Cinética por espectofotometria

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INSTITUTO FEDERAL DE BRASÍLIA –
CAMPUS GAMA
LABORATÓRIO DE FÍSICO QUÍMICA
CINÉTICA POR ESPECTROFOTOMETRIA
CURSO: Licenciatura em química
TURMA: 20211810107A
NOME MATRÍCULA NOTA
1 Karine Vitoria Alves da Silva 171028100022
Data da realização do experimento: 17/06/2021
Data da entrega do relatório: 27/06/2021
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO 3
OBJETIVOS 3
MATERIAIS, EQUIPAMENTOS E REAGENTES 3
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 3
RESULTADOS E DISCUSSÃO 4
CONCLUSÃO 7
REFERÊNCIAS 7
1. INTRODUÇÃO
Segundo Skoog (2006) a espectroscopia é uma área de estudo dos químicos
que visam entender de que forma as radiações eletromagnéticas interagem
com átomos e moléculas, para cada tipo de radiação eletromagnética existem
frequências de luzes diferentes.
O composto violeta cristal, é um sal com ampla conjugação, com uma base
fraca, então quando em contato com a solução de hidróxido de sódio, o
equilíbrio será deslocado no sentido de formação da base, que então
compromete a conjugação, de forma que a solução vai perdendo a cor.
Conforme a cinética evolui, a reação converte o reagente em produtos até
atingir o equilíbrio.(ref vídeo)
Segundo Cinética (2020) a absorbância pode ser escrita em termos
percentuais como, quociente da intensidade da luz transmitida após passar
pela amostra, dividida pela intensidade da luz incidente. A partir de análises
realizadas no espectrofotômetro é possível encontrar os valores da
absorbância de determinadas amostras, sendo possível acompanhar a
cinética da reação utilizando a lei de Lambert Beer (eq.1). portanto quanto
maior a concentração da substância e solução maior a sua absorbância.
𝐴 = ε 𝑑 𝑐
onde:
A = absorção
ε = coeficiente de absortividade molar (que é uma característica da
substância)
d = o caminho óptico percorrido pela luz na solução
c = concentração da solução
2. OBJETIVOS
Investigar o estudo cinético de uma reação de 1º ordem, a partir da reação do
sal violeta cristal.
3. MATERIAIS E REAGENTES
Os equipamentos e materiais utilizados para realização do experimento estão
listados abaixo:
● 5 balões volumétricos para amostras que serão analisadas
● 5 ml de hidróxido de sodio (5x10-2M)
● água destilada
● béquer
● cronômetro
● cubetas
● espectrofotômetro
● pipeta volumétrica
● tubo de ensaio
● violeta cristal ( 5x10-5 M)
4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
1. Distribuir as amostras em 5 balões volumétricos.
2. Adicionar a solução violeta cristal às amostras, as concentrações da solução
a serem adicionadas em cada balão volumétrico são apresentadas a seguir:
Balão C/10-5 M
1 1
2 0,5
3 0,25
4 0,125
5 0,063
3. Em uma cubeta adicionar água destilada e colocar no espectrofotômetro, na
direção do feixe, para realizar a calibração.
4. Em seguida, iniciar a análise com a solução mais diluída, para isso adicionar
a amostra do 5º balão volumétrico à uma segunda cubeta e inserir no
equipamento, sem retirar a cubeta com água destilada.
5. Anotar a absorbância apresentada no painel do equipamento ao fim da
análise.
6. Repetir o procedimento para as amostras 4, 3, 2 e 1, respetivamente.
7. Ao final das análises, introduzir no equipamento o sistema contendo a reação
no tempo infinito e calibrar novamente o equipamento.
8. Adicionar 5ml do béquer contendo hidróxido de sódio (NaOH) ao tubo de
ensaio contendo 5ml de violeta cristal, despejar a solução em uma cubeta e
levar para o espectrofotômetro.
9. Realizar análise da reação no tempo 0, misturando 5ml de violeta cristal a 5ml
de água.
10.RESULTADOS E DISCUSSÕES
O corante Violeta Cristal, ou Violeta Genciana, é um corante catiônico e que
possui a fórmula química C24H 28 N3Cl. (OLIVEIRA, 2013). A fórmula estrutural
é apresentada na imagem 1.
Imagem 1: Fórmula estrutural do corante violeta cristal
Fonte: http://ppgciac.macae.ufrj.br
As leituras das absorbância foram realizadas em um espectrofotômetro
ultravioleta visível (UV VIS), a partir da leitura das 5 amostras com
concentrações variadas da solução de violeta cristal ( 5x10-5 M) . Com esses
resultados encontra-se a curva de calibração, onde é possível verificar a
linearidade entre a concentração e a absorbância medida, os valores de
absorbância para cada amostra são apresentados no quadro 1.
Quando um feixe de luz monocromática atravessa um meio transparente
homogêneo, cada camada deste meio absorvia igual a fração de luz que
atravessava, independentemente da intensidade da luz que incidia. A partir
desta conclusão foi enunciada a seguinte lei: " A intensidade da luz emitida
decresce exponencialmente à medida que a espessura do meio absorvente
aumenta aritmeticamente ". (MENDES, ca 2014). A curva de calibração
encontrada para as amostras analisadas são apresentadas no gráfico 1 e
serão utilizadas como base para obter os resultados das absorbâncias
encontradas na corrida cinética.
Quadro 1: relação entre amostras e valor da absorbância encontrado.
Balão A
1 0,418
2 0,125
3 0,072
4 0,041
5 0,023
Gráfico 1: Curva padrão das 5 amostras analisadas
Após medir a absorbância da reação no tempo infinito, inicia-se a medição da
solução contendo hidróxido de sódio e violeta cristal, observa-se a reação
quando atinge o equilíbrio, e a cada instante, para determinar a absorbância
no tempo T, chamada corrida cinética. Em seguida é possível construir um
gráfico tratando os dados, sendo um reação de pseudo 1ª ordem, observa-se
uma reta, com coeficiente angular negativo conforme mostra o gráfico 2.
Gráfico 2: Curva cinética
11. CONCLUSÃO
Ao final do experimento e com os resultados obtidos é possível identificar que
há proporcionalidade entre o tempo e a diferença das absorbâncias iniciais e
a absorbância da reação, sendo possível visualizar a corrida cinética a partir
do tratamento dos dados obtidos, como apresentado no gráfico 1.
12.REFERÊNCIAS
CINÉTICA por espectrofotometria. Rio de Janeiro: Creative Commons, 2020.
Son., color. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=jDyTi7PYz5c.
Acesso em: 24 jun. 2021.
MENDES, Marcus Fabiano de Almeida. Espectrofotometria. ca 2014.
Disponível em: https://www.ufrgs.br/leo/site_espec/bibliografia.html. Acesso
em: 26 jun. 2021.
OLIVEIRA, Nazaré Mouta de. Sorção de Corantes em Biomassa seca das
Macrófitas Aquáticas Salvinia sp. e Pistia stratiotes. 2013. 116 f. Dissertação
(Mestrado) - Curso de Programa de Pós-Graduação em Ciências da Natureza
Conservação, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014.
Cap. 3. Disponível em:
http://ppgciac.macae.ufrj.br/images/Disserta%C3%A7%C3%B5es/Nazar%C3%
A9_Mouta_de_Oliveira.pdf. Acesso em: 26 jun. 2021.