
Comprimento de onda 𝜆 
(nm) 
Transmitância 
(T) 
Absorbância 
(Abs) 
 
2 
 
0,0004 
350 0,587 0,231 
450 0,867 0,062 
500 0,380 0,420 
 
4 
 
0,0008 
350 0,398 0,400 
450 0,755 0,122 
500 0,140 0,853 
 
6 
 
0,0012 
350 0,319 0,496 
450 0,673 0,172 
500 0,054 1,264 
Fonte: Elaborado pelos autores, 2022. 
 A partir dos dados obtidos da Tabela 1 foi possível realizar a plotagem dos gráficos para a 
interpretação dos dados. A Figura 1 descreve o comportamento das concentrações das soluções de 
KMnO4 de diferentes volumes em detrimento dos diferentes comprimentos de onda. 
Figura 1 – Gráfico de Absorbância versus Concentração de Permanganato de Potássio (KMnO4) 
 
Fonte: Elaborado pelos autores, 2022. 
y = 331,25x + 0,1107
R² = 0,9753
y = 137,5x + 0,0087
R² = 0,9973
y = 1055x + 0,0017
R² = 0,9998
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014
A
b
so
rb
â
n
ci
a
 (
A
b
s)
Concentração (mol/L)
350 nm
450 nm
500 nm
9 
 
 Pode-se notar maior relevância ou faixa de atuação nas concentrações da solução quando o 
comprimento de onda é de 500 nm, cujo intervalo varia de 0,4⋅10-3 a 1,2⋅10-3 mol/L. Em contrapartida, 
para o experimento utilizando o comprimento de onda de 350 nm, sua reta apresenta resultados pouco 
abrangentes, quando comparados ao anterior. 
 Tal comportamento se dá pelo princípio das cores do espectro eletromagnético da luz, partindo 
da premissa de que para cada substância ou composto certa parte do espectro de cores é absorvida, 
enquanto outra parte é atravessada ou transmitida. Soluções de permanganato de potássio (KMnO4) 
apresentam uma coloração violeta/púrpura aparente, uma característica marcante da solução 
(VOGEL, 1981). Logo, para a coloração característica sua faixa ideal de leitura se encontra entre 500 
e 560 nm, como foi o caso do experimento para a absorbância obtida. 
Outra forma de comprovarmos a relação entre o comprimento de onda/coloração com o que é 
absorvido é através dos dados de Transmitância, inversamente proporcional a absorbância. Vejamos 
então na Figura 2, o gráfico de Transmitância em detrimento das concentrações. 
Figura 2 – Gráfico de Transmitância versus Concentração de Permanganato de Potássio (KMnO4) 
 
Fonte: Elaborado pelos autores, 2022. 
 É perceptível a relação entre as duas propriedades em que para cada elemento estudado, tudo 
o que não é absorvido, acaba sendo transmitido ou refletido de alguma forma e, para o caso estudado, 
as retas de Transmitância apresentam comportamento inverso à Absorbância. 
3.1. Dados para o Dicromato de Potássio K2Cr2O7 
Obtendo-se na Tabela 2 os valores de Transmitância e Absorbância para o dicromato de 
potássio, temos: 
 
y = -335,42x + 0,7033
R² = 0,9466
y = -242,48x + 0,959
R² = 0,9922
y = -407,17x + 0,5174
R² = 0,9306
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
0 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014
T
ra
n
sm
it
â
n
ci
a
 (
T
)
Concentração (mol/L)
350 nm
450 nm
500 nm
10 
 
Tabela 2- Valores de Transmitância e Absorbância do Dicromato de Potássio (K2Cr2O7) 
Volume 
(mL) 
Concentração 
(mol/L) 
Comprimento de onda 𝜆 
(nm) 
Transmitância 
(T) 
Absorbância 
(Abs) 
 
2 
 
0,0016 
350 0,261 0,583 
450 0,228 0,642 
500 0,721 0,142 
 
4 
 
0,0032 
350 0,261 0,583 
450 0,060 1,225 
500 0,512 0,291 
 
6 
 
0,0048 
350 0,261 0,583 
450 0,027 1,576 
500 0,366 0,436 
Fonte: Elaborado pelos autores, 2022. 
 A partir dos dados da Tabela 2 foi possível gerar os gráficos das Figuras 3 e 4, 
respectivamente. 
Figura 3 – Gráfico de Absorbância versus Concentração de Dicromato de Potássio (K2Cr2O7) 
 
Fonte: Elaborado pelos autores, 2022. 
 Para o caso das soluções diluídas de dicromato de potássio, pode-se notar que o comprimento 
de onda ideal para o composto se encontra na faixa de 450 nm, visto o perceptível crescimento de 
reta para o intervalo. O dicromato de potássio apresenta cor aparente alaranjada, o que indica que sua 
faixa de absorbância condiz com o comprimento de onda do espectro eletromagnético da luz. 
Assim como para o permanganato, o mesmo princípio se aplica neste caso, o que pode explicar 
a não variação ou a constância da reta de comprimento de onda 350 nm, já que, ela não reage ou não 
é um bom atuante para o estudo ou determinações de soluções como a estudada, fato corroborado 
pela não obtenção do R² da reta de onda de 350 nm, que neste caso é constante. 
Obedecendo à mesma relação inversamente proporcional entre a absorbância e transmitância, 
temos o gráfico abaixo, Figura 4. 
 
y = 291,88x + 0,2137
R² = 0,9798
y = 91,875x - 0,0043
R² = 0,9999
0
0,5
1
1,5
2
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006
A
b
so
rb
â
n
ci
a
 (
A
b
s)
Concentração (mol/L)
350 nm
450 nm
500 nm
11 
 
Figura 4 – Gráfico de Transmitância versus Concentração de dicromato de potássio (K2Cr2O7) 
 
Fonte: Elaborado pelos autores, 2022. 
 Logo, para o dicromato de potássio, o comprimento de onda ideal absorvido pelo composto 
refere-se a 450 nm, de coloração amarela, o que explica a aparência geral da solução, já que a mesma, 
ao receberenergia em forma de luz (fóton), absorve tal coloração para si. 
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
A partir dos resultados obtidos pode se concluir que, para a solução de permanganato de 
potássio a incidência do feixe de luz sob as amostras em diferentes concentrações expressou maior 
atuação da absorbância para o comprimento de onda igual 500 nm, obtendo a coloração púrpura. E 
devido a transmitância ser inversamente proporcional, logo esse comprimento é o que menos absorve 
fótons, uma vez que maior parte da luz fornecida passa através da solução. Por outro lado, a melhor 
faixa de comprimento de onda é 450 nm. 
Para o dicromato de potássio, o maior valor obtido para a absorbância está na faixa de 450 nm, 
que expõe a relação intrínseca entre absorbância e a concentração da espécie na amostra. Uma vez 
que, em comparação com o permanganato que é menos concentrado à uma faixa de comprimento de 
onda 50 vezes maior, absorve uma quantidade inferior de fótons. Neste caso, para a faixa de 
comprimento analisada a coloração obtida permeia entre o amarelo-alaranjado. 
Com relação à modelagem dos dados experimentais levantados, para cada um dos 
comprimentos de onda analisados nota-se que o valor que representa a variabilidade dos dados de 
resposta ao redor de sua média é quase totalmente explicável pelo modelo. Inclusive, o modelo de 
regressão para a onda de 350 nm chegou a explicar 100% da variação, devido à ausência de variação, 
apresentando comportamento totalmente constante e, consequentemente, linear tanto para a 
absorbância quanto a transmitância. 
y = -62,965x + 0,3062
R² = 0,8691
y = -110,83x + 0,8877
R² = 0,9892
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
0,800
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006
T
ra
n
sm
it
â
n
ci
a
 (
T
)
Concentração (mol/L)
350 nm
450 nm
500 nm
12 
 
Os conhecimentos obtidos nesse experimento para as duas soluções diferentes permitiram 
entendimentos, como o da relação entre a quantidade de luz absorvida ou transmitida pela solução 
em uma dada concentração. Além das observações dos métodos colorimétricos para identificação das 
melhores faixas de comprimento que se adequam a leitura das concentrações de espécies químicas 
presentes na amostragem. 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
COLOMB, M. F. et al. Espectrofotometria de Longo Caminho Óptico em Espectrofotômetro de 
Duplo-Feixe Convencional: uma Alternativa Simples para Investigações de Amostras com 
Densidade Óptica Muito Baixa. Química Nova. Vol. 32, Nº 2. Departamento de Física – 
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. Rio Preto – SP, 2009. Disponível em: < 
http:< http://urlfr.ee/w8byu >. Acesso em: 09 de agosto de 2022. 
GOMES, M. S. et al. Uso De Scanner em Espectrofotometria de Absorção Molecular: Aplicação 
em Experimento Didático Enfocando a Determinação de Ácido Ascórbico. Química Nova. Vol. 
31, Nº 6. Departamento de Química – Universidade Federal de São Carlos. São Carlos– SP, 2008. 
Disponível em: < http://urlfr.ee/7e1ex>. Acesso em: 09 de agosto de 2022. 
HARRIS, D. C. Análise Química Quantitativa. 9 Edição. Rio de Janeiro: LTC, 2017. Disponível 
em: < http://urlfr.ee/hdcgp>. Acesso em: 09 de agosto de 2022. 
KASVI, Soluções em Produtos e Equipamentos Laboratoriais. Espectrofotometria: Análise da 
Concentração de Soluções. São José dos Pinhais – PR, 2018. Disponível em: 
<http://urlfr.ee/ep8gq>. Acesso em: 10 de agosto de 2022. 
VOGEL, A.; Química Analítica Qualitativa, Editora Mestre Jou: São Paulo,1981.