Exercícios Espectrometria QUI 346

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO 
ICEB - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
QUÍMICA ANALÍTICA INSTRUMENTAL - QUI 346 
Professoras: 
Liliane Catone Soares 
Roberta Eliane Santos Froes-Silva 
 
Questão 1. O teor de ferro em uma amostra de hematita foi determinado empregando-se EAM, pela reação com 
tiocianato, conforme os procedimentos descritos a seguir. Uma massa de 0,3085 g de hematita foi dissolvida em 
10,0 mL de solução de ácido clorídrico 1:1. A solução obtida foi transferida para um balão de 500,0 mL e o volume 
completado com água deionizada. As soluções padrão foram preparadas a partir da diluição de uma SEI 100 µg 
mL-1 de ferro conforme a Tabela 1. As soluções 1 a 8 foram preparadas em balões de 100,00 mL. 
 
Tabela 1. Dados experimentais da dosagem de ferro em hematita 
Solução 
Volume (mL) 
Absorbância 
SEI SCN- Amostra 
1 0,00 10,00 0,00 0,000 
2 0,00 0,00 1,00 0,003 
3 0,00 10,00 1,00 0,391 
4 1,00 10,00 0,00 0,176 
5 2,00 10,00 0,00 0,264 
6 3,00 10,00 0,00 0,342 
7 4,00 10,00 0,00 0,420 
8 5,00 10,00 0,00 0,474 
 
a) Calcule o volume de SE necessária para preparar 50,00 mL de uma SEI 100 µg mL-1. 
b) Calcule a concentração de cada solução padrão. 
c) Um dos valores a seguir foi o λmax empregado nessa análise. Identifique-o e Justifique. 
380 nm; 494 nm; 586 nm; 617 nm; 780 nm. 
d) Construa a curva de calibração e determine a equação da reta e o valor de r2. 
e) Determine a pureza da hematita analisada. 
 
Questão 2. Além da análise de metais, a EAM pode ser utilizada para análise de ametais, por exemplo, o fósforo. 
Esse método fundamenta-se na reação de íons fosfato, em meio ácido, com íons molibdato e vanadato com 
consequente formação de um complexo colorido que absorve radiação visível em 420 nm. Algumas bebidas de 
um fornecedor foram analisadas para determinação da concentração de fósforo, empregando-se esse método, 
conforme procedimento descrito a seguir. A curva de calibração foi construída com soluções padrão de 
concentrações de fósforo de 5,0; 10,0; 20,0; 30,0; 40,0 e 50,0 µg mL-1 e as absorbâncias lidas para cada solução 
foram 0,116; 0,135; 0,178; 0,227; 0,266 e 0,310, respectivamente. Para análise da bebida, pipetou-se 1,00 mL da 
mesma, adicionaram-se os reagentes adequados e diluiu-se para 100,0 mL com água deionizada. O branco de 
todas as bebidas diluídas apresentou absorbância nula. A absorbância de cada bebida diluída é especificada na 
Tabela 2. 
a) Qual é a cor aproximada do complexo formado nessa determinação? 
b) Calcule a concentração, em g L-1, de fósforo em cada bebida e compare com o valor de referência. Considere 
aceitável coeficiente de variação de ± 20%. 
 
Tabela 2. Dados experimentais da dosagem de fósforo em bebidas 
Bebida Absorbância Referência (mg/100 mL) 
Cerveja 0,146 125 
Espumante 0,120 50 
Vinho maduro branco 0,180 150 
Vinho maduro tinto 0,255 300 
Vinho verde branco 0,142 100 
Vinho verde tinto 0,154 110 
 
Questão 3. O teor de cobre em uma amostra de aço foi determinado empregando-se EAA, nas condições 
instrumentais adequadas de análise e conforme os procedimentos descritos a seguir. A curva de calibração foi 
construída com soluções padrão de concentrações de 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 e 5,0 µg mL-1 de cobre e as absorbâncias 
lidas para cada solução foram 0,050; 0,094; 0,150; 0,202 e 0,260, respectivamente. Uma massa de 1,0343 g do 
aço foi dissolvida em 10,0 mL de solução de ácido nítrico 1:1. A solução obtida foi transferida para um balão de 
250,0 mL e o volume completado com água deionizada. Pipetou-se uma alíquota de 5,00 mL dessa solução e 
diluiu-se para 25,00 mL. A absorbância lida da solução diluída foi de 0,102. A absorbância lida do branco da 
amostra foi de 0,001. 
a) Calcule a massa de CuSO4.5H2O necessária para preparar um litro de SE de cobre. 
b) Calcule o volume de SE necessária para preparar 100,00 mL de uma SEI 50 µg mL-1. 
c) Calcule o volume de SEI necessária para preparar 50,00 mL de cada solução padrão. 
d) Determine o teor (% m m-1) de cobre na amostra de aço analisada. 
 
Questão 4. O aço IPT 29 (Aço Liga Ni-Cr-Mo)1 apresenta os teores de metais especificados na Tabela 19. 
Considerando a FOT para análise de cada elemento por EAA, pede-se: 
a) Faça uma programação do preparo da amostra (abertura e diluição) para análise sabendo-se que a quantidade 
máxima disponível de amostra é de um grama. 
b) Faça uma programação do preparo de cinco padrões para construção de cada curva de calibração sabendo-
se que devem ser preparados 25,00 mL de cada padrão. 
Tabela 19. Caracterização do aço IPT 29 
Elemento Teor aproximado (%) FOT (µg mL-1)* 
Cr 0,90 15,0 
Cu 0,01 5,00 
Mn 0,60 4,00 
Mo 0,30 20,0 
Ni 0,80 8,00 
V 0,08 100 
*A FOT depende do comprimento de onda empregado. 
 
Questão 5. Dada a alta toxicidade do cromo hexavalente, é essencial realizar a dosagem de cromo em efluentes 
provenientes da galvanoplastia. Segundo o CONAMA2, a concentração máxima permitida de cromo em efluentes 
é 0,5 µg mL-1. A concentração de cromo de um efluente tratado foi determinada por EAA, nas condições 
instrumentais adequadas de análise e conforme os procedimentos descritos a seguir. Pipetou-se uma alíquota de 
10,00 mL do efluente para cada um de cinco balões volumétricos de 50,00 mL. Em cada um desses balões, 
adicionou-se o volume de uma solução padrão de cromo de 50 µg mL-1 especificado na Tabela 3, e completou-se 
o volume. Calcule a concentração (µg mL-1) de cromo no efluente e avalie se o efluente está adequado para 
descarte. 
Tabela 3. Dados experimentais da dosagem de cromo em efluente proveniente de galvanoplastia 
Volume (mL) 
Absorbância 
Efluente Padrão 
10,00 0,00 0,201 
10,00 1,00 0,292 
10,00 2,00 0,378 
10,00 3,00 0,467 
10,00 4,00 0,554 
 
Questão 6. O mercúrio é um metal pesado de alta toxicidade, com grande capacidade de bioacumulação e 
considerado um “poluente global”. Assim, é óbvia a importância da determinação analítica desse elemento nos 
 
1http://www.ipt.br. 
2Resolução CONAMA nº 357 de 17 de março de 2005. 
diferentes sistemas ambientais e biológicos. A absorção atômica é empregada na determinação de mercúrio, no 
entanto, o método convencional por chama é pouco sensível e está sujeito a interferências espectrais. Explique 
como é realizada a análise de mercúrio por EAA. 
 
Questão 7. Para a construção de uma curva de referência de um certo método analítico colorimétrico, foram 
obtidos os valores discriminados na Tabela 3. 
Tabela 3. Valores de potência inicial (P0) e 
potência transmitida (P) para certa substância 
em diferentes concentrações 
Concentração (mg L-1) P0 P 
0,00 98,0 98,0 
1,00 97,0 77,2 
2,00 100 63,5 
3,00 99,5 50,0 
4,00 100 41,3 
5,00 100 33,5 
6,00 100 27,9 
7,00 99,0 23,4 
8,00 98,2 20,3 
9,00 100 18,1 
10,00 100 16,4 
 
a) Calcule a absorbância e a transmitância 
de cada solução. 
b) Faça um gráfico de absorbância em 
função da concentração e outro de 
transmitância em função da 
concentração. Faça uma comparação 
crítica do perfil de cada curva. 
c) A curva de absorbância indica algum 
desvio da Lei de Beer? Se sim, positivo 
ou negativo? 
 
As questões 8 e 9 referem-se a determinações por EAA. Pede-se: 
a) Identifique os balões correspondentes ao método de rotina e os correspondentes ao método das adições. 
b) Construa as duas curvas de calibração no mesmo gráfico e avalie se há efeito de matriz. 
c) Determine o teor (%m/m) do analito na amostra. 
 
Questão 8. Análise de antimônio em organometálico: a SEI foi preparada pipetando-se 5,00 mL de uma SE 1000 
mg L-1 e diluindo-a em balão de 50,00 mL. A amostra foi preparada dissolvendo-se 0,0158g da amostra em água 
e diluindo-a para 50,00 mL. Todas as demais soluções foram preparadas em balões de 10,00 mL. O procedimento 
realizado é sumarizado na tabela 4. 
 
 
Tabela 4. Dados da análise de Sb pelo método de rotina e pelo método das adições 
Balão 
Volume adicionado (mL) 
Absorbância 
Amostra SEI 
1 0,00 0,00 0,000 
2 0,00 1,00 0,053 
3 0,00 2,00 0,112 
4 0,00 4,00 0,223 
5 2,00 0,00 0,117 
6 2,00 1,00 0,173 
7 2,00 2,00 0,228 
8 2,00 4,00 0,340 
 
Questão 9. Análise de cromo em aço: a SEI foi preparada pipetando-se 1,00 mL de uma SE 1000 mg L-1 e diluindo-
a em balão de 100,00 mL. A amostra foi preparada dissolvendo-se 0,1293 g de da amostra em água e diluindo-se 
para 25,00 mL. Todas as demais soluções foram preparadas em balões de 10,00 mL. O procedimento realizado é 
sumarizado na tabela 5. 
 
Tabela 5. Dados da análise de Cr pelo método de rotina e pelo método das adições 
Balão 
Volume adicionado (mL) 
Absorbância 
Amostra SEI 
1 0,00 0,00 0,000 
2 0,00 1,00 0,056 
3 0,00 2,00 0,111 
4 0,00 4,00 0,224 
5 2,00 0,00 0,042 
6 2,00 0,50 0,064 
7 2,00 1,00 0,083 
8 2,00 2,00 0,111