exercícios instrumental espectrofotometria resolvidos

Prévia do material em texto

Lista 1- Exercícios Química Instrumental espectrofotometria – Prof. Dra. Clóvia Marozzin Mistura 
1) O que é análise colorimétrica? Utiliza a absorção eletromagnética na faixa do visível para determinar 
espécie/espécies químicas. Quais os requisitos para que um analito seja determinado por 
espectrofotometria no visível? 
Estar no estado líquido ou solubilizada em algum solvente que não absorva no mesmo comprimento de 
onda, a espécie a ser determinada na amostra analisada deve apresentar cor ou desenvolver cor com 
algum reagente ou absorver no espectro de faixa do equipamento, ter a concentração diretamente 
proporcional a absorbância do comprimento de onda escolhido, não degradar no meio estudado. 
Colorímetro é descrito geralmente como qualquer instrumento que caracteriza amostras coloridas para obter 
uma medida objetiva das características da cor. Na química, o colorímetro é um aparato que permite que a 
determinação da absorbância de uma solução em uma frequência particular de cores. Colorímetros tornam 
possíveis as verificações de concentração de um soluto conhecido, desde que esta seja proporcional 
à absorbância. 
2) Quais os principais componentes de um colorímetro fotoelétrico? 
ou 
ou 
Esquema óptico dos principais componentes do espectrofotômetro. As letras representam: (a) fonte de luz, (b) colimador, (c) 
prisma ou rede de difração, (d) fenda seletora de X, (e) compartimento de amostras com cubeta contendo solução, (f) célula 
fotelétrica, (g) amplificador. 
Os números significam: (1) Comprimento de onda (2) impressão (3) Fator de concentração (4) Modo UV (Lâmpada de deutério), 
(5) leitura (6) compartimento de amostras (7) Controle do Zero (100% T), (8) Sensibilidade (9)ON/OFF. 
Princípios dos colorímetros: Diferentes substâncias químicas absorvem variadas frequências 
do espectro visível. Os colorímetros se baseam no princípio que a absorbância de uma substância é 
proporcional à sua concentração, por exemplo uma solução mais concentrada dará uma maior leitura de 
absorbância. Pode ser utilizado um filtro em um colorímetro para selecionar a cor da luz na qual o soluto tem 
absorbância máxima, de modo a maximizar a exatidão do experimento. Note que a cor da luz absorvida é a 
"oposta" da cor do espécime, então um filtro azul será apropriado para uma substância laranja. Sensores 
medem a quantidade de luz que passa pela solução, comparando com a quantidade que entra e um mostrador 
permite a leitura direta da absorbância ou de outra grandeza proporcional a esta. 
Uma leitura quantitativa para a concentração de uma substância pode ser encontrada fazendo-se uma série de 
soluções de concentrações conhecidas do composto em estudo, obtendo um gráfico de absorbância x 
concentração, denominado curva de calibração. Pela leitura da absorbância de uma espécie na curva, um valor 
para sua concentração é encontrado. 
http://www.ufrgs.br/leo/site_espec/componentes.html e https://www.youtube.com/watch?v=R4ZT3g2-Ryg 
3) O que é absorbância e transmitância de uma amostra? Como se relacionam os parâmetros de 
Absorbância e Transmitância matematicamente? O que diz a lei de Beer e de Lambert? Qual a expressão 
matemática das duas? 
A= - log (%T/100) 
T%= (100) (antilog -A) 
 
4) Quais os principais desvios da lei de Beer? comente cada um deles. 
Para cumprir a Lei de Beer, os analitos deveriam ter sempre respostas lineares entre a absorbância e a 
concentração na amostra, isto não é encontrado se a amostra sofrer interação, por exemplo com a cubeta, 
bolhas, riscos, reflexão, etc. também interações com o meio analisado ou com outras espécies, desvios 
químicos quando a espécie se associa ao solvente ou outras substâncias do meio, escolha do 
comprimento de onda não específico, equipamentos com baixa sensibilidade, uso de soluções muito 
concentradas, preparação de curvas analíticas com desvios e erros do analista ou laboratoriais. 
5) O que é absortividade molar e para que serve? 
Absorbtividade molar (também citada como absorvidade molar ou absortividade molar), anteriormente conhecida 
como coeficiente de extinção molar, é a capacidade que um mol de substância em atenuar luz incidida em um dado 
comprimento de onda, ou em outras palavras, o quão fortemente uma substância absorve radiação de uma 
http://www.ufrgs.br/leo/site_espec/componentes.html
https://www.youtube.com/watch?v=R4ZT3g2-Ryg
determinada frequência. É propriedade de cada substância na suas soluções molares, depende da estrutura da 
substância ou espécie, do solvente utilizado e do comprimento de onda escolhido, da temperatura do meio no 
momento da análise. Serve para comparar as substâncias quanto a absorção eletromagnética e ajuda na sua 
determinação. 
6) Quais as principais vantagens na utilização de redes de difração, em substituição do prisma de vidro 
para promover a seleção do comprimento de onda? Melhora muito a sensibilidade do método, podendo 
escolher comprimentos de onda mais específicos. 
7) Proponha um método espectrofotométrico, para determinação simultânea do ácido acetilsalicílico e 
cafeína, em comprimidos comerciais. Realizar duas curvas de absorção dos analitos, encontrar o 
comprimento de onda de absorção máxima de cada um separadamente, após preparar a amostra, 
macerando e dissolvendo uma quantidade conhecida de massa dos comprimidos em solvente adequado e 
avaliar a quantidade através das curvas de calibração separadas, mas numa leitura única no 
espectrofotômetro UV. Calcular as concentrações nos comprimidos. 
8) Como poderíamos determinar ferro em sucos ou refrigerantes coloridos, por Espectrofotometria 
visível? Produzindo amostras com desenvolvimento de cor relacionado a concentração de ferro (II) no 
meio se fossem de cores diferentes da região do amarelo poderia se usar o método da orto fenantrolina, 
senão o melhor seria escolher outro método. 
9) Proponha um preparo de uma amostra sólida (alimento), para que possa ser empregada 
espectrofotometria para a determinação de íons ferro. Maceração de quantidade conhecida, dissolução 
em solvente adequado, filtração da mesma, desenvolvimento de coloração na amostra e na curva analítica 
com padrões no mesmo solvente da amostra, leitura da Absorbância da curva e da amostra e cálculo da 
concentração de íons ferro (II). 
10) Demonstrar os cálculos para preparar as seguintes soluções: 
a) Solução mãe de 1500 ppm de nitrato, partindo do sal KNO3.4H2O, em balão de 250mL. 
R= 1,0107 g de KNO3.4H2O 
b) Solução estoque de 550 ppm de nitrato, em balão de 100 mL, partindo da solução mãe. 
R=36,67 mL 
c) 412 ppm de um padrão de colesterol de marca Sigma, em balão de 20 mL. 
R= 8.24 mg ou 0,00824 g/20 mL de solução 
C27H46O colesterol, massa molar 386,65 g/mol 
d) Solução mãe de 1250 ppm de potássio, partindo do sal K2SO4.6H2O , em balão de 250 mL. 
R=1,1280 g (cuidar que cada mol de sal fornece 2 mols de potássio) 
e) Solução de 30 ppm, em balão de 200 mL, partindo da Solução mãe de concentração 50 ppm em 
balão de 25 mL, do ansiolítico alprazolam. 
R= 120 mL, ou seja, não tem solução mãe suficiente para fazer a estoque, seriam necessários 333,3 mL 
de solução mãe para fazer os 200 mL da solução estoque solicitada. 
f) Solução de 30 ppm de potássio, em balão de 200 mL, partindo da Solução mãe com concentração 
de 100 ppm de K2Cl(aq). 
R= 30 mL de solução mãe em 200 mL de solução estoque. 
 
Dados: M(O)= 15,999 g/mol; M(S)=32,065g/mol; M(N) = 14,0067g/mol; M (K) = 39,0983g/mol; 
M(O) = 15,999 g/mol; M(H) = 1,0079 g/mol; M(K) = 39,098 g/mol; M(Na) = 22,99 g/mol. 
11) Citar 4 desvios químicos da Lei de Lambert-Beer. Citar 3 vantagens da análise de misturas pela lei de 
Lambert-Beer 
Para soluções com concentrações maiores que 0,01 mol/L, mesmo não sendo da espécie absorvedora, a 
distância média entre as espécies diminui a ponto de alterar a capacidade das espécies em absorver a 
radiação, ou seja, diminui o valor de Ɛ. 
Desvios aparentes da lei de Beer surgem quando um analitose dissocia, se associa ou reage com um 
solvente para dar um produto que tenha um espectro de absorção diferente do analito. Um exemplo disto 
é a mudança de cor de indicadores ácido-base de acordo com o equilíbrio em função do pH. 
Além disso, se ambas as espécies absorverem no mesmo comprimento de onda, poderá haver um desvio 
positivo ou negativo em função de Ɛ. 
O índice de refração do meio também causa desvios. Assim, se as variações de concentração causam 
alterações significativas no índice de refração da solução, os desvios da lei de Beer são observados. 
Quando esse fator é preponderante, uma correção pode ser aplicada, acrescentando à expressão da lei 
de Beer o termo n/(n+2)2, onde n é o índice de refração. 
As maiores vantagens para analisar sistemas com diversas substâncias pela Lei de Lambert-Beer são: 
poder quantificar diversas substâncias na mesma amostra desde que com absorbâncias diferentes ou Ɛ 
diferentes, pouca preparação da amostra e diminuição de erros de preparação. 
12) O corante 4-metil-imidazol (246,34 g/mol), é utilizado em alimentos, embora seja do tipo E 
considerado perigoso e sob-restrição. O seu uso ainda persiste em alimentos e refrigerantes por ser um 
produto que se encontra no mercado e barato. Uma amostra de 15 mL de refrigerante após extração com 
THF*, apresenta o corante na fase orgânica. A leitura em espectrofotômetro do visível com cubeta de 2 
cm, apresentou uma absorbância de 0,234. Uma solução padrão do corante em THF em cubeta de 2cm e 
de C = 1,67 10-4 mol/L, deu uma leitura de absorbância de 0,378. Pede-se: 
a) a absortividade molar em L mol-1 cm-1. 
R= Do padrão: 
b) a concentração em mg/100 mL de corante no refrigerante. 
*Tetraidrofurano, abreviado comumente como THF, é um composto orgânico heterocíclico, especificamente um éter 
cíclico, usado como solvente, obtido pela hidrogenação do furano, com fórmula (CH₂)₄O. 
R=2,4717 mg/100mL 
14) Uma solução de nitrito de conc = 3,5 10-5 mol/L, absorve no  = 580 nm, quando em presença de 
ácido sulfâmico e -naftilamina, dando uma absorbância de 0,350, em cubeta de 1cm. Uma amostra de 
salame de 32,864 g, é triturado e homogeneizado com água destilada por 30 minutos. Em seguida é 
adicionado os reagentes de cor e completado o volume de 200 mL, com água, em balão volumétrico. 
Então é realizada a leitura da absorbância da amostra no aparelho nas mesmas condições, e deu 0,396. 
Foi lida também a absorbância de um branco com água destilada e deu 0,019. Encontrar a concentração 
de nitrito em mol/L no salame. 
R=3,9864 x 10-5 mol/L 
15) Uma solução padrão de vitamina A de concentração 0,00065 mol/L, em éter de petróleo, absorve 
fortemente no comprimento de onda  = 156 nm, dando origem, a uma transmitância de 85,3%. Uma 
amostra de fígado de 8,9841g, é triturado e homogeneizado com éter de petróleo por 30 minutos. Em 
seguida é completado o volume de 50 mL com éter de petróleo em balão volumétrico. Então é realizada a 
leitura da transmitância da amostra no aparelho, e deu 74,3%. Foi lida também a transmitância do éter de 
petróleo e deu 98,2%. Encontrar a concentração de vitamina A no fígado em mg/kg. 
Vitamina A =C20H30O; MM 286,456 g /mol 
R=368,7261 mg/kg 
16) Uma solução padrão do pesticida dicofol absorve fortemente no UV em comprimento de onda  = 303 
nm. Uma concentração de 5,6710-5 mol/L da origem a uma transmitância de 84,5%. Sabendo-se que foi 
usada uma cubeta de 2 cm, calcular a absortividade molar do pesticida. 
R=575,4409 
 
17) Uma amostra de Kiwi de 3,045 g é triturada e homogeneizada com metanol e água destilada, por 30 
minutos, para determinar o teor do pesticida paraquat. Em seguida é completado o volume de um balão 
volumétrico de 20,00 mL com água. Então é realizada a leitura da absorbância da amostra, no  = 260 nm 
no aparelho e deu 0,038. Sabendo-se que a cubeta de leitura tinha 2 cm de percurso óptico, encontrar a 
concentração em ppm de paraquat no Kiwi (mg/kg). A Absortividade molar do paraquat em água é de 580. 
 
C12H14Cl2N2 MM=257.16 g/mol 
R=8,4242 mg/kg 
 
18) Observe a curva analítica abaixo que representa a absorbância x concentração do permanganato de 
potássio (ppm): 
a) Como ela foi elaborada experimentalmente? 
b) Se o valor de uma amostra desconhecida for de 0,064, qual a concentração da substância de 
interesse, segundo esta curva? 
c) Esta curva experimental segue a lei de Lambert-Beer? Por quê? 
d) Explique o R2 
 
R= 1,9583 ppm