Exercícios em sala resolvidos (P1)

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1)uma aliquota de 25mL de solucao aquosa de quinino foi diluida a 50mL. a solucao apresentou absorbancia igual a 0,832 quando medida a 348nm (b=2cm). Uma segunda aliquota de 25mL foi misturada a 10mL de solucao contendo 23,4ppm de quinina. Após diluicao a 50mL, esta solucao apresentou abs igual a 1,220. calcular a concentracao de quinino na amostra original.
solucao 1: A1 = epsilon.b.(Cx.25/50) = 0,832
solucao 2: A2 = epsilon.b.(Cx.25/50) + epsilon.b (23,4x10/50) = 1,220
subst 1 em 2
1,220 - 0,832 = epsilon.b.(234/50)
epsilon = 4,145x10^-2
retornando a eq da solucao 1 e subst epsilon:
0,832 = 4,145x10^-2.2.Cx.25/50
Cx = 20,07ppm
2)na determinação simultanea de Co e Ni baseada na formacao dos respectivos complexos com 8-hidroxiquinolina os compr de onda selecionados para analise foram 365 e 700nm. Dadas as absortividades molares (365Co = 1500; 365Ni = 10; 700Co = 420; 700Ni = 1200), calcular as concentracoes de Co e Ni nas solucoes A e B, dadas suas absorbancias (365A = 0,6; 365B = 0,902; 700A = 0,4; 700B = 0,5)
solucao A:
A1 = epsilon1Co.CCo + epsilon1Ni.CNi
A2 = epsilon2Co.CCo + epsilon2Ni.CNi
0,6 = 1500CCo + 10CNi
0,4 = 420CCo + 1200CNi
resolvendo o sistema: CCo = 3,987x10^-4 mol/L CNi = 1,95x10^-4
solucao B:
0,902 = 1500CCo + 10CNi
0,5 = 420CCo + 1200CNi
resolvendo o sistema: ccO = 6,0X10^-4 MOL/l CNi = 2,067x10^-4
3)A mistura de ligante B com cation Ni2+ origina a formacao do complexo colorido NiB22+, cujas solucoes obedecem a lei de beer numa ampla faixa de concentracoes. Quando a concentracao analitica do ligante excede a do cation metalico em cinco vezes ou mais, o cation pode ser considerado como estando completamente complexado. Analise os dados abaixo e determine o valor da constante de formacao do complexo (B=1cm) (ex 24 da lista 3)
Ni2+ + 2B <-> NiB22+
Dados:
Abs = 0,765 [Ni2+] = 2,5x10^-4 mol/L [B] = 2,2x10^-1 mol/L
Abs = 0,360 [Ni2+] = 2,5x10^-4 mol/L [B] = 1,0x10^-3 mol/L
Em abs = 0,765:
[B] / [Ni2+] = 0,220 / 2,5x10^-4 > 6
como a razao e maior que 5, ocorre reacao irreversivel e [NiB22+] = [Ni2+], ou seja, todo o Ni2+ esta complexado.
Em abs = 0,360:
[B] / [Ni2+] = 1,0x10^-4 / 2,5x10^-4 = 4
como a razao e menor que 5, preciso achar a [NiB22+], por regra de 3
0,765 - 2,5x10^-4
0,360 - [NiB22+]
[NiB22+] = 1,176x10^-4 mol/L
para achar a constante:
Kf = [NiB22+] / [Ni2+].[B]^2 (atencao pro coef estequiometrico)
[Ni2+] = o que tinha menos o que formou de complexo = 2,5x10^-4 - 1,176x10^-4 = 1,324x10^-4
[B] = o que tinha menos 2x o que formou de complexo = 1,0x10^-3 - 2(1,176x10^-4) = 7,648x10^-4
Kf = 1,519x10^6
4)A cte de equilibrio pra reacao 2CrO42- + 2H+ <-> Cr2O72- + H2O e 4,2x10^14. As absortividades molares das duas especies presentes numa solucao de K2Cr2O7 são dadas:
lambda = 345 epsilonCrO42- = 1840 epsilonCr2O72- = 1070
lambda = 370 epsilonCrO42- = 4810 epsilonCr2O72- = 728
lambda = 400 epsilonCrO42- = 1880 epsilonCr2O72- = 189
Uma solucao de K2Cr2O7 foi preparada pela dissolucao de 4,0x10^4 mols do sal em agua, seguida de diluicao a 1L com solucao tampao de pH igual a 5,6. Calcular o valor da absorbancia da solucao nos comprimentos de onda de 345, 370 e 400nm. b=1cm.
como foi preparada solucao de K2Cr2O7, a reacao sera inversa, e o k tambem. Fazer K' = 1/k = 2,381x10^-15
Fazer balanço molar de equilibrio:
t inicial: [Cr2O72-] = 4,0x10^-4 [CrO42-] = 0 [H+] = 10^-5,6 = 2,512x10^-6 (pH 5,6)
"reação": [Cr2O72-] = -x [CrO42-] = +2x [H+] = 0
equilibrio: [Cr2O72-] = 4,0x10^-4 -x [CrO42-] = 2x [H+] =2,512x10^-6
k' = [CrO42-]^2 . [H+]^2 / [Cr2O72-]
2,381x10^-15 = 4x^2 . 6,31x10^-12 / (4x10^-4 -x)
resolvendo a eq de segundo grau, x = 1,527x10^-4 (outro x é negativo)
subst x no balanço de equilibrio:
[Cr2O72-] = 4x10^-4 - 1,527x10^-4 = 2,473x10^-4 mol/L
[CrO42-] = 2x1,527x10^-4 = 3,054x10^-4 mol/L
calculando as absorbancias:
Para lambda = 370nm:
A = ACrO42- + ACr2O72- = [epsilonCrO42- . b . CCrO42-] + [epsilonCr2O72- . b .CCr2O72-]
A = [1840 . 3,054x10^-4] + [ 1070 . 2,473x10^-4] = 0,8265
para lambda = 370, A= 1,649
para lambda = 400, A = 0,6209
5)qual a energia cinetica maxima de um fotoeletron ejetado da superficie do cesio quando sobre esta incide luz com comprimento de onda de 500nm? considerar que o maior comprimento de onda capaz de arrancar eletrons da superficie do cesio é 660nm. (numero 4 da lista 2)
calcular energias para lambdas de 500 e 660 e fazer diferenca
Ecinetica = Eincidente - Emin
3,96x10^19 - 3x10^-19 = 9,6x10^-20
6)Calcular a perda por reflexao (expressar em % da intensidade do feixe incidente) quando um feixe de radiacao passa atraves de uma placa de quartzo. Admitir que o indice de refracao do quatzo e 1,55.
o feixe faz o caminho: ar -> quartzo -> ar , ou seja, ha duas interfaces (ar-quartzo e quartzo-ar)
indice de refracao do ar = 1
Perda 1: interface ar-quartzo
Ir1 / I0 (o que refratou sobre o incidente) / = (etaquartzo - etaar)^2 / (etaquartzo + etaar)^2 = 0,55^2 / 2,55^2 = 4,65x10^-2
se a razao [Ir1 / I0] = 4,65, considerando I0 (incidente) = 1, Ir1 = 0,465. I1 (radiacao que passa atraves do quartzo) será I0 - Ir1 = 0,9535
Perda 2: interface quartzo-ar
Ir2/ I1 ( o que refratou na segunda interface, pra dentro do quartzo, sobre o incidente na segunda interface, que e o I1) = 0,55^2 / 2,55^2 = 4,65x10^-2
Ir2/ I1 = 0,0465
Ir2/0,9535 = 0,0465
Ir2 = 0,0434 e I2 = 0,09535 - 0,0434 = 0,9101 (o que sai do quartzo e volta pro ar)
Assim, a perda total por reflexao:
I0-I2 / I0 x 100 = 1 - 0,9101 / 1 x 100 = 8,99%
7) o coeficiente de seletividade para o ion Na+ em relacao ao K+ em um eletrodo ion seletivo e igual a 0,052. calcular o erro relativo na determinacao de K+ numa solucao que tem uma concentracao de K+ igual a 3x10^-3 mol/L e de Na+ igual a:
S = SNa + Sk = mNa.CNa + mK.CK = mK (mNa/mK . CNa + Ck)
Ck real = 3x10^-3 mol/L
kNa;K= mNa / mK = 0,052
a) 2x10^-2
[K+] medida = S/mK = Ck + 0,052CNa = 3x10^-3 + 0,052.2x10^-2 = 4,04x10^-3 mol/L
erro relativo = ckmedida - ckreal / ckreal x 100 = 34,7%
b) 2x10^-3
[K+] medida = S/mK = Ck + 0,052CNa = 3x10^-3 + 0,052.2x10^-3 = 3,104x10^-3 mol/L
erro = 3,47%
c) 2x10^-4
[K+] medida = S/mK = Ck + 0,052CNa = 3x10^-3 + 0,052.2x10^-4 = 3,0104x10^-3 mol/L
erro = 0,347%
sala1) Uma rede echellette que contem 1450 ranhuras por mm foi irradiada com um
feixe policromático em um ângulo de incidência de 45 graus em relação à normal à
rede. Calcule os comprimentos de onda da radiação que deverá aparecer em um
ângulo de reflexão de + 20 graus, + 10 graus e – 5 graus. Considerar apenas as reflexões de
ordem 1.
m.lambda = X(sen i + sen teta)
m = ordem interferencia = 1
lambda = ?
X = distancia entre ranhuras. Se tenho 1450 ranhuras/mm -> 1mm/1450 = 6,9x10^-4mm
i = angulo de incidencia = 45
teta = angulo de reflexao
para teta = 20:
lambda = 6,9x10^-4 (sen45 + sen20) = 7,24x10^-4mm . 10^6 = 724nm
para teta = 10, lambda = 607nm
para teta = -5, lambda = 428nm
sala2) Seja um monocromador equipado com uma rede de reflexão com 1250
ranhuras por mm e distancia focal igual a 0,60 m. Pede-se:
(a) Qual a dispersão linear recíproca do monocromador (nm/mm) para m =1 ?
D^-1 = X / mF
D^-1 = dispersao linear reciproca do monocromador (pediu em nm/mm)
X = distancia entre ranhuras ( 1250 / 1mm = 8x10^-4mm = 800nm)
m = 1
F= distancia focal = 0,6m = 600mm
D^-1 = 800/600 = 1,33nm/mm
(b) Sabendo-se que 3 cm da rede são iluminados pela imagem da fenda de
entrada, qual o poder de resolução do monocromador ?
1250 ranhuras / mm e 300mm sao iluminados = 1250.300 = 375000 = R
(c) Qual menor diferença entre comprimentos de onda que podem ser
separados, no caso de um comprimento de onda médio igual a 520 nm ?
R = lambda / deltalambda
375000 = 520 / deltalambda
deltalambda = 1,39x10^-3nm
sala3)Um monocromador reticular tem D-1 igual a 2 nm/mm e é usado para separar
duas linhas do Na situadas em 589 nm e 589,6 nm. Qual a largura de fenda
teoricamente requerida ?
D^-1 = deltalambda
/ deltay
2 = 0,6 / delta y
delta y = largura da fenda = 0,2mm