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Relatório Espectroanalítica Experimento 2 - Espectrofotometria de Cromo e Cobalto em Mistura Docente: Profa. Dra. Mirian Cristina dos Santos Alunos: Grupo 5 Luiz Felipe Pompeu Prado Moreira Vinícius Augusto da Silva 25/08/2015 Resumo A espectrometria é a uma ferramenta analítica que permite através da medida da absorção da luz por um composto e através dessa medida determinar sua concentração e alguns casos até sua composição. Para as que sejam realizadas as medidas é necessário que a espécies a serem analisadas seja absorventes, ou seja tenha a capacidade de absorver parte da radiação sobre ela incidida. Essa absorção pode ocorrer por quando a possibilidade de transição de elétrons σ,π e n, principalmente observada em compostos orgânicos. Outra forma pode ocorrer quando devido a perda da degenerescência dos orbitais d e f , ocasionada pela interação normalmente dos metais com ligantes em um sistema de coordenação, pode haver transições eletrônicas dentro desse orbitais de um orbital menos energético para um mais energético ,esse fenômeno que explica a cor que os metais de transição apresentam. E por último essa absorção também pode ocorrer quando a transições envolvendo transferência de cargas. Utilizando a lei de Lambert-beer que diz A=ε.b.c, onde A é a absorbância, b o passo ótico, eε a coeficiente de absortividade, temos uma relação linear entre a luz absorvida por nossa e a concentração. Para determinarmos a concentração de uma amostra é necessário a construção de uma curva analítica, onde através da medida de absorbância utilizando padrões de concentração conhecida, assim teremos uma reta como prevê a lei de Lambert-beer onde será interpolado o valor de absorbância da amostra e assim a determinação de sua concentração. Para as determinações é necessário saber as faixa de comprimento de onda de máxima absorção do composto a ser analisado, para tal se constrói um espectro de absorção, onde se mede a absorbância em função doλ, que será uma curva com um ponto de máximo o qual será utilizado nas realizações das medidas para que haja um melhor resultado. 2 É possível a utilização dessa técnica para a determinação simultânea de dois componentes em uma mesma amostra e ainda utilizando a lei de Lambert-beer. Para isso é necessário que os componentes a serem analisado não interajam entre si e que seus máximos de absorção ocorram em comprimentos de onda diferentes e que preferencialmente nesses picos haja uma grande diferença entre as absorbâncias. Para a lei de beer nesse sistema temos que a absorbância total será a soma das absorbância de cada componente E para determinação da concentração de cada componente é utilizado um sistema de equações obtido através das medidas nos diferentes λ. Resultados e Discussão Obtivemos os resultados de absorbância (Abs) no visível a partir das amostras de cromo e cobalto separadas em comprimentos de onda de 510 e 575 nm. Em seguida, medimos valores de Abs de cada mistura, tomando água destilada como referência. 3 A partir de medidas em triplicata da amostra (analito em questão), obtivemos uma média de absorbância em 510 e 575 nm de 0,372 e 0,233, respectivamente e à partir das medidas de padrões de cromo e cobalto, obtivemos um gráfico em função da concentração de cada um, que é uma função linear: 4 Gráfico 1: absorbância do complexo de cobalto em função da concentração à 510 e 575 nm, sendo que a curva com maior coeficiente angular é a de 510 nm. A partir da linearização dos dados obtidos, encontramos os valores de coeficientes ε das retas e a partir das equações abaixo encontramos o valor de concentração de cobalto e cromo para a amostra pela média da sua absorbância. , 7234εCo 510 = 4 8 , 9εCr 510 = 6 0 , 4681εCo 575 = 0 4 3, 7εCr 575 = 1 1 ×A510 = εCo 510 × CCo + εCr 510 CCr ×A575 = εCo 575 × CCo + εCr 575 CCr Isolamos uma das concentrações em ambas as equações e substituímos os valores já encontrados de A e ε, além de substituir o valor em uma das 5 equações para eliminar uma incógnita. Após isso, calculamos a diluição feita no balão volumétrico para achar os reais valores de concentração. Gráfico 2: absorbância do complexo de cromo em função da concentração à 510 e 575 nm, sendo que a curva com maior coeficiente angular é a de 575 nm. Análise Estatística Tivemos os valores de concentração na turma mostrados abaixo, usamos os valores do grupo 2 para aplicar o teste Q para verificar os seus resultados são suspeitos e obtemos QCo=0,4478 e QCr=0,6988 e como Q10 tabelado é 0,466 em 95% de confiança e vemos que pode ser descartado o valor para cromo, por estar muito fora dos valores dos outros grupos. 6 A média da turma para concentrações de cobalto e cromo foi de 0,09902 e 0,02596 mol L-1 , respectivamente e fazendo o teste t para comparação de duas médias, obtemos: Dados Médias n Desvio Padrão Desvio Conjunto Turma Co 0,09902 10 1,1801% Co 1,0889% Cr 0,02596 10 0,2125% G5 Co 0,096 3 0,9201% Cr 0,2738% Cr 0,025 3 0,4967% , 1602 tCo = 0,09902−0,096 0,010889∙√ +91 31 = 0 4 , 2587 tCr = 0,02596−0,025 0,002738∙√ +91 31 = 0 5 7 tabelado , 60 no intervalo de 5% de conf iança t = 2 1 Conclusão A partir dos resultados obtidos, podemos concluir que o tivemos um valor médio de concentração no grupo muito próximo da média da turma, o que demonstra que o método analítico empregado é válido e que com ele é possível determinar com precisão a concentração de diferentes compostos em uma mistura em solução. Referências Bibliográficas SKOOG, D. A., Holler, F. J., Nieman, T. A. Princípios de Análise Instrumental. Tradução: Ignez Caracelli et al. 5 ed. Porto Alegre: Bookman, 2002 HARRIS, C. D. ‘Analise Química Quantitativa” 6ª edição, ed. LTC, São Paulo 2003 VOGEL, Análise Química Quantitativa. 6ª ed., LTC – Livros Técnicos e Científicos, Rio de Janeiro, 2002. HARRIS, D.C., Análise Química Quantitativa. 6ª ed. LTC – Livros Técnicos e Científicos, Rio de Janeiro,2005. http://portal.anvisa.gov.br/wps/wcm/connect/10f6aa8047458b919543d53fbc4c 6735/apostila_estatistica.pdf?MOD=AJPERES 8
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