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RELATÓRIO : AULA PRÁTICA
RELATÓRIO: Espectofotometria do Permanganato de
Potassio
PROFESSOR: MELCHIOR ANTONIO MOMESSO
FARMÁCIA 4 SEMESTRE
NOMES: RA:
ANA PAULA MARQUES ROSSI 31010007404
BRENDA GABRIELI ALCÂNTARA JANUÁRIO 31010007651
KAROLINE INÁCIO TEIXEIRA 31010007654
ITAPIRA, 2023
SUMÁRIO:
INTRODUÇÃO ..................................................... 1.0
OBJETIVO............................................................ 2.0
METODOLOGIA................................................... 3.0
PROCEDIMENTO................................................ 4.0
RESULTADOS.................................................... 5.0
REFERÊNCIAS................................................... 6.0
1.0 INTRODUÇÃO
Espectrofotometria é muito utilizada para análises biológicas e físico-químicas,
sendo amplamente empregada em laboratórios de controle de qualidade, de
análises clínicas e criminalísticas. Essas análises são efetuadas por
equipamentos denominados espectrofotômetros.
Esse método baseia-se no princípio básico de que cada composto absorve,
transmite ou reflete luz (radiação eletromagnética) em uma determinada
amplitude de comprimento de onda. A partir disto, pode-se também determinar
não apenas ao composto, mas também a sua concentração.
Por meio da espectrofotometria é realizada a medição da intensidade da luz em
comprimentos de onda, sendo que os compostos químicos podem ser
identificados por seus espectros característicos em diferentes regiões do
espectro eletromagnético (ultravioleta, visível e infravermelho).
De acordo Pilling 2010, nos equipamentos de espectroscopia basicamente são
comuns os seguintes componentes: Fontes de radiação (ex. lâmpada UV,
Fonte de IR, luz Síncrotron), Colimadores, Recipientes para amostras,
Monocromadores (prismas ou redes de difração), Detectores/Transdutores (ex:
fotodiodo, fotomultiplicador, CCD), Processador, Saída (ex: monitor de
computador).
A palavra espectro de origem grega foi empregada para nomear raios
luminosos em virtude de na antiguidade as pessoas sepultarem seus mortos
em covas rasas, e o simples fato de alguém desavisado pisar em cima, de
uma dessas sepulturas fazia com que o gás metano fosse expelido, visto que
corpos em decomposição liberam diversos gases, entre eles o metano, que
apresenta uma propriedade de auto inflamar-se apresentando um aspecto
luminoso intenso. Quando alguém era surpreendido por uma bola gasosa
dessa ficava assustado e dizia estar sendo assustado por um fantasma que
em grego é espectro.
Fundamentos da espectrofotometria
A luz de uma maneira geral é mais bem descrita como sendo uma
radiação eletromagnética em virtude de sua natureza dualística. Ou seja, ela
existe e tem um comportamento de campos elétricos e magnéticos oscilantes
como a figura abaixo representa:
Onde:
O comprimento de onda (λ) é distância em metros, de um pico ao
outro da onda;
A frequência (v) é o grau de oscilação das ondas, em função da
velocidade da luz no vácuo que é representada pela constante c (c=2,
998x108m. s-1). De modo que:
λ . v = c
Espectro eletromagnético representando os comprimentos de onda
correspondente a cada radiação
A técnica espectroscópica é baseada na no aumento de energia em função do
aumento da frequência da radiação incidida. Quando uma espécie química
absorve energia na forma de fótons, seus elétrons ficam excitados e ocorre
uma transição de um orbital de mais baixa energia para outro de maior
energia. Um exemplo disso são compostos químicos que apresentam duplas
ligações C=C no benzeno e C=O, a carboxila, por exemplo: Benzeno
Leis de Lambert-Beer
A “força vital” da espectrofotometria está fundamentada na lei de
Lambert-Beer, que estabelece:
“A absorbância é diretamente proporcional a concentração da solução
de amostra.”
Ou:
Log(I/I0)=εcl
A= εcl
Onde :
A é a absorbância,
ε é o coeficinte de extinção molar e
l é o comprimento da cubeta.
Os componentes principais de um espectrofotômetro são apresentados e suas
respectivas funções:
Fonte de Luz: é composta por uma lâmpada de deutério e uma lâmpada de
tungstênio (semelhante à lâmpada de carro). A lâmpada de deutério emite
radiação UV e a de tungstênio emite luz visível.
Monocromador: alguns espectrofotômetros ainda possuem um prisma como
monocromador, porém os mais modernos possuem dispositivos eletrônicos que
transformam a luz incidida em vários comprimentos de onda, em um só
comprimento, ou seja, a luz monocromática.
Cubetas utilizadas em espectrofotometria. Geralmente usa-se cubeta de 1 cm,
a fim de facilitar os cálculos da Lei de Lambert-Beer.
Cubeta: é o recipiente propício para conter a amostra que será utilizada na
análise, as cubetas podem ser de quartzo, vidro e acrílico, porém
recomenda-se que seja usada uma cubeta de quartzo por que o vidro e o
plástico absorvem UV e causa a reflexão da luz visível.
Cubetas utilizadas em espectrofotometria.
Geralmente usa-se cubeta de 1 cm, a fim de facilitar os cálculos da Lei de
Lambert-Beer.
Detector: o detector é um dispositivo que detecta a fração de luz que passou
pela amostra e transfere para o visor e para o computador acoplado ao
aparelho.
2.0 OBJETIVO
Esta aula prática tem como objetivo geral, desenvolver habilidades e
competências referentes à espectrofotometria. Como objetivos específicos se
destacam os seguintes pontos: Determinar a absortividade molar para o
permanganato de potássio (KMnO4) e em seguida determinar a concentração
de uma solução de concentração desconhecida;
3.0 METODOLOGIA
● MATERIAIS
● 1 becker de 40 mL
● 1 Espátula
● 1 balão volumétrico de 1000 mL 4 balões volumétricos de 50 mL 1
Pipeta graduada de 20 mL
● 1 Espectrofotômetro
● 1
● REAGENTES
● KMnO4
● Água destilada
4.0 PROCEDIMENTO
a) Preparar 1 L de uma solução estoque de permanganato de potássio
(KMnO4 – massa molar = 158,034 g/mol) na concentração de 1,58 mg/L.
(Obs.: para poupar tempo esta etapa já foi executada previamente e a
solução de permanganato de potássio 1,58 mg/L já se encontra sobre a
bancada central)
Solução KmnO4 – massa molar=158,034 g/mol
1,58mg/l = 1,58x10-3 0,00158g
1000
b) A partir da solução 1,58 mg/L obtida na etapa anterior, prepare 04
(quatro) soluções padrões de permanganato de potássio por diluição. Estas
soluções devem possuir as seguintes concentrações: 0,316 mg/L, 0,632
mg/L, 0,948 mg/L e 1,265 mg/L de permanganato de potássio.
Para efetuar as diluições você deverá calcular o volume de solução a 1,58
mg/L que será pipetado e transferido para um balão volumétrico de volume
conhecido, de forma à obter-se a concentração desejada.
Fórmula Diluiçao C1. V1 = C2. V2
1ª Solução
1,58x10-3. V1 = 0,316x10-3. 50mL
V1= 0,316x10-3. 50mL V1= 10mL
1,58x10-3
2ª Solução
1,58x10-3. V1 = 0,632x10-3. 50mL
V1= 0,632x10-3. 50mL V1= 20mL
1,58x-3
3ª Solução
1,58x10-3. V1 = 0,948x10-3. 50mL
V1= 0,948x10-3. 50mL V1= 30mL
1,58x10-3
4ª Solução
1,58x10-3. V1 = 1,265x10-3. 50mL
V1= 1,265x10-3. 50mL V1= 40mL
1,58x10-3
Ex:
- Volume do balão volumétrico = 50 ml (V2)
- Concentração final desejada = 0,316 mg/L (C2)
- Concentração da solução a diluir = 1,58 mg/L (C1)
- Volume da solução a diluir que deve ser pipetado = ? (V1)
Cálculo: C1V1 = C2V2
1,58mg/L.V1 =0,316mg/L.50ml => V1 =10xcml
Complete o quadro abaixo com os volumes que devem ser pipetados
para preparar cada solução padrão.
Tendo calculado os volumes de solução (V1) que devem ser usados para cada
diluição, pipete o volume calculado e transfira-o para o balão volumétrico (de
volume idêntico ao usado nos cálculos), complete o volume (até o menisco)
usando água como solvente (isto para cada solução). Guarde cada solução
preparada em um frasco e rotule, indicando a concentração de permanganato
de potássio (obs.: entre a preparação de uma solução e outra, lave o balão
volumétrico usado água).
c) Leve as quatro soluções padrões preparadas ao espectrofotômetro e leia a
absorbância de cada uma delas usando um comprimento de onda o mais
próximo possível de 525 nm. Use água como branco.
d) Preenchao quadro abaixo com as absorbâncias relativas a cada
concentração de permanganato de potássio. Calcule também a concentração
molar de cada solução.
e) Usando uma planilha eletrônica de cálculo (o Microsoft EXCEL, por exemplo)
trace um gráfico de pontos, colocando os valores de absorbância nas
ordenadas e as concentrações molares nas abscissas. Ajuste a equação de
uma reta passando pelos pontos e pela origem (Y = a.X) aos dados
experimentais. Anote a equação da reta.
A tangente da reta fornece a absortividade molar do permanganato de
potássio, sabendo-se que o caminho óptico da cubeta é de 1 cm. Compare a
equação da reta com a lei de Beer-Lambert.
A = ε . C. l
Y = a . X
A = ε . C. l 1cm cubeta Concentração amostra
Absorvância(quantidade de luz abasorvida)
1ª Solução
0,029 = ε . 2x10-6. 1
ε= 0,029
2x10-6
ε=14,500
2ª Solução
0,055 = ε . 4x10-6. 1
ε= 0,055
4x10-6
ε=13,750
3ª Solução
0,088 = ε . 6x10-6. 1
ε= 0,088
6x10-6
ε=14,666
4ª Solução
0,117 = ε . 8,00x10-6. 1
ε= 0,117
8x10-6
ε=14,625
f) Anote o valor de ε, ele será necessário para determinar a concentração de
uma determinada solução de permanganato de potássio.
ε = M-1cm-1
g) Leve a solução de permanganato de potássio de concentração
desconhecida e leia a absorbância à um comprimento de onda próximo à 525
nm. Anote a absorbância obtida.
Absorvância medida 0,187 – 0,042 Ponto branco
Absorvância= 0,145
h) Calcule a concentração molar da solução usando a lei de Beer-Lambert (A =
.C.l) – use l = 1 cm.
M=m
P.M x V
M=1,58x10-3
158. 1
M= 1x10-5
0,187 = ε . 1x10-5. 1
ε= 0,187
1x10-5
ε=18,700
Fontes: Aula prática laboratório
5.0 RESULTADOS E DISCUSSÃO
a) Pesquisa - Faça uma pesquisa sobre espectrofotometria e:
a.1) Cite e explique quais são as limitações da técnica.
A espectrofotometria é uma técnica analítica utilizada para medir a
absorção ou a intensidade de luz por uma substância em função do
comprimento de onda. Ela é amplamente empregada em diversas áreas,
como química, bioquímica, biologia, farmácia e indústria, para
determinar a concentração de substâncias em solução, identificar
compostos químicos e estudar reações químicas e biológicas.
Limitações da Espectrofotometria:
.
Interferência de fundo: Mesmo em branco, o solvente e os recipientes de
vidro ou plástico podem absorver ou dispersar luz em diferentes graus. Isso
pode criar um fundo indesejado que interfere nas medições.
Variações na geometria do feixe de luz: A geometria do feixe de luz e a
espessura da célula de amostra podem afetar as medições
espectrofotométricas. Pequenas variações na posição do feixe ou na
espessura da amostra podem resultar em variações nos resultados.
Fluorescência e luminescência: Alguns compostos têm a capacidade de
fluorescer ou emitir luminescência quando expostos à radiação
eletromagnética. Isso pode resultar em leituras incorretas, já que parte da
energia é convertida em fluorescência, diminuindo a intensidade da luz
absorvida.
Efeito de temperatura: Mudanças na temperatura podem afetar a absorção
das substâncias. Variações na temperatura ambiente ou na temperatura da
amostra podem influenciar nas medições.
Limpeza da cubeta: Contaminações ou resíduos nas células de amostra
(cubetas) podem afetar a absorção da luz e levar a resultados imprecisos.
Compostos coloridos: Em amostras contendo compostos coloridos, a
absorção de luz pela cor de fundo pode mascarar ou interferir nas medições
espectrofotométricas.
Banda larga vs. Banda estreita: A escolha entre espectrofotometria de banda
larga ou banda estreita pode afetar a sensibilidade e a resolução da técnica,
influenciando na precisão das medições.
É importante considerar essas limitações ao realizar análises
espectrofotométricas e, quando necessário, implementar técnicas adicionais
para mitigar seus efeitos e garantir resultados confiáveis.
a.2) Quais são os tipos de desvios que podem ocorrer na lei de
Lambert-Beer? Explicar cada um deles.
A Lei de Lambert-Beer, também conhecida como Lei de Beer-Lambert, é uma
relação fundamental na espectrofotometria que descreve a absorção de luz por
uma solução em função da concentração da substância absorvente, o
comprimento do caminho óptico e a constante de absorção molar. No entanto,
existem vários fatores que podem levar a desvios ou violações dessa lei,
comprometendo a precisão das medições. Aqui estão alguns tipos de desvios
que podem ocorrer:
Desvio devido à não idealidade do solvente:
A Lei de Lambert-Beer pressupõe que o solvente não interage com a
substância absorvente e que a concentração da amostra em solução é a
mesma que a concentração real da substância. Em algumas situações,
especialmente quando há interações soluto-solvente, a concentração efetiva da
substância absorvente pode diferir da concentração calculada. Isso é mais
comum em solventes polares ou quando ocorrem reações químicas entre o
soluto e o solvente.
Desvio devido à banda larga de absorção:
A Lei de Lambert-Beer assume que a absorção ocorre em uma única banda
estreita de comprimentos de onda. No entanto, muitos compostos absorvem luz
em uma faixa mais ampla de comprimentos de onda devido a múltiplas
transições eletrônicas ou estados vibracionais. Esse comportamento de banda
larga pode levar a uma absorção aparente maior do que a prevista pela lei.
Desvio devido à associação ou dissociação de moléculas:
Moléculas absorventes podem formar associações ou dissociações em
solução, alterando a concentração efetiva das espécies absorventes. Isso pode
ocorrer em equilíbrios de complexação, agregação ou dissociação, resultando
em absorções não lineares em relação à concentração.
Desvio devido à auto-absorção:
Em concentrações muito altas, a própria substância absorvente pode absorver
parte da luz que atravessa a amostra, causando um aumento na absorção
medida. Isso ocorre porque a absorção da substância em solução afeta a
intensidade da luz que atinge a camada mais interna da amostra.
Desvio devido a fluorescência ou luminescência:
Algumas substâncias são capazes de absorver luz e, em seguida, emitir luz em
comprimentos de onda diferentes (fluorescência ou luminescência). Isso pode
resultar em medições incorretas, uma vez que parte da energia absorvida é
reemitida como luz.
Desvio devido à dispersão de luz:
Em soluções coloidais ou suspensões, a dispersão da luz pode ocorrer devido
às partículas presentes. Isso pode causar espalhamento da luz e afetar a
medição da absorção, especialmente em comprimentos de onda mais curtos.
Desvio devido a variações na temperatura:
Variações na temperatura podem influenciar as características da solução,
incluindo as constantes de absorção molar. Isso pode levar a desvios da Lei de
Lambert-Beer se as propriedades da solução mudarem significativamente com
a temperatura.
Desvio devido a variações no caminho óptico:
Qualquer variação na espessura ou na geometria do caminho óptico da luz
através da amostra pode afetar a absorção medida. Isso pode ocorrer, por
exemplo, devido a imperfeições na cubeta de amostra.
É importante reconhecer esses desvios potenciais da Lei de Lambert-Beer ao
realizar análises espectrofotométricas e, quando necessário, aplicar correções
ou adotar técnicas mais avançadas para obter resultados mais precisos.
b) A absortividade molar de uma certa substância é 14.000 M-1cm-1 no
comprimento de onda do seu máximo de absorção. Calcular a
molaridade dessa substância que pode ser medida no espectrofotômetro
com célula de 1 cm, para uma absorbância de 0,850.
Nesse caso, você quer calcular a concentração molar (c), dado que ε =
14000 M^(-1) cm^(-1), l = 1 cm e A = 0.850.
C=0.850
14000 M−1 cm−1⋅1 
C≈6.07×10−5
Portanto, a concentração molar da substância que pode ser medida no
espectrofotômetro com uma célula de 1 cm para uma absorbância de 0.850
é aproximadamente 6.07×10−56.07×10−5 M.
Solução Concentração
(mg/L)
Concentração
(Mol/L)
Absorbância
Medida
Absorbânicia
ponto branco
Absorbância
1 0,316 mg/L 2x10-5 0,044 0,043 0,001
2 0,632 mg/L 4x10-6 0,064
0,043
0,021
3 0,948 mg/L6x10-6 0,073 0,043 0,031
4 1,265 mg/L 8x10-6 0,082 0,043 0,039
Solução C1 V1 C2 V2
1 1,58 mg/L 10ml 0,316mg/L 50ml
2 1,58 mg/L 20ml 0,632mg/L 50ml
3 1,58 mg/L 30ml 0,948 mg/L 50ml
4 1,58 mg/L 40ml 1,265 mg/L 50ml
Concentração
molar Absorbância
2x10-6 0,029
4x10-6 0,055
6x10-6 0,088
8,00x10-6 0,117
6.0 REFERÊNCIAS:
https://www.scielo.br/j/qn/a/GQvNSbZNrtfg8xBSBTd6RKp/
https://www.scielo.br/j/qn/a/wwp65HYGJMp8T6SWg7DnBxM/
https://www.scielo.br/j/qn/a/gmzBSmfZGKTcfgnYwTRKJtG/?lang=pt&form
at=pdf
https://SKOOG, D.H. et al. Fundamentos de Química Analítica. 8. ed.
São Paulo: Thomson, 2006. 999 p. 
https://www.scielo.br/j/qn/a/GQvNSbZNrtfg8xBSBTd6RKp/
https://www.scielo.br/j/qn/a/wwp65HYGJMp8T6SWg7DnBxM/
https://www.scielo.br/j/qn/a/gmzBSmfZGKTcfgnYwTRKJtG/?lang=pt&format=pdf
https://www.scielo.br/j/qn/a/gmzBSmfZGKTcfgnYwTRKJtG/?lang=pt&format=pdf