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Discente: Ilker Gabriel Santana do Nascimento – 20182025157 Turma: I2023TB Data: 17/06/2021 I - Espectroscopia Visível, Ótica e Massa 1 - Complete a tabela abaixo: 2 - Qual dos ácidos inorgânicos provoca o maior abatimento de sinal em espctrofotometria de absroção atômica e em espectrometria de plasma: Resposta: Letra C – H2SO4. 3 - Na dterminação de sódio por espectrofotometria de absorção atômica, qual é o tipo de fenômeno usado na sua quantificação? Resposta: Letra B – Radiação de ressonância do elétron 3s1 para 3p1. 4 – A tocha de um equipamento de plasma de aclopamento induzido é formada por: Resposta: Letra A – Colisão entre moléculas e íons de argônio em um campo magnético. 5 – Descreva de forma objetiva, as técnicas de análise baseadas no espectro atômico através da medida de fótons ou de íons relacionadas com a determinação da concentração elementar. Mostre seus respectivos fluxogramas de análise no aparelho e o diagrama de funcionamento dos aparelhos citados. Resposta: As técnicas de espectrofotometria atômica envolve a medida da absorção da intensidade da radiação eletromagnética e na propriedade dos átomos ou íons de emitir radiação com comprimentos de onda característicos. Ultravioleta Infravermelho ATR-FUV MP-AES e MIP 400 a 800 - Espectrofotometria de Absorção atômica (UV-Vis). - Espectrofotometria de Emissão por Fotômetro de chama (F-AES). - Espectrofotometria de Absorção Atômica com fonte de chama (F-AAS). - Espectrometria de Emissão com fonte de plasma indutivo (ICP-OES). Lâmpada de cátodo Radiação incidente Queimador Radiação Transmitida Amostra Atomizada Monocromador Amostra Entrada de gás combustível Entrada de amostra Amostra nebulizada 6 - Qual é a cor de um composto cuja absorção máxima no visível está em 480 nm? Resposta: Cor vermelha. II - Aplicações da Espectrofotometria de Visível e Ultra Violeta 1 – Um composto apresentou absortividade molar de 2,17.103 L/cm.mol. Que concentração do composto será necessária para produzir uma solução em célula de 2,5 cm? Resposta: 2-Uma solução contendo um complexo de tiouréia e Bi(III) apresentou absortividade molar de 9,32.103 L/cm x mol a 472 nm. A) Qual a absorbância de solução de 6,24 .10-5 mol L-1 do complexo á 472 nm em célula de 1 cm de espessura? Resposta: Segundo a Lei de Lambert-Beer, Onde: A = Absorbância ε = Coeficiente de absortividade molar (mol/L-1.cm-1) C = Concentração Molar (mol/L) l = Passo óptico (cm) A472= (9,32 x 10 -3) x (6,24 x 10 -5) x 1 A472= 58,1568 x 10 -2 A472= 0,582 A absorbância da solução é 0,582. B) Qual a %T descrita em (a)? Resposta: T= 10-A T= 10-0,582 T= 0,2618 x 100% = 26,18% A porcentagem de transmitância é 26,18%. C) qual a concentração molar do complexo na solução que tem absorbância descrita em (a) quando medida em célula de 3 cm? Resposta: A= ε x l x c c= A/ (ε x l) c= 0,582/ (9,32 x10 -3 x 3) c= (0,582 x 10 -3) / 27,96 c= 0,021 x10 -3 c= 0,000021mol/L. A concentração molar do complexo é 0,000021mol/L. 3 -Uma alíquota de 25 mL de solução aquosa de quinino foi diluída a 50 mL e encontrou-se a 348 nm uma absorbância de 0,832, quando - medida em célula de 2 cm. Uma segunda alíquota de 25 mL foi misturada a 10 mL de solução contendo 28 ppm de quinino.Após diluição á 50 mL a solução apresentou Absorbãncia de 1,22 , em célula de 2,00 cm.Qual a concentração de quinino na amostra? Resposta: 25ml 50ml 25ml 50ml A= 0,832 / B= 2cm 10ml 50ml 1,22 = E. b. (25.C/50) + E. b. (28 ffm. 10/50) 1,22 = 0,832 + E. 2. (280/50) E= 0,0346 Logo: 0,832= 0,0346 x 2 x (25 x C/ 50) C=24,04 ppm 4 - Ti e V formam complexos coloridos com água oxigenada Soluções separadas destes metais, contendo 5 mg dos mesmos, foram tratadas com ácido perclórico e água oxigenada e diluídas a 100 mL. Uma terceira solução foi preparada dissolvendo-se 10 mg de uma liga (que contém apenas Ti e V) e tratada de mesma forma que os padrões. As absorbâncias das três soluções foram medidas em 410 e 460 nm. Calcule as %T de Ti e de V na liga. Solução A 410 nm A 460 nm Ti 0,760 0,513 V 0,185 0,250 Liga 0,715 0,657 A= 1,22/ B=2cm Resposta: 5 – Uma solução contendo 8,75 ppm de KMnO4 (158,8 g mol-1 ) apresenta uma transmitância de 0,743 em uma célula de 1,00 cm a 520 nm. Calcular a absortividade molar do KMnO4. Resposta: 6 – Um farmacêutico precisou analisar o teor de ferro na água de um riacho e para tal ele adotou o seguinte procedimento: Uma amostra com 25,00 mL de água foi acidificada com ácido nítrico e tratada com KSCN em excesso para formar um complexo vermelho. A solução foi diluída para 100,0 mL e colocada numa célula de comprimento óptico variável. Para efeito de comparação, 10,0 mL de uma amostra de referência de Fe3+ 6,80x10-4 M foram tratados com HNO3 e KSCN, e então diluídos a 50,0 mL. A referência foi colocada numa célula com caminho óptico de 1,00 cm. A amostra de água apresentou a mesma absorvância da referência quando o caminho óptico da sua célula foi de 2,48 cm. Qual foi a concentração de ferro que o farmacêutico encontrou na água do riacho? Resposta: 25ml 100ml 10ml 50ml C1 . V1 = C2 . V2 6,8 x 10-4 mol/L x 0,010L= C2 x 0,050L C2 = 1,36 X 10 -4 7 – O Berílio(II) forma um complexo de massa molar igual a 166,2 g mol-1 com a acetilacetona. Calcular a absortividade molar do complexo, dado que uma solução 1,34 ppm apresenta uma transmitância de 55,7% quando medida em uma célula de 1,00 cm a 295 nm. Resposta: A =2 x log [55,7%] A= 0,25 C= 1,34 ppm 0,00133 g/L A= E. b. c 0,25 = E x 8,0 x 10 -6 x 1cm E=31250 L/mol . cm Absorvância 1 = Absorvância 2 2,48cm (25 x C/100) = 1,36 x 10 -4 mol/L x 1cm C= 2,19 x 10 -4 mol/L 166,2 g/mol = 8,0 x 10 -6 mol/L 8 – Uma alíquota de 5,00 mL de uma solução que contém 5,94 ppm de Ferro(III) é tratada com um excesso apropriado de KSCN e diluída para 50,00 mL. Qual é a absorbância da solução resultante a 580 nm em uma célula de 2,50 cm? DADOS: εFeSCN2 + = 7,00x103 L cm-1 mol-1 Resposta: 5ml 50ml C= 5,94 ppm 0,00583/55,845 g/mol = 0,000104 mol/L A= E. b. c A= 7x10 3 L/cm. Mol x 2,5 cm (0,000104 mol/L x 5/50) A= 0,182 9 – A 580 nm, o comprimento de onda de seu máximo de absorção, o complexo FeSCN2 + apresenta uma absortividade molar de 7,00x103 L cm-1 mol-1 . Calcule: a) a transmitância (em %) de uma solução 3,75x10-5 mol L-1 do complexo a 580 nm em uma célula de 1,00 cm. Resposta: A= 1cm x 3,75 x 10 -5 mol/L x 7x10 3 L/mol. cm A= 2,625x10 -1 t = 10-2,625x10x1 t= 0,54 54% b) a transmitância (em %) de uma solução na qual a concentração do complexo é duas vezes aquela do item “a”. Resposta: 3,75 x 10 -5 x 2 = 7,5 x 10 -5 mol/L A= 1cm x 7,0 x 10 3 L/mol x 7,5 -5 mol/L A= 5,25 x 10 -1 t = 10-0,525 t = 0,29 29% c) a absorbância de uma solução que apresenta a metade da transmitância daquela descrita no item “a”. Resposta: %t /2= 29%/ 2 = 14,5% A= 2.log [14,5] A= 0,839 III – Potenciometria – pHnimetria 1 - Quais são os tipos de eletrodos mais comuns? Escreva a equação de Nernst correspondente. Resposta: -Eletrodos de calomelano saturado (ECS- SCE) -Eletrodos de prata/ cloreto de prata -Eletrodos padrão de hidrogênio 2 - Descreva a instrumentação e reagentes necessários para uma medida potenciométricade pH e cite um fator que pode causar erro na medida experimental. Resposta: Instrumentação: - Dispositivo para leitura do potencial (potenciômetro) - Eletrodo de referência - Eletrodo indicador Reagente: - Solução tampão - Medida de temperatura Um fator que pode ocasionar erro na medição seria não lavar o eletrodo após uma medição. Eq. Nernst 3 - Explique para que serve a titulação potenciométrica e se neste tipo de titulação é necessário o uso de um indicador. Resposta: Serve para observar a variação de pH através da curva de titulação. Neste tipo de titulação não é necessário a utilização de indicador, pois, tem-se uma aparelhagem específica para medir o diferencial, este aparelho se trata de um eletrodo e um medidor de corrente. 4 - O que é um slope de calibração de pH e qual é o valor ideal (use as definições de curva de calibração e da equação de Nernst)? Resposta: O Slope de calibração é uma conversão que o pHmetro usa para transformar o sinal de mV em pH. O equipamento determina o slope medindo a diferença dos valores em mV entre os tampões de pH. O valor ideal de slope é -59,16 mv/pH. 5 – De acordo com a pergunta anterior, e tomando como exemplo, que em uma solução com pH 7,00 o valor do potencial teórico é 0,00mV, qual deve ser o potencial de uma solução com pH 4,00 e 9,00? Resposta: pH 7 ---------- potencial teórico 0,00mv pH 4 ---------- potecianl = 59,16 x 3 = 177,48 pH 9 ---------- potencial = 59,16 x 2 = 118,32 6 - Com o tempo, espera-se que o deslocamento do potencial de mV varie conforme a sonda envelhece, portanto, uma tolerância aceitável para qualquerbuffer em qualquer eletrodo é de ± 30 mV. É assim que as calibrações de reconhecimento automático são feitas. Por exemplo, se em calibração o mVa medição do potencial está entre -30 mV e +30 mV, o medidor reconhecerá esse buffer como 7 pH. Se uma leitura for feita em pH 4,7 e 10 buffers e as medições de mV são registradas, essas informações podem ser usadas para identificar muitos problemas comuns com o pH. Exemplo 1: Se em um eletrodo Ag / AgCl, os resultados parecem lentos, mas a sonda calibra e os seguintes resultados de mV foram registrados: pH 4: 202 mV pH 7: 25 mV pH 10: -153 mV Exemplo 2: Se em um eletrodo Ag / AgCl, a calibração falha e os seguintes resultados de mV foram registrados: pH 4: 222 mV pH 7: 45 mV pH 10: -133 Mv O que está acontecendo com o medidor de pH, explique sua resposta? Respostas: No primeiro exemplo as soluções padrão apresentam um deslocamento de 25 mV, aceitável na tolerãncia de 30 mV. Embora os resultados sejam lentos, possuem o mesmo deslocamento, logo são precisos. Pode-se deduzir que o eletrodo está no fim de sua vida útil. No segundo exemplo, é notável que o deslocamento é de 45 mV. Como se apresenta fora da tolerância, a calibração é falha. 7 - A concentração de Na+ em uma solução foi determinada por medidas realizadas com um eletrodo seletivo ao íon sódio. O sistema de eletrodos desenvolveu um potencial de -0,2331 V quando imerso em 10,00 mL da solução de concentração desconhecida. Após a adição de 1,00 mL de NaCl 2,00x10 -2 mol L-1 , o potencial variou para -0,1846 V. Calcule a concentração de Na+ na solução original. Resposta: IV – Potenciometria – Condutimetria 1 - Conceitos importantes. A condutimetria fundamenta-se em medições de condutância de soluções iônicas. A condução de eletricidade através das soluções iônicas ocorre devido a migração dos cátions e ânions com aplicação de um eletrodo. Quando aplicamos um campo eletrostático (fem) em uma solução eletrolítica, ocorre a migração dos íons através da solução. A condutância da solução iônica depende da quantidade de ânions e cátions, bem como de suas respectivas cargas e mobilidades; sendo um resultado da soma da contribuição individual de cada íon presente na solução; trata-se portanto, de uma propriedade que não depende de reações específicas ao nível de um campo eletrostático. A análise condutométrica pode ser direta, quando depende de uma única medição da condutância da solução; ou indireta quando depende de medições da variação da condutância no decorrer de uma titulação. 2 - Identifique os fenômenos que ocorrem usando (DC) Potencial de Corrente Direta (AC) Potencial de Corrente Alternada. ( AC) Não há reação e nem consumo de analito (DC) Ocorre reação de oxidação no anodo e redução no catodo. (DC ) Ocorre formação de dupla camada. (AC ) A polarização é invertida a cada meio ciclo. ( AC) Ocorre processo não-faradaico. ( DC) Ocorre processo faradaico 3 - O que é resistividade, condutividade molar, condutividade molar limite e condutividade iônica? Resposta: Resistividade: resistividade é a capacidade de resistência de um determinado material, isto é, alguns materias tem muita oposição a passagem da corrente elétrica como por exemplo: o tungstênio ou tem pouca oposição a passagem elétrica como por exemplo: o cobre. Condutividade molar: A condutividade dos eletrólitos pode ser comparada através de suas condutividades molares, m. Esta é determinada a partir da condutividade específica e da concentração C da substância na solução eletrolítica conforme a equação. m= 1000/ C = m=(10 3 (Scm-1)/ C(molcm-3)) = Scm2 mol-1 = -1 cm2 mol-1 = · C / 1000 ....(4) Condutividade molar limite: Quando a concentração de eletrólito tende a ZERO, a condutividade é chamada de condutividade molar à diluição infinita, . No caso de eletrólitos fortes, pode ser determinado através da lei de Kohlrausch da migração independente. Segundo esta lei, em diluição infinita, os íons têm comportamento independente: = + + - ...(5) + e - são as condutividades molares iônicas limite dos cátions e ânions, respectivamente, à diluição infinita, calculadas a partir de suas mobilidades em diluição infinita. m = - k c Condutividade molar do KCl versus a raiz quadrada da concentração Condutividade iônica: É a condutividade molar à diluição infinita do cátion e do ânion. 4 - O que diz a lei de Friedrich Kohlrausch? Resposta: Medidas de condutância elétrica permitem diferenciar eletrólitos fracos e fortes. Eletrólitos fortes - lei de Kohlrausch Eletrólitos fracos - lei de diluição de Ostwald. No caso de eletrólitos fortes, pode ser determinado através da lei de Kohlrausch da migração independente. Segundo esta lei, em diluição infinita, os íons têm comportamento independente. = + + - ...(5) 5 - Identifique cada representação gráfica, com base nos estudos relacionados a curvas de medidas de condutividade de eletrólitos fracos e fortes. Resposta: 1- Ácido ± Forte x NaOH 2- Ácido Fraco x NaOH 3- Ácido Fraco x NH4OH 4- Ácido Forte x NaOH 5- Base Fraca x HCl 6- Ácido Fraco x AgNO3 6 - A condutividade molar do HCOOH a 0,0250 M é 4,61 mS m2 /mol. Qual o pKa desse ácido? Resposta: Ácido metanoico HCOOH H+ + COOH- 0,025M 4,61 mS m2 / mol 4,61 Sm2 . mol-1 + = 350 ǀ - = 55 = + + - = 350 + 55 = 405 4,61/405=0,11 Ka=(0,025 x 0,11) 2 / 1- 0,11 Ka=8,4972x10 -6 pKa= 5,07 7 - Recomenda-se uma constante da célula de 20,00 cm-1 para um condutivímetro comercial destinado a determinações de 1 a 18% de HCl. As respectivas condutâncias vão de 0,0630 até cerca de 0,750 S.cm-1 . Quais os valores de resistências abrangidos. Resposta: K= 1/R X d/A K1 = 0,0630 K2 = 0,750 As resistências serão “R1” e “R2”. 20,00 cm-1 R= 1/K x 20,00 R1= 1/0,0630 x 20,00 = 317 R2= 1/0,750 x 20,00 = 26,66 Ilker Gabriel Santana do Nascimento – 20182025157 • Curva de Calibração
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