Determinação de Grandezas Termodinâmicas usando Espectroscopia no UV/Vis

[pic 1]

Universidade Federal de Pernambuco

Centro de Ciências Exatas e da Natureza

Departamento de Química Fundamental

        

RELATÓRIO

EXPERIMENTO 2 – Determinação de Grandezas Termodinâmicas usando Espectroscopia no UV/Vis  

1.Introdução

        Neste experimento estudamos dois assuntos de grande relevância para a química experimental um deles foi a influência que a temperatura tem sobre a constante de equilíbrio de uma reação e o outro foi o estudo da espectrofotometria, onde utilizamos uma técnica para medir as concentrações das soluções   através da interação da luz com a matéria. A “força vital” da espectrofotometria está fundamentada na lei de Lambert-Beer, que estabelece: “A absorbância é diretamente proporcional a concentração da solução de amostra.”

É comprovado que a constante de equilíbrio de uma reação depende da temperatura. Experimentalmente, é observado que para uma reação exotérmica a diminuição da temperatura favorece a formação dos produtos já para uma reação endotérmica os produtos seriam favorecidos pelo aumento da temperatura.

E um exemplo é a reação que foi estudada neste experimento, onde determinamos algumas propriedades termodinâmicas, assim como também verificamos o efeito da temperatura sobre o equilíbrio dessa reação.[pic 2]

        

2.Procedimento experimental

2.1 Materiais e Equipamentos

1. Um espectrômetro na região UV/Vis
2. Um termômetro (0-100ºC)
3. Solução Aquosa de HCl 4,0M
4. Cloreto de cobalto hexahidratado
5. Balança analítica
6. Balão volumétrico 50mL

2.2 Procedimentos

1. Foi preparada uma solução de 0,02 M de CoCl2 usando a solução de HCl 4,0 M como solvente e 0,2379g de CoCl2.
2. Da solução obtida foi aferida temperatura e registrado o valor da absorbância no comprimento de onda de 690nm.  
3. A solução foi coloca em banho maria até obter uma temperatura de 30ºC, e após o equilíbrio ser alcançado e obtivemos um novo valor de absorbância para o comprimento de onda de 690nm.
4. O procedimento foi repetido para as temperaturas 51ºC, 61ºC, 69ºC e 75ºC.

3.Resultados

         Foi preparada uma solução 0,02 M de CoCl2, usando uma solução 4,0 M de HCl, que posteriormente foi colocada em banho maria para atingir o equilíbrio em diferentes temperaturas e através do espectrômetro que opera na região do UV/Vis foram obtidas as absorbâncias, os resultados podem ser observados na tabela 3.1 abaixo.

Tabela 3.1 Com os valores de temperatura e absorbância da solução estudada.

Temperatura (Kelvin)	Absorbância
301,15	0,013
307,15	0,020
326,15	0,029
336,15	0,044
344,15	0,066
350,15	0,108

Para obter as concentrações das espécies envolvidas, ou seja, [CoCl4]-2, [Co(H2O)6]+2 e [Cl-], primeiro utilizamos a equação 3.1, para encontrar a concentração do íon tetracloreto de cobalto (II), pois este íon tem o seu λmáx em 690nm e programando o espectrômetro para esse comprimento de onda podemos  obter a concentração do [CoCl4]-2 da solução estudada, considerando ε’ x L igual a 552 L.mol-1. Para cada temperatura foi calculada as absorbâncias e consequentemente as concentrações do [CoCl4]-2  como mostrado na tabela 3.2 abaixo.

A690nm = ε’ x L x [CoCl4]-2 A690nm = 552 L.mol-1

Eq. (3.1)

Tabela 3.2 Com os valores de temperatura, absorbância e concentrações de [CoCl4]-2.

Temperatura (Kelvin)	Absorbância	[CoCl4]-2 (mol.L-1)
301,15	0,013	2,35.10-5
307,15	0,020	3,62.10-5
326,15	0,029	5,25.10-5
336,15	0,044	7,97.10-5
344,15	0,066	1,196.10-4
350,15	0,108	1,956.10-4

        A partir da concentração do íon [CoCl4]-2 calculamos a concentração das outras espécies, como pode ser visto na tabela 3.3 abaixo.

Tabela 3.3 Com os valores das concentrações de [CoCl4]-2 e [Co(H2O)6]2+.