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Universidade Federal de Santa Maria Centro de Ciências Naturais e Exatas Departamento de Química Disciplina de Análise Instrumental Relatórios de Análise Instrumental Adriana Gehm, Juliana Souza, Luana Floriano e Rayane Goularte Paulo C. do Nascimento e Leandro Carvalho Santa Maria, RS, Maio de 2012. 1) ESCOLHA DO FILTRO E OBTENÇÃO DA CURVA DE CALIBRAÇÃO PARA KMnO4 1.1) INTRODUÇÃO A colorimetria é um método analítico de espectrofotometria baseado nos princípios de absorção de radiação eletromagnética de comprimentos de onda na faixa do visível (400-800nm) pelas moléculas da amostra. O instrumento utilizado nessa detecção é conhecido como fotocolorímetro ou fotômetro de filtro. Este aparelho é operado por filtros os quais transmitem faixas espectrais relativamente limitadas ao mesmo tempo em que retém as demais. O fotocolorímetro nos fornece a diferença da quantidade de luz irradiada e transmitida, sendo ela a luz absorvida pela amostra. Neste procedimento iremos construir a curva de calibração do KMnO4 que relaciona linearmente absorbância versus concentração e sua relação com o comprimento de onda do filtro escolhido. 1.2) PARTE EXPERIMENTAL A primeira parte é a escolha do filtro para a obtenção da curva de calibração. Prepara-se uma solução de KMnO4 0,0002 M e mede-se a absorbância desta concentração em cada um dos filtros (420, 470, 530, 620, 660 nm). A cada leitura faz-se necessário o ajuste em 100% de transmitância em uma amostra de água (branco). Por base nos valores obtidos foi escolhido o filtro o qual registrou maior absorbância para a concentração utilizada do analito, o qual acarreta um maior contraste na medida e, conseqüentemente, uma medição mais precisa. A segunda parte é a obtenção da curva e, para isto calcularam-se as concentrações limite correspondentes à região de menor erro (entre 15% e 65% de transmitância ou 0,2 e 0,8 de absorbância) utilizando a Lei de Beer. Através da fórmula M1V1 = M2V2, obtivemos os volumes de diluição do KMnO4 0,0006M para a preparação de 8 amostras com concentrações diferentes deste. Após possuirmos todas as amostras, medimos as transmitâncias de cada uma delas, alternando o branco (água), com o filtro escolhido. 1.3 ) PARTE EXPERIMENTAL Os valores medidos para a solução KMnO4 0,0002 M para cada filtro são tabelados abaixo: Rayane Goularte Highlight Tabela 1. Valores de transmitância e absorbância para cada filtro. Para a confecção da curva analítica, foram preparadas as seguintes soluções a partir da solução estoque de KMnO4 0,0006 M: Tabela 2. Volume de KMnO4 utilizado, concentração final, transmitância e absorbância para as oito soluções preparadas. Filtro (nm) Transmitância Absorbância 420 84% 0,07 470 67% 0,17 530 42% 0,37 620 93% 0,03 660 94% 0,02 Solução Volume (mL) de KMnO4 0,0006 M Concentração final T% A 1 8 9,7 x 10-5 69 0,16 2 12 1,44 x 10-4 56 0,25 3 16 1,92 x 10-4 45 0,34 4 20 2,4 x 10-4 37 0,43 5 24 2,88 x 10-4 29 0,54 6 28 3,36 x 10-4 24 0,63 7 32 3,84 x 10-4 20 0,69 8 36 4,32 x 10-4 16 0,79 Figura 1. Gráfico Absorbância versus Concentração. 1.4) RESULTADOS E DISCUSSÃO A equação da reta encontrada foi y= 1885,6769x - 0,0193. Essa equação está relacionada com a lei de Beer, A=εbc, sendo que: y é a absorbância (A), x é a concentração (C) e o coeficiente angular (1885,6769) é o produto entre a absortividade molar (ε) e o caminho óptico (b). O coeficiente linear idealmente é igual a zero, mas na medição podem estar presentes ruídos e desvios que o afastam desse valor. Através da confecção da curva analítica do KMnO4 , obteve-se o coeficiente de correlação para a reta no valor de r2= 0,9988. Figura 2. Aparelho utilizado para determinação da curva de calibração. Absorbância 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 2 4 6 8 10 Absorbância 1.4) CONCLUSÃO Constatou-se uma técnica satisfatória além de ser rápida, simples e de baixo custo, se comparado com técnicas com igual finalidade. 1.5) REFERÊNCIAS Harris, Daniel C.; Análise Química Quantitativa, LTC, Rio de Janeiro, 2005. OHLWEILER, O. A. Química Analítica Quantitativa. Rio de Janeiro: LTC; Brasília: INL, v. 3, 1974. 2) DETERMINAÇÃO DE FERRO COM 1,10-FENANTROLINA 2.1) INTRODUÇÃO A 1,10-fenantrolina é um reagente orgânico que atua como base de Lewis por ter dois nitrogênios, cada um com um par de elétrons disponível para efetuar uma ligação covalente coordenada. É um ligante bidentado e, reage com o Fe(II) em uma estequiometria 1:3 formando um complexo colorido de cor laranja-avermelhado. Esta cor pode ser facilmente medida pelo colorímetro e relacionada à concentração de ferro(II) na amostra. A reação é: 2.2) PARTE EXPERIMENTAL A primeira etapa do experimento é a obtenção de uma curva de calibração. Para isso foi utilizada uma solução padrão de Ferro (II) 0,02mg/mL que foi diluída em cinco balões de 50mL utilizando os seguintes volumes: 0,0mL, 3,0mL, 5,0mL, 7,0mL, 9,0mL e 10,0mL. Através da fórmula M1V1 = M2V2 foi encontrada a concentração de cada uma delas. Em todos os balões também foi adicionado 4 mL de 1,10-fenantrolina 0,25%, 2mL de acetato de sódio 2M (para que o pH das soluções se mantenha constante) e 2mL de cloridrato de hidroxilamina 5% (para garantir que todo o ferro presente na amostra esteja no estado de oxidação +2). Após aferidos os balões com água deionizada deixou-se as soluções em repouso durante 10 minutos. N N Fe N N N N N N FeSO4 + 3 2+ SO4 2- Reação do cloridrato de hidroxilamina 5%: 2 Fe+3 + 2 NH2OH + 2 OH − → 2 Fe+2 + N2 + 4 H2O Realizou-se a escolha do melhor filtro de comprimento de onda, para isso medimos a transmitância e a absorbância do balão de número 3, com os cinco filtros disponíveis. Em seguida, realizou-se a medida dos seis balões com o filtro escolhido, utilizando sempre o balão 1 como o branco da medida, obtendo a curva de calibração. 2.2.1) RESULTADOS – PRIMEIRA ETAPA Tabela 1. Valores de concentração de volume de solução padrão de ferro para cada balão. Os valores de transmitância e absorbância medidos em cada filtro para a solução do balão 3: Tabela 1. Valores de transmitância e absorbância para cada filtro de comprimento de onda. Balão Concentração (mg/mL) Volumes de solução padrão de ferro 0,02mg/mL 1 0,0000 0,0 mL (branco) 2 0,0012 3,0 mL 3 0,0020 5,0 mL 4 0,0028 7,0 mL 5 0,0036 9,0 mL 6 0,0040 10,0 mL Filtro (nm) Transmitância Absorbância 420 69% 0,16 470 47% 0,33 530 63% 0,20 620 100% 0,00 660 98% 0,01 Usando o filtro de 470nm, mediu-se a transmitância e a absorbância das demais soluções. Os valores medidos para as diversas concentrações e a curva analítica correspondente são encontrados abaixo: Tabela 2. Valores de transmitância e absorbância para cada concentração em ppm de ferro (II) no λ=470nm. Figura 1. Gráfico absorvância versus concentração em ppm de ferro(II) A equação da reta é: y= 0,171x – 0,0129 , r2=0,999. Absorbância 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0 1 2 3 4 5 6 7 Absorbância Concentração Transmitância Absorbância 0,0 ppm 100% 0,0 1,2 ppm 67% 0,174 2,0 ppm 47% 0,328 2,8 ppm 34% 0,468 3,6 ppm 25% 0,602 4,0 ppm 21% 0,677 A segunda etapa do experimento é a determinação de Ferro em uma amostra real do xarope Sulferrol (sulfato ferroso 50mg/mL), utilizando a curva de calibração obtida na primeira etapa. Para este fim a amostra deveria estar em uma concentraçãointermediária aos pontos de extremos do gráfico, ou seja, a concentração de Fe(II) deveria variar de 1,2 a 4,0 ppm. Fez-se uma diluição para tal concentração estar entre os pontos extremos e deixou-se a amostra diluída em repouso por 10min. Logo depois, mediu-se a transmitância e absorvância da amostra. Figura 2. Preparo das soluções para confeccionar a curva de calibração. 2.2.2) RESULTADOS – SEGUNDA ETAPA Se 1mL do xarope contém 50mg de sulfato ferroso heptahidratado (FeSO4 . 7H2O), 1mL contém 10,038mg ou 10038ppm de Fe(II). Foi feita uma diluição de 5000 vezes, onde obtivemos 2,0076ppm de Fe(II), valor entre os extremos da concentração do gráfico. Juntamente com a última diluição (em balão de 50mL), adicionou-se à solução 4mL de 1-10 fenantrolina 0,25%, 2mL de acetato de sódio e 2mL de cloridrato de hidroxilamina 5%. Fez-se a medida da solução diluída e obteve-se a absorbância. Inseriu esse valor na equação da reta e obteve-se a concentração de ppm. Considerando que a amostra está 5000 vezes diluída, realizando o cálculo inverso chegamos a concentração de ferro na amostra de ppm, um resultado que equivale a % do indicado no rótulo, ou seja, % a menos de ferro(II) que a concentração informada. Isso pode ser devido a alguns fatores como a qualidade dos reagentes utilizados, a existência de interferentes na amostra e erros de diluição e na adição dos outros reagentes. 2.3) CONCLUSÃO Através deste experimento foi possível confeccionar uma curva de calibração para a determinação de Fe(II) com 1-10-fenantrolina, através de um método espectrofotométrico utilizando o fato do complexo [Fe(phen)3] 2+ absorver em um comprimento de onda no espectro visível. 2.4) REFERÊNCIAS Harris, Daniel C.; Análise Química Quantitativa, LTC, Rio de Janeiro, 2005. Ohlweiler, O. A. Química Analítica Quantitativa. Rio de Janeiro: LTC; Brasília: INL, v. 3, 1974. 3) DETERMINAÇÃO DO pKa DE UM INDICADOR (AZUL DE BROMOTIMOL) 3.1) RESUMO Neste trabalho pretendeu-se determinar o pKa do indicador azul de bromotimol, através de um método espectrofotométrico, realizando a leitura da absorbância em dois comprimentos de onda: absorbância máxima da forma ácida e absorbância máxima da forma alcalina. Após construiu-se a curva absorbância versus pH e verificou-se o ponto isosbéstico (o ponto onde os espectros de absorvância de duas espécies se cruzam), a partir deste determinou-se o pKa do indicador. 3.2) INTRODUÇÃO A espectrofotometria baseia-se na medida da intensidade de luz absorvida por uma amostra para determinar a concentração de um determinado analito na mesma. Os espectrofotômetros são aparelhos que fazem as medidas da luz que entra e que passa pela amostra. Estes podem fazer leituras de absorção nos espectros de luz visível e/ou ultravioleta, dependendo da lâmpada que utilizarmos. Neste experimento utilizou-se um espectrofotômetro de feixe duplo, onde a luz passa alternadamente pela cubeta da amostra e do branco. A variação de cor de indicador ácido-base em função do pH permite determinar o valor do seu pKa espectrofotometricamente. No experimento há ocorrência do ponto isosbéstico, onde a concentração do indicador na forma ácida é igual à concentração do mesmo na forma básica. O aparecimento de pontos isosbésticos numa solução em que está ocorrendo uma reação química é uma evidência que existem somente dois componentes, com uma concentração total constante. O pKa é a constante de dissociação de um equilíbrio ácido-base e quanto mais ácida é uma substância, menor será seu valor de pKa, segundo a Equação de Henderson-Hasselbalch. Equação de Henderson-Hasselbalch: Para medirmos os pH precisos utilizou-se o pHmetro, que é um aparelho usado para medidas potenciométricas, onde mede-se a diferença de potencial entre o eletrodo de referência e o eletrodo de medida. O indicador azul de bromotimol apresenta coloração amarela em meio ácido, azul em meio básico e verde em meio neutro. A estrutura do azul de bromotimol é apresentada na figura 1. Figura 1: estrutura do azul de bromotimol 3.3) PARTE EXPERIMENTAL Inicialmente, preparou-se 10 soluções, conforme composição mostrada a seguir na tabela 1, a fim de medir o pH no pHmetro. O pHmetro foi calibrado com tampões de pH 4,00 e pH 7,00. Solução Vol. de A.B. 0,1% Volume de NaOH 4M Volume de HCl 4M Volume de Na2HPO4 0,1M Volume de NaH2PO4 0,1M 1 1 mL - 12 gotas - - 2 1 mL - - - 5 mL 3 1 mL - - 1 mL 5 mL 4 1 mL - - 5 mL 10 mL 5 1 mL - - 5 mL 5 mL 6 1 mL - - 10 mL 5 mL 7 1 mL - - 5 mL 1 mL 8 1 mL - - 10 mL 1 mL 9 1 mL - - 5 mL - 10 1 mL 12 gotas - - - Tabela 1 - Composição de 10 soluções medidas no pHmetro Obteve-se o espectro de absorção entre 380 nm e 750 nm das soluções 1 (ácida) e 10 (básica). A partir desses espectros foram escolhidos dois comprimentos de onda onde a absorção das formas básica e ácida são máximas. Após mediu-se a absorbância de todas as soluções nos dois comprimentos de onda escolhidos anteriormente. Solução PH A433,60 A616,80 1 0,99 0,7657 0 2 4,50 0,7948 0,0019 3 6,12 0,7607 0,1375 4 6,61 0,6242 0,3521 5 6,95 0,5139 0,5785 6 7,23 0,4501 0,8731 7 7,62 0,3009 1,1673 8 7,86 0,2341 1,3168 9 8,50 0,1481 1,5165 10 12,80 0,1988 1,6358 Tabela 2- Absorbâncias das 10 amostras nos comprimentos de onda 433,60 nm e 616,80 nm. Pela análise dos espectros obtidos para as soluções 1 e 10, constatou-se que a absorção máxima para a forma ácida (amarela) ocorre em 433,60 nm, e para a forma básica (azul) ocorre a 616,80 nm. A partir dessa escolha, todas as soluções foram medidas nesses comprimentos de onda escolhidos. Cada solução teve uma absorbância em cada comprimento de onda (os valores de absorbância das 10 soluções são listados na tabela2). Verificou-se o ponto isosbéstico em 503,20 nm e 0,2436 de A. Os dados obtidos foram cruzados em um gráfico de A x pH e estão representados no gráfico 1. Gráfico 1 Para melhor visualização do ponto isosbéstico, aproximamos a região de encontro das duas curvas no gráfico 2. Gráfico 2 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ab so rb ân ci a pH Absorbância X pH A433,60 A616,80 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 A bs or bâ nc ia pH Absorbância X pH A433,60 A616,80 A partir do ponto de encontro das duas curvas - ponto isosbéstico ou isoabsortivo - encontramos o pH, o qual será o mesmo valor do pKa. O pka encontrado para o azul de bromotimol é de 6,95. 3.4) RESULTADOS E DISCUSSÃO Com esse experimento espectrofotométrico, conseguimos estabelecer uma relação entre absorbância e pH de um indicador e verificou-se o pKa do azul de bromotimol com valor de 6,95; próximo do valor da literatura que é de 7,10; verificando-se um desvio de aproximadamente 2,11% do valor teórico. Esse desvio pode ser explicado por um erro de execução do método, como, por exemplo na preparação das soluções, também na medida dos pH, devido a oscilação dos valores revelados pelo pHmetro. 3.5) CONCLUSÃO Este método foi eficiente para determinação do pka de um indicador, visto que o valor encontrado experimentalmente se parece muito com o valor da literatura. 3.6) REFERÊNCIAS Harris, Daniel C.; Análise Química Quantitativa, LTC, Rio de Janeiro, 2005. 4) VERIFICAÇÃO DA LEI DE BEER 4.1) RESUMO Neste experimento será realizada a verificação da lei de Beer-Bourguer-Lambert - mais conhecida como Lei de Beer - através de um método espectrofotométrico. Inicialmente obteve-se o espectro de absorção de uma solução de Cr(NO3)3.9H2O 0,03M, medindo em uma faixa de comprimento de ondaque variou de 400 até 800nm. A partir desse espectro determinaram-se os comprimentos de onda das regiões de máxima e mínima absorção e de porções ascendentes e descendentes do gráfico. A partir dos comprimentos de onda obtidos anteriormente foram medidas outras cinco soluções de nitrato de cromo (III), com as concentrações de 0,002M, 0,01M, 0,02M, 0,04M, 0,05M. Foram obtidos os gráficos Axc e as equações da reta referentes a cada concentração. 4.2) INTRODUÇÃO Espectrometria é qualquer técnica que utiliza luz para medir concentrações de espécies químicas. No espectrofotômetro, uma luz monocromática, com energia radiante P0, atinge uma amostra de espessura b. A energia radiante do feixe que deixa a amostra é P. A amostra pode absorver parte da luz, portanto P ≤ P0 . A intensidade com que a luz é absorvida pela amostra pode ser expressa pela transmitância (Equação 1) ou pela absorvância (Equação 2). (Equação 1) (Equação 2) A Lei de Lambert-Beer ou Lei de Beer expressa a relação entre a absorvância e a concentração da espécie absorvente (Equação 3). (Equação 3) Para uma análise espectrofotométrica, geralmente escolhe-se o comprimento de onda onde ocorre a absorvância máxima, pois a curva nessa região apresenta formato achatado, o que causa uma pequena variação na medida de absorvância no caso de o monocromador estar ligeiramente deslocado. A Lei de Beer é seguida mais rigorosamente quando a absorvância é praticamente constante na região do comprimento de onda selecionado. Na região de absorvância máxima o equipamento apresenta maior sensibilidade. Nesse experimento verificou-se a Lei de Beer para soluções de nitrato de cromo (III) de diferentes concentrações em quatro comprimentos de onda, cada um correspondendo a uma região diferente no espectro de absorção do Cr(NO3)3. 4.3) PARTE EXPERIMENTAL Obteve-se o espectro de absorção de uma solução 0,03 M de Cr(NO3)3.9H2O medindo sua absorvância entre os comprimentos de onda de 400 nm e 800 nm. A partir deste espectro foram escolhidos quatro comprimentos de onda em diferentes regiões do espectro (uma região de máxima absorção, uma região de mínima absorção, uma porção ascendente e uma porção descendente do espectro). Fez-se a leitura de absorvância das soluções de nitrato de cromo (III) de concentrações 0,002 M, 0,01 M, 0,02 M, 0,04 M e 0,05 M para os quatro comprimentos de onda escolhidos. As medidas foram realizadas em um espectrofotômetro Biospectro, modelo SP-220. 4.4) RESULTADOS E DISCUSSÃO A seguir são mostrados os valores de absorvância obtidos e o gráfico correspondente na obtenção do espectro da solução 0,03 M de Cr(NO3)3.9H2O: 0P P T T P P A loglog 0 CbA A partir desse espectro foram escolhidas quatro regiões: uma região de máxima absorção (580 nm); uma região de mínima absorção (700 nm); uma porção ascendente (530 nm); e uma porção descendente (630 nm). As absorvâncias das demais soluções foram medidas nesses comprimentos de onda. Os dados obtidos, bem como as curvas analíticas correspondentes, são mostradas abaixo: 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 400 500 600 700 Ab or vâ nc ia Comprimento de onda λ (nm) A λ (nm) A 400 0,451 610 0,297 410 0,466 620 0,244 420 0,437 630 0,198 430 0,372 640 0,156 440 0,290 650 0,117 450 0,210 660 0,088 460 0,154 670 0,071 470 0,113 680 0,050 480 0,102 690 0,032 490 0,106 700 0,018 λ (nm) A λ (nm) A 500 0,126 710 0,011 510 0,153 720 0,008 520 0,196 730 0,005 530 0,240 740 0,003 540 0,295 750 0,000 550 0,335 560 0,370 570 0,387 580 0,387 590 0,369 600 0,338 y = 7.5101x + 0.0024 R² = 0.9908 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 0.02 0.04 0.06 Ab so rv ân ci a Concentração Curva em 530nm y = 12.608x - 0.0012 R² = 0.9995 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.02 0.04 0.06 Ab so râ nc ia Concentração Curva em 580 nm Conc. (M) 530 nm 580 nm 630 nm 700 nm 0,002 0,011 0,023 0,011 0 0,01 0,072 0,122 0,062 0 0,02 0,157 0,251 0,129 0,008 0,03 0,240 0,387 0,153 0,018 0,04 0,318 0,499 0,250 0,019 0,05 0,358 0,627 0,313 0,023 Para cada comprimento de onda pode-se traçar uma reta que representa o comportamento previsto pela Lei de Beer para aquele comprimento de onda. Os coeficientes das retas são mostrados na tabela a seguir: y = 6.173x - 0.0034 R² = 0.9839 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 0.02 0.04 0.06 Ab so rv ân ci a Concentração Curva em 630 nm y = 0.5367x - 0.0023 R² = 0.9387 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0 0.02 0.04 0.06 Ab so rv ân ci a Concentração Curva em 700 nm Comp. de onda (nm) Coef. angular Coef. linear Coef. de correlação 530 7,510 +0,002 0,990 580 12,60 -0,001 0,999 630 6,173 -0,003 0,983 700 0,536 -0,002 0,938 4.5) CONCLUSÃO O espectro obtido para a solução 0,05 M de Cr(NO3)3 apresentou boa resolução, as curvas analíticas mostraram um desvio relativamente pequeno em relação à Lei de Beer, visto que seus coeficientes de correlação ficaram entre 0,93 e 0,99. Prováveis causas de erros acontecem na diluição das amostras, uma vez que o Cr(NO3)3 em solução apresenta uma coloração suave. Essa coloração fraca gera um contraste pequeno na medida de absorvância e faz com que os ruídos e erros, mesmo que pequenos, influenciem significativamente o valor medido. 4.6) REFERÊNCIAS Harris, Daniel C.; Análise Química Quantitativa, LTC, Rio de Janeiro, 2005. 5) DETERMINAÇÃO DE K2Cr2O7 e KMnO4 DE UMA MISTURA POR ESPECTROFOTOMETRIA 5.1) INTRODUÇÃO Qualquer técnica que utilize luz para medir concentrações de espéciesquímicas pode ser chamada de espectrofotometria. A determinação simultânea de dois constituintes (com curvas de absorção sobrepostas) pode ser realizada por espectrofotometria desde que ambos os sistemas corados não reajam entre si. Uma vez que cada centro atua independentemente frente a radiação, a Lei de Beer pode ser estendida a misturas de vários componentes. As absortividades são diferentes para cada espécie e as absorbâncias se adicionam. 5.2) PARTE EXPERIMENTAL O dicromato de potássio(K2Cr2O7) não interfere na absorção do permanganato de potássio (KMnO4) no comprimento de onda de 560nm. Já no comprimento de onda de 430nm as absorbâncias se somam. Medindo a absorção da mistura nestes comprimentos de onda podemos descobrir as concentrações das espécies presentes. 5.2.1) PARTE 1 Obtenção dos espectros de absorção das duas espécies químicas medidas separadamente, utilizando soluções de KMnO4 2*10 -4 M em H2SO4 0,5M e K2Cr2O7 1,2*10 -3 M em H2SO4 0,5M. Figura 1: Curvas sobrepostas no espectro de absorção 5.2.2) PARTE 2 Obtenção da curva de calibração para KMnO4 e K2Cr2O7, utilizando as soluções de KMnO4: 1*10 -4M, 2*10- 4M, 3*10-4M, 4*10-4M, 5*10-4M (em 560nm), e de K2Cr2O7 1*10 -3M, 2*10-3M, 3*10-3M, 4*10-3M, 5*10-3M (em 430nm). Figura 2: Soluções prontas para medir. Os balões 1 e 2 contém as soluções usadas para obter o espectro de absorção. Curvas de calibração: y = 1028.9x + 0.0089 R² = 0.9636 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.00E+00 1.00E-04 2.00E-04 3.00E-04 4.00E-04 5.00E-04 6.00E-04 Ab so vâ nc ia Concentração (mol/L) KMnO4 560 nm y = 1.88x - 0.0037 R² = 0.982 -0.003 -0.002 -0.001 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.00E+00 1.00E-03 2.00E-03 3.00E-03 4.00E-03 5.00E-03 6.00E-03 A bs or vâ nc ia Concentração (mol/L) K2Cr2O7 560nm y = 67x + 0.0021 R² = 0.1406 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.040.05 0.06 0.07 0.08 0.00E+00 1.00E-04 2.00E-04 3.00E-04 4.00E-04 5.00E-04 6.00E-04 Ab so vâ nc ia Concentração (mol/L) KMnO4 430nm y = 408.78x - 0.0748 R² = 0.9984 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0.00E+00 1.00E-03 2.00E-03 3.00E-03 4.00E-03 5.00E-03 6.00E-03 K2Cr2O7 430nm Concentração (mol/L) A bs or vâ nc ia 5.2.3) PARTE 3 Análise da mistura: Amostra 430nm 560nm K2Cr2O71,2*10 -3M 0,4031 -0,0024 K2Cr2O7 1*10 -3M 0,3606 -0,002 K2Cr2O7 2*10 -3M 0,7329 0,00 K2Cr2O7 3*10 -3M 1,1191 0,0026 K2Cr2O7 4*10 -3M 1,5487 0,0034 K2Cr2O7 5*10 -3M 1,9966 0,0057 KMnO4 2*10 -4M -0,0023 0,1856 KMnO4 1*10 -4M 0,0032 0,1363 KMnO4 2*10 -4M -0,0023 0,1843 KMnO4 3*10 -4M 0,068 0,3332 KMnO4 4*10 -4M 0,0129 0,3826 KMnO4 5*10 -4M 0,0291 0,5516 Mistura 0,2776 0,0978 Tabela 1: Tabela comparativa das absorbâncias em diferentes concentrações e comprimentos de onda. Cálculo de KMnO4e K2Cr2O7 na amostra: Da Lei de Beer, temos: A�= �.b.C Onde, b=caminho óptico (1cm) �=absortividade molar em determinado comprimento de onda C= concentração da espécie. Como as absorbâncias se somam: Amistura430nm = K2Cr2O7430nm .b .CK2Cr2O7 + KMnO4430nm . b .CKMnO4 (1) Amistura560nm = K2Cr2O7560nm .b .CK2Cr2O7 + KMnO4560nm . b .CKMnO4 (2) A absortividade molar () pode ser obtida através da equação da reta: Y=ax+b A�= �.b.C a/b=� 0,2776= 408,78.1.CK2Cr2O7 + 66,7.1.CKMnO4 0,0978= 1,88.1.CK2Cr2O7 + 1028,9.1.CKMnO4 CK2Cr2O7= (0,0978 – 1028,9.CKMnO4)/1,88 Substituindo (2) em (1): 0,2776=408,78.(0,0978-1028,9CKMnO4)/1,88 + 66,7.CKMnO4 CKMnO4= 9,4178*10 -5M 0,2776=408,78.CK2Cr2O7 + 66,7.9,4178*10 -5 CK2Cr2O7= 6,6373*10 -4M 5.4 ) RESULTADOS E DISCUSSÃO O resultado encontrado para as concentrações é satisfatório, pois possui uma margem de erro de 5,822% para o permanganato de potássio e de 10,627% para o dicromato de potássio, se comparado com os valores reais de concentração da mistura que são 1*10-4M de permanganato de potássio e 6*10-4M para o dicromato de potássio. Este erro pode ser explicado com base na curva de calibração para o permanganato em 430nm, onde a reta apresenta um R muito distante de 1. A região de 430nm é onde o permanganato sofre a influência do dicromato, dificultando a determinação da absorção do permanganato na mistura. 5.5) CONCLUSÃO Ainda que a técnica apresente erro, ela é eficaz para determinar baixas concentrações de íons em solução. Há outras maneiraS de se calcular a concentração das espécies químicas na mistura que talvez apresentem um resultado experimental mais coerente com o teórico. 5.6) REFERÊNCIAS Harris, Daniel C.; Análise Química Quantitativa,7ª edição, editora LTC, Rio de Janeiro, 2005.
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