Espectrofotômetria Relatorio I

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1. INTRODUÇÃO
	A espectrometria de absorção molecular nas regiões espectrais do ultravioleta e do visível é largamente utilizada para a determinação quantitativa de um grande número de espécies inorgânicas, orgânicas e biológicas. Existem princípios de espectrometria de absorção molecular baseada na radiação eletromagnética na região de comprimento de onda de 190 a 800nm. Muitos destes princípios, podem ser aplicados a medidas espectrométricas em outras regiões espectrais, como a região do infravermelho.
	A espectrometria de absorção molecular é baseada na medida de transmitância T ou da absorbância A de soluções contidas em células transparentes com o caminho óptico de b cm. Geralmente a concentração de um analito que absorve radiação está relacionada linearmente com a absorbância, como mostra a lei de Beer. (SKOOG, 2009)
	A transmitância, T definida como e a absorbância, , geralmente não podem ser medidas no laboratório porque a solução do analito deve estar em um recipiente transparente, ou célula como mostra a Figura 01.
Figura 01: Perdas por reflexão e espalhamento com uma solução contida em uma célula de vidro típica. Perdas por reflexão não podem ocorrer em qualquer interface que separa os diferentes materiais. Neste exemplo a luz passa através das interfaces ar-vidro, vidro-solução, solução-vidro e vidro-ar.
	O fenômeno de reflexão ocorre na interface ar-superfície e também na interface parede-solução. A atenuação do feixe resultante é substancial, além disso a atenuação do feixe pode ocorrer como conseqüência do espalhamento de moléculas grandes, e algumas vezes, da absorção pelas paredes do recipiente. Para compensar esses efeitos, a potência do feixe transmitido pela solução do analito é geralmente comparada com a potência do feixe transmitido por uma célula idêntica contendo apenas o solvente. Uma transmitância e uma absorbância experimentais próximas da transmitância e da absorbância verdadeiras são então, obtidas com o uso das equações 
Os termos e , estão associados à potência da radiação após suas passagens através de uma célula contendo as soluções de solvente e do analito, respectivamente. (SKOOG, 2009).
 Um feixe paralelo de radiação monocromática com potência incide no bloco perpendicular à sua superfície. Após percorrer uma espessura b do material que contém n átomos, íons ou moléculas absorventes, sua potência decresce para como resultado da absorção.
A lei de Beer pode ser aplicada a um meio contendo mais de uma substância absorvente. Se as diferentes espécies não interagem entre si, a absorbância total do sistema multicomponente é dado por
 
onde os subscritos referem-se aos componentes absorventes 1, 2,...n.
	Numerosos espectrofotômetros estão disponíveis comercialmente. Alguns foram projetados para atuara apenas na região do visível; outros são aplicáveis nas regiões ultravioleta e visível. Alguns têm capacidade de medida da região ultravioleta até o infravermelho próximo (190 a 3000nm). Neste caso será utilizado na prática o UV-2600 como mostrado na Figura 02; espectrofotômetro de UV-Visível, pode ser utilizado em análises de rotina e de pesquisas que pode ser utilizado em uma ampla gama de aplicações, ele vai até a faixa de 1400 nm.
(http://www.shimadzu.com.br/analitica/produtos/spectro/uv/uv-2600.shtml) 
Figura 02: UV-2600: Espectrofotômetro de UV- Visível.
Na lei de Beer existem, desvios reais e desvios aparentes, caracterizando os desvios reais, os que ocorrem devido as interações dos centros absorventes e a variação do índice de refração. Na derivação da Lei de Beer admitimos que os centros absorventes não tem interações entre si ou com outras espécies presentes na solução isso faz com que a Lei de Beer tenha caráter de uma lei limite aplica principalmente para soluções muito diluídas. Essa interação altera a distribuição de cargas na espécie absorvente, modificando a energia necessária para sua excitação, portanto a posição, a forma e a altura da banda de absorção podem sofrer alterações. 
Outro Desvio Real da Lei de Beer é a possibilidade de haver uma variação do índice de refração n da solução com a concentração. Isso decorre do fato de ε depender do índice de refração da solução. Para soluções de baixas concentrações n é constante, porém pode variar consideravelmente para soluções com concentrações mais altas.
Já nos desvios aparentes podem ser divididos em químicos e instrumentais sendo os desvios químicos: aqueles que ocorrem devido a associação ou dissociação da espécie absorvente ou então o constituinte não é completamente convertido em uma única espécie absorvente e os desvios instrumentais: Ocorrem devido ao instrumento utilizado na medição da absorbância; Largura finita da faixa espectral escolhida; Radiação estranha refletida dentro do equipamento que alcançou o detector; Variação da resposta do detector; Flutuação da intensidade da fonte. (HARRIS, 2006).
 
2. OBJETIVOS
O presente trabalho tem como objetivo conhecer a Lei de Beer, aprender a utilizar o espectrofotômetro e alguns dos seus princípios básicos, através da utilização do mesmo obter espectros de absorbância de amostras líquidas de cromato de potássio permanganato de potássio. 
3. MATERIAIS E REAGENTES
01 Béquer de 250 mL ;
01 Pipeta graduada 5 mL;
02 Béqueres 500 mL;
03 Cubetas de vidro;
10 Balões volumétricos de 100 mL;
02 Balões volumétricos de 250 mL;
02 Tubos de ensaios; 
Solução de cromato de potássio 0,02 mol/L ;
Solução de dicromato de potássio 0,02 mol/L;
Papel macio; 
Água destilada.
4. PROCEDIMNETO EXPERIMENTAL
4.1-Determinação do espectro de absorção de soluções aquosas de permanganato de potássio (KMnO4) e de cromato de potássio (K2CrO4). 
Foi realizado o seguinte procedimento para cada uma das soluções
Antes de fazer as medidas das soluções calibrou-se o espectrofotômetro com uma cubeta contendo apenas água. Após calibrar o espectrofotômetro, foram preparadas soluções padrões de ambos compostos, posteriormente, pipetou-se 2 mL de cada solução de concentração 2,0.10-2 transferindo-a para um balão volumétrico de 100 mL, completou-se o volume do mesmo com água destilada até o menisco.
Após as soluções homogeneizadas iniciou-se a leitura da absorbância primeiramente da Solução de permanganato de potássio e posteriormente da solução de dicromato de potássio. 
Foram anotados a absorbância de ambos para o comprimento de onda na faixa de (200 a 800nm), e calculado a resolução dos espectros em torno dos comprimentos de onda na faixa de 415nm e 850nm. 
4.2- Determinação do coeficiente de absortividade molar de soluções aquosas de permanganato de potássio (KMnO4) e de cromato de potássio (K2CrO4) em 3 comprimentos de onda fixos.
 Foi realizado o seguinte procedimento para cada uma das soluções
Preparou-se soluções padrões, utilizando uma pipeta graduada, onde foi pipetado os seguintes volumes: 1mL, 2mL, 4mL, 8mL e 10mL sendo estas depositadas em balões volumétricos de 100mL, posteriormente completou-se o volume dos balões volumétricos com água destilada até o menisco. Vale lembrar que as soluções utilizadas foram as soluções estoque de concentração 2,0.10-2 mol/L. 
Foram escolhidos dois comprimentos de onda para cada espécie química, um referente ao máximo de absorção de cada composto e outro fixo em 500nm. Após observar os comprimentos de onda, completou-se as tabelas com os valores obtidos para os dois compostos. Foi construído um gráfico de absorbância versus l×c e ajustado uma reta aos pontos experimentais. Pode-se observar qual dos dois compostos apresentarão maior coeficiente de absorvidade molar em 500nm.
4.3-Cálculo da concentração molar de soluções aquosas de permanganato de potássio (KMnO4) e de cromato de potássio (K2CrO4) a partir de medidas de absorbância. 
Para realização dos cálculos foram separados e identificados dois tubos de ensaio, sendo A para solução de KMnO4 e B para a solução de K2CrO4. Colocou-se o equivalente a ±2 dedos de águadestilada em cada tubo e depois adicionou-se ±3 gotas das soluções estoque de KMnO4 e K2CrO4 no tudo. 
Encheu-se uma cubeta com a solução de cada um dos tubos de ensaio e obteve-se a absorbância Ac de cada cubeta no comprimento de onda máximo de absorção da respectiva substancia. 
Foi calculado a concentração molar das soluções nos tubos de ensaio A e B.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1-Determinação do espectro de absorção de soluções aquosas de permanganato de potássio (KMnO4) e de cromato de potássio (K2CrO4). 
Realizou-se os cálculos de massa abaixo, para o preparo da soluções padrões do permanganato de potássio e do cromato de potássio.
Permanganato de Potássio → 
Cromato de Potássio → 
Realizados os cálculos de massa para ambos os compostos, foram pesados os respectivos valores 0,7912g de permanganato de potássio e 0,9734g de cromato de potássio em seguida foram preparadas soluções de 250 mL de cada composto, então pipetou-se 2mL de cada solução e foram colocadas em balões volumétricos distintos de 100 mL, para então começar a análise no espectrofotômetro de UV-Vis.
Após os procedimentos e observações feitas nesta etapa das análises, foram obtidas as absorbâncias para ambos os compostos, como mostra a Tabela 01.
Tabela 01. λ x na solução de KMnO4 e K2CrO4.
	λ (nm)
	de Solução de KMnO4
	 de Solução de K2CrO4
	200
	3,34
	2, 45
	250
	0,580
	1,056
	300
	0,810
	0,458
	350
	0,730
	1,256
	355
	0,709
	1,332
	360
	0,696
	1,609
	365
	0,603
	1,805
	370
	0,523
	1,906
	375
	0,585
	1,379
	390
	0,506
	0,801
	400
	0,347
	0,462
	415
	0,263
	0,206
	430
	0,208
	0,168
	440
	0,102
	0,123
	450
	0,232
	0,089
	460
	0,256
	0,064
	470
	0,358
	0,049
	480
	0,409
	0,037
	490
	0,701
	0,032
	500
	0,698
	0,028
	510
	0,807
	0,026
	520
	0,960
	0,025
	530
	0,909
	0,025
	540
	0,967
	0,021
	550
	0,936
	0,021
	560
	0,657
	0,021
	570
	0,601
	0,021
	580
	0,363
	0,021
	590
	0,202
	0,021
	600
	0,186
	0,021
	650
	0,116
	0,027
	700
	0,086
	0,027
	750
	0,074
	0,034
	800
	0,068
	0,038
Através dos dados na Tabela 01 acima, foi construído o Espectro 01 abaixo em função de .
Espectro 01: Absorbância x Comprimento de Onda para as soluções de KMnO4 e K2CrO4.
5.2- Determinação do coeficiente de absortividade molar de soluções aquosas de permanganato de potássio (KMnO4) e de cromato de potássio (K2CrO4) em 3 comprimentos de onda fixos.
A partir da solução estoque que foi preparada no início da análise, foi pipeta diferentes volumes e adicionados separadamente em balões volumétricos de 100 mL. Realizou-se a análise de acordo com os pontos máximos de absorção sendo 540 nm para o permanganato de potássio e 370 nm para o cromato de potássio e valores de comprimento de onda fixos de 500 nm.
Segue nas tabelas abaixo os valores de concentração molar e absorbância pra comprimentos de onda máximos de ambas as soluções e os valores de comprimento de onda fixos.
Dados obtidos para o Permanganato de Potássio.
Tabela 02: λ (. Max.): 540 nm.
	Volume inicial pipetado (mL)
	Concentração Molar (Mol/L)
	Absorbância
	1
	0,0002
	0,409
	2
	0,0004
	0,867
	4
	0,0008
	1,568
	8
	0,0016
	3,321
	10
	0,0020
	4,107
Tabela 03: λ (. Max.): 500 nm.
	Volume inicial pipetado (mL)
	Concentração Molar (Mol/L)
	Absorbância
	1
	0,0002
	0,295
	2
	0,0004
	0,578
	4
	0,0008
	0,997
	8
	0,0016
	2,103
	10
	0,0020
	3,008
Dados obtidos para o Cromato de Potássio.
Tabela 04: λ (. Max): 370 nm.
	Volume inicial pipetado (mL)
	Concentração Molar (Mol/L)
	Absorbância
	1
	0,0002
	0,023
	2
	0,0004
	0,398
	4
	0,0008
	1,367
	8
	0,0016
	3,089
	10
	0,0020
	3,986
Tabela 05: λ (. Max.): 500 nm.
	Volume inicial pipetado (mL)
	Concentração Molar (Mol/L)
	Absorbância
	1
	0,0002
	0,038
	2
	0,0004
	0,043
	4
	0,0008
	0,039
	8
	0,0016
	0,043
	10
	0,0020
	0,044
Após serem preenchidas as tabelas acima, foram feitos espectros para os diferentes comprimentos de onda para as soluções dos compostos analisados, podendo serem observados abaixo. 
Espectro 02: Comprimento de Onda Máximo 540nm. Absorbância do Permanganato de Potássio.
Espectro 03: Comprimento de Onda Fixo 500nm. Absorbância do Permanganato de Potássio.
Os espectros 02 e 03 foram os espectros obtidos nos comprimentos de onda de 540nm e 500nm para o permanganato de potássio. Já os espectros 04 e 05 seguintes são os de comprimentos de onda 370nm e 500nm para a solução de cromato de potássio.
Espectro 04: Comprimento de Onda Máximo 370nm. Absorbância do Cromato de Potássio.
Espectro 05: Comprimento de Onda Fixo 500 nm. Absorbância do Cromato de Potássio.
A solução de permanganato de potássio foi a que obteve maior absorbância no comprimento de onda de 500 nm. Já o cromato de potássio, obteve valores muito baixos não satisfazendo a Lei de Beer, e não houve a percepção da reta no espectro.
5.3-Cálculo da concentração molar de soluções aquosas de permanganato de potássio (KMnO4) e de cromato de potássio (K2CrO4) a partir de medidas de absorbância. 
Através da equação da reta apresentada nos espectros de absorbância máxima do permanganato de potássio no comprimento de onda 540 nm e do cromato de potássio em 370 nm. Pôde-se atribuir o valor de para ambas as soluções para assim, realizar os cálculos abaixo:
Cálculo para Solução de Permanganato de Potássio 
Sendo a concentração do tubo A que continha dicromato de potássio foi de .
Cálculo para a Solução de Cromato de Potássio
A concentração do tubo B que continha cromato de potássio foi de 8,6. 10-4 mol.L-1.
6. CONCLUSÃO
Através das análises realizadas e dos dados obtidos pelo procedimento 4.1 pode-se construir uma tabela de absorbância como era esperado, através da tabela foi construído um espectro onde pôde-se observar a absorbância para as duas soluções analisadas em diferentes comprimentos de onda.
Já no procedimento 4.2, foi analisado diferentes comprimentos de onda para as duas soluções sendo que o permanganato de potássio possuiu seu maior comprimento de onda 540nm e um valor fixo de 500 nm onde ambos foram analisados e posteriormente construído espectros dos mesmos e o cromato de potássio obteve comprimento de onda máximo em 370 nm e o fixo de 500 nm onde foi construído espectros da mesma forma que o anterior.
Porém através das analises dos espectros pode-se observar que a solução de cromato de potássio no comprimento de onda de 500 nm não obedeceu a lei de Beer, onde não foi possível observar uma reta no espectro. 
No procedimento 4.3 foi calculada as concentrações de ambas as soluções analisadas, sendo que a concentração de cromato de potássio foi maior do que a de dicromato de potássio.
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
HARRIS, Daniel C. Análise Química Quantitativa. 6ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005.
SKOOG, D. A.; HOLLER, F. J.; NIEMAN, T. A. Princípios de Análise Instrumental, 6ª ed, São Paulo, Bookman., 2009.
Disponível em: http://www.shimadzu.com.br/analitica/produtos/spectro/uv/uv-2600.shtml. Acessado em 09 de outubro de 2015 ás 09h e 37min.