DETERMINAÇÃO POR FOTOCOLORIMETRIA

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS

COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA QUÍMICA

CURSO DE BACHARELADO EM QUÍMICA

WILLIAM PINHEIRO

FOTOCOLORIMETRIA

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA

[pic 1]

MANAUS 2015

1. INTRODUÇÃO

        Rotineiramente é necessária a medição da concentração de sustâncias químicas em laboratórios industriais, laboratórios clínicos, laboratórios forenses, de pesquisa e desenvolvimento etc. As técnicas tradicionais de determinação da concentração por titulação se tornam inaplicável frente à demanda de análises feitas em diversas situações e a quantidade de tempo e substancias que seriam necessárias. Para solucionar  tal problema, foi desenvolvida técnicas para  a determinação dessas propriedades baseado na capacidade de absorção de radiação pelas moléculas das soluções a serem analisados.

1. Ondas luminosas

        

        Quando uma luz branca, que é denominada policromática, é incidida sobre um prisma, pode-se observar a separação  dessa onda em diferentes cores, cada uma correspondente a um determinado comprimento de onda conforme a Figura 1 (CIENFUEGOS e VAITSMAN, 2000).

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Figura 1 prisma separando os diferentes comprimentos de onda

        De todo o  espectro eletromagnético,  a porção entre  ≅ 380 nm e  ≅ 780 nm é capaz de excitar a retina humana, denomina-se  então a espectro visível. Desta porção  os comprimentos de ondas próximas a 380 nm possuem aspecto  azul pra violeta e os comprimentos próximos a 780 nm possuem aspecto vermelho. As ondas abaixo desse intervalo  são denominadas ultra violeta ou U.V e as acima deste intervalo são denominadas infra vermelho (I.V) (Figura 2) (CIENFUEGOS e VAITSMAN, 2000).

[pic 3]

Figura 2 comprimento dos espectros e suas respectivas cores

1. Absortividade Molecular        

 

        As medidas de absorção baseadas em radiação  ultravioleta e visível  são vastamente utilizadas para a identificação e quantificação de diversas espécies  químicas inorgânicas e orgânicas. Estes métodos de absorção molecular talvez sejam os mais amplamente utilizados entre todas as técnicas de analise quantitativa  em laboratórios  clínicos e  de química em todo  mundo (SKOOG et al, 2002).

        A absortividade molecular é uma propriedade natural das substancias, determinada pelo intervalo entre os níveis energéticos de vibração molecular percorrido durante a transição entre um nível  e outro. Para um dado  comprimento de onda essa constante é característica de uma combinação de soluto e  solvente. A  absortividade é independente da concentração, comprimento do percurso e intensidade  da radiação  que incide (EWING, 2001).

        Na pratica essa constante pode ser determinada através da curva padrão.  

1. Transmitância, Absorbância e lei de Lambert-Beer

         

        A relação entre a luz transmitida  por uma fonte e a luz  incidente é denominada transmitância         e seu  valor Maximo é 100% (CIENFUEGOS e VAITSMAN, 2000).

        Essa relação é:

T = I  / I0

Onde:         I = Luz transmitida;

        I0= Luz  incidente;

        T= Transmitância ;

        Uma relação mais conveniente para essa expressão que verifica a  quantidade de luz é obtida pela lei de Lambert-Beer, ou simplesmente Lei de Beer, que estabelece a relação entre transmitancia, espessura do caminho por onde a onda passará, e  a concentração das esp[ecies que  absorvem tal radiação (CIENFUEGOS e VAITSMAN, 2000).

A lei  de Beer é:

Log10(T) = e c b = A

Ou simplesmente , A = e c b;

Onde:        A= Absorbância;

        e = absortividade, Constante característica  do soluto;

        b = comprimento do caminho óptico percorrido pela onda;

        c = concentração do composto  absorvente;

1. Desvios na lei de Beer

        Para o  cumprimento da lei  de  Beer são necessários respeitar algumas condições:

1. Usar luz monocromática, ou seja, um único comprimento de onda determinado;
2. Meio homogêneo,  ou seja, um índice igual de refração em todos  os lados;
3. Ausência de reações  indesejáveis entre moléculas so soluto e do solvente;

        A partir destes enunciados é possível deduzir alguns  desvios sofridos pela  Lei de Beer que podem ser divididos em dois grupos conforme suas causas. São eles os desvios químicos e instrumentais (CIENFUEGOS e VAITSMAN, 2000)..

1. Os desvios químicos são capazes de provocar  variações da concentração do soluto que absorve a onda.
2. Os desvios de instrumento ocorrerão quando:  

1. A célula fotoelétrica se  esgotar:

        O desgaste do detector de ondas pode produzir uma leitura não confiável (CIENFUEGOS e VAITSMAN, 2000).

1. Troca da lâmpada por outra nao apropriada:

        As lâmpadas apropriadas  são as de tungstênio, lâmpada de Hg e tubos  de descargas de H2 (CIENFUEGOS e VAITSMAN, 2000).

1. Pó cobrindo a ampola:

        Manter o equipamento sempre limpo é importante para que as leituras sejam  confiáveis (CIENFUEGOS e VAITSMAN, 2000).

 

1. Uso de filtros não apropriados:

        Os filtros apropriados são filtros prisma e redes de difração (CIENFUEGOS e VAITSMAN, 2000).

1. Uso de tubos de  vidro comum no lugar dos produzidos especialmente para o aparelho;

        É importante a utilização de tubos, que geralmente possiem a forma  quadrada e que sejam feitos com o cuidado de não ter variações em  sua espessura e ser de material mais puro possível (CIENFUEGOS e VAITSMAN, 2000).