Relatório 8 Espectro

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Relatório 
Espectroanalítica 
 
Experimento 8 – Fluorimetria 
Determinação de Quinina em águas 
tônicas utilizando fluorímetro e 
espectrofluorímetro 
 
Docente: 
Profa. Dra. Mirian Cristina dos Santos 
 
Alunos: 
Grupo 5 
Luiz Felipe Pompeu Prado Moreira 
Vinícius Augusto da Silva 
 
06/09/2015 
 
 
2 
 
 
 
Resumo 
 
A fluorimetria é uma técnica analítica que se baseia na propriedade de 
luminescência de certas substâncias, onde a intensidade da luz emitida se 
relaciona com concentração através de uma função linear permitindo 
assim utiliza-la para analises de amostras que contenham em sua 
composição compostos com essa propriedade. 
O fenômeno de luminescência ocorre quando a excitação de elétrons do 
estado fundamental a um estado excitado e esse elétrons ao voltar ao 
estado de menor energia libera energia na forma de radiação luminosa, 
seja pela incidência de uma radiação como UV ou mesmo por uma reação 
química, essa última chamada de quimiluminescência. A luminescência 
também pode ser dividida em fluorescência ou fosforescência onde a 
diferença ocorre no tipo de transição e no tempo em que essa processo 
ocorre, na fosforescência o elétron que antes estava na forma de singleto 
quando excitado pode através de uma transição entre sistemas passar 
para um tripleto onde a inversão de spin e para retornar a estado 
fundamental é necessário que haja a novamente a inversão do spin assim 
fazendo ser um processo mais lento que a fluorescência onde não 
inversão do spin. 
O quinino de formula: 
 
Apresenta luminescência, quando incidida radiação UV sobre uma amostra 
contendo quinino ela emite luz azul. O quinino é utilizado na fabricação de 
fármacos assim como flavorizante em água tonica. 
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Resultados e Discussão 
 
 
No procedimento, 6 balões volumétricos de 50,00 mL, foram enumerados e 
neles adicionou-se os diferentes volumes da solução padrão de quinina (de 
concentração calculada de 0,07874 g L-1), completando com solução de H2SO4 de 
concentração 0,05 mol L-1 como indicado na tabela 1. Outros dois balões de 
mesma capacidade foram utilizados para adição de 5 mL das amostras de água 
tônica e SchweppesTM , separadamente, 2,50 mL de H2SO4 1,0 mol/L, completando 
o volume dos balões com água destilada. 
 
Nº balão Vpadrão (mL) 
1 0,5 
2 1 
3 2 
4 3 
5 4 
6 5 
Tabela 1: Relação entre os balões de padrão, devidamente enumerados, com os volumes de 
solução padrão. 
 
 Para realizar a medida de fluorescência, foram ultilizados um fluorímetro no 
comprimento de onda de 540 nm e um espectrofluorímetro em 512,71 nm, então 
ao concluir, foi possível determinar os valores de emissão em relação percentual à 
medida de valor máximo (6), expostos na Tabela 2. 
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Nº Balão 
[Quinina] no 
padrão (g L-1) 
Emissão no 
Fluorímetro 
Emissão no 
Espectrofluor. 
1 0,0007874 10,13 17,0084 
2 0,0015748 21,70 33,6248 
3 0,0031496 41,94 49,5929 
4 0,0047244 62,49 70,7177 
5 0,0062992 80,68 80,8957 
6 0,0078740 100,00 100,0000 
As - 64,62 73,7937 
Aa - 50,25 62,0778 
Tabela 2: Concentração de quinina, proveniente da solução padrão, em cada balão e seus 
respectivos valores de fluorescência. 
 
 A escolha do comprimento de onda no fluorímetro deve-se ao fato de que o 
máximo de emissão da quinina é encontrado em 540 nm, enquanto no espectro 
fluorímetro foi relacionado o máximo aos valores de cada espectro das soluções 
analisadas, onde o máximo da fluorescência foi em 512,71 nm. 
 
 Assim sendo, foi possível verificar o comportamento da fluorescência em 
relação à concentração de quinina presente na solução padrão através da plotagem 
do seguintes gráficos (Figuras 1 e 2) 
 
5 
 
Figura 1: Curva analítica, a qual pode-se encontrar o comportamento da concentração de 
quinina em relação à fluorescência medida no fluorímetro. 
 
 
Figura 2: Curva analítica, a qual pode-se encontrar o comportamento da concentração de 
quinina em relação à fluorescência medida no espectrofluorímetro. 
6 
 Sabendo que os termos y e x da equação da reta representam fluorescência 
(F) e [Quinina] ([Q]), respectivamente, foi possível encontrar através da linearização 
dos pontos uma equação que relaciona ambas em cada conjunto de dados, 
explicitado nas figuras. 
 A partir dessa relação obteve-se um valor de concentração para cada 
amostra utilizando-se dessas equações. 
 Para o fluorímetro: 
F = 12612,62139 ∙ [𝑄] + 1,51225 
[Q] = 
F − 1,51225
12612,62139
 
Para F = 64,62 (balão As – amostra de SchweppesTM ): 
[Q] = 
64,62 − 1,51225
12612,62139
= 0,0052433 g ∙ L−1 
Lembrando que esta concentração estava em 50,00 mL e que só o volume da 
amostra era de 5,00 mL. 
[𝑄] = 
0,0052433 ∙ 50,00
5,00
= 0,052433 g ∙ L−1 
 
 Com isso, obteve-se os valores de concentração de quinina em g L-1 para as 
amostras em ambos os métodos descritos abaixo, para cada grupo: 
 Fluorímetro Espectrofluorímetro 
Grupos Água Tônica Schweppes Água Tônica Schweppes 
1 4,573E-02 5,850E-02 4,073E-02 5,246E-02 
2 3,878E-02 5,046E-02 4,737E-02 5,533E-02 
3 4,006E-02 5,298E-02 4,692E-02 5,646E-02 
4 4,276E-02 5,192E-02 4,970E-02 6,108E-02 
5 4,104E-02 5,243E-02 4,375E-02 5,422E-02 
6 3,881E-02 5,058E-02 4,136E-02 5,400E-02 
7 3,980E-02 5,360E-02 4,630E-02 5,820E-02 
8 3,973E-02 5,131E-02 4,201E-02 5,264E-02 
9 4,046E-02 5,099E-02 4,219E-02 5,296E-02 
10 3,146E-02 3,850E-02 4,107E-02 5,220E-02 
Tabela 3: Concentração de quinina em g L-1 das amostras, em cada grupo. 
 
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Comparação de dados 
Para comparar as médias obtidas pelos dois métodos, isto é, aplicar o teste 
t, deve-se primeiramente aplicar o teste F, pois, o teste t demanda que os desvios 
padrão dos conjuntos de dados que serão comparados, sejam iguais. Sendo assim, 
aplicou-se o teste estatístico F para a amostra de Antarctica e em seguida, para a 
de Schweppes. 
Teste F para amostra Água Tônica 
𝐹 =
𝑠1
2
𝑠2
2 
 
𝐹 =
(0,002083 )2
(0,003017 )2
= 0,477 
 
Teste F para a amostra de Schweppes 
𝐹 =
𝑠1
2
𝑠2
2 
 
𝐹 =
(0,002341 )2
(0,002740 )2
= 0,730 
 
 Para 9 graus de liberdade em ambos os testes e com 95% de confiança temos 
que o Ftabelado = 3,18, sendo os Fcalculados iguais a 0,477 para Água Tônica e 0,730 
para a Schweppes, como Fcalculado < Ftabelado para ambas, os desvios são comparáveis 
e o teste t pode ser aplicado. 
 
 Através do teste Q calculado, observa-se que os valores do grupo 1- 
referentes às concentrações de quinina determinadas pelo fluorímetro para ambas 
as amostras se encontram fora do teste Q (95% de confiança e 9 graus de liberdade) 
e, portanto, devem ser descartadas. 
 
8 
Teste Q (teórico) Valor Suspeito 0,493 
Teste Q (G10 - A fluorímetro) 3,146E-02 0,513 
Teste Q (G10 - S fluorímetro) 3,850E-02 0,598 
Teste Q (G4 - A Espectrofluorímetro) 4,970E-02 0,260 
Teste Q (G4 - S Espectrofluorímetro) 6,108E-02 0,324 
Tabela 4: Teste Q para rejeição de resultados extremos. 
 
 A seguir, o teste t de comparação de médias foi realizado tanto para o 
espectrofluorímetro quanto para o fluorímetro. Tanto os valores obtidos no teste 
de variância quanto os valores da média e desvio estão representados na Tabela 5. 
 Para 95% de confiança bicaudal e n1+n2-2 graus de liberdade (15), têm-se 
um valor teórico de t igual a 2,18. Como esperado, os valores experimentais 
calculados para as amostras foram de 10,8178 e 8,0320, sendo muito maiores que 
o t tabelado, já que as médias das concentrações obtidas pelos dois métodos não 
foram próximas umas das outras. Dessa forma, pode-se dizer que as médias obtidas 
para os dois métodos não são iguais, ao nível de significância estabelecido. 
 
Paraisso, utilizou-se as fórmulas a seguir. 
 
𝑆𝑋1𝑋2 = √
(𝑛1 − 1) ∗ 𝑆2𝑋1 + (𝑛2 − 1) ∗ 𝑆²𝑋2
𝑛1 + 𝑛2 − 2
 e 𝑡 =
𝑋1̅̅ ̅ − 𝑋2̅̅ ̅
𝑆𝑋1𝑋2 ∗ √
1
𝑛1
+
1
𝑛2
 
 
 Fluorímetro Espectrofluorímetro 
 Água Tônica Schweppes Água Tônica Schweppes 
Média 0,04080 0,05253 0,04414 0,05495 
Desvio padrão 0,002083 0,002341 0,003017 0,002740 
 
 Água Tônica Schweppes 
Desvio 
Relativo 
0,002622756 0,00256133 
Teste t 10,8178 8,0320 
Tabela 5: dados e teste estatísticos para comparação de duas médias. 
 
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Conclusão 
 
Através da fluorimetria e da espectrofluorimetria foi possível determinar a 
concentração de quinina os dois produtos e, por meio de comparação das duas técnicas, 
através do teste de comparação de duas médias, conclui-se que ambas foram eficientes 
na determinação da concentração de tal componente, no entanto houve uma diferença 
muito grande nas médias obtidas pelos dois métodos e, devido a isso, não é possível 
afirmar qual deles foi mais eficiente na determinação de quinina. 
 Os altos desvios relativos observados se devem, a princípio, a dificuldades e 
problemas encontrados no equipamento utilizado, espectrofluorímetro, além da 
impossibilidade de medições em triplicata nesse equipamento, o que minimizaria erros e 
incertezas quanto aos valores obtidos. 
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 
OHLWEILER, O.A. Química Analítica Quantitativa, v.3, Rio de Janeiro: Livros técnicos e 
científicos editora S.A., 1974. 1040p. 
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/10f6aa8047458b919543d53fbc4c6
735/apostila_estatistica.pdf?MOD=AJPERES 
SANTOS, D. I. V.; GIL, E. S. Fluorimetria na análise farmacêutica: uma revisão. Revista 
Eletrônica de Farmácia, n. 1, v. VII, p. 24-38, 2010.