Espectrometria de Absorção Molecular

Universidade de Brasília – Instituto de Química

Alunas: Bárbara Liz Coutinho – 12/0007908

Julliana Renovato Pinheiro – 12/0015072

Disciplina: Laboratório de Análise Instrumental

Turma: C

Professora: Valéria Regina Bellotto

Data de realização do experimento: 16 de março de 2016

Experimento 4 – Espectroscopia de Absorção Molecular

Determinação de Ferro em Amostra de Efluente de Laboratório (Curva de adição de padrão)

Parte Experimental

Materiais

• 1 Balão volumétrico de 50 mL
• 7 Balões volumétricos de 25 mL
• 1 Micropipeta de 1 – 5 mL
• 1 Micropipeta de 1 µL – 1 mL
• Pipeta Pasteur

Reagentes

• Amostra de efluente bruto
• Solução estoque de Fe2+ 100 mg/L
• Hidrocloreto de hidroxilamina 10%
• Orto-fenantrolina 0,1%
• Tampão acetato 1,5 mol/L pH 4,75

Equipamentos

• Espectrofotômetro de feixe único com arranjo de diodos 1024

Montagem de equipamentos

O experimento teve como objetivo a determinação da concentração de Ferro num efluente de laboratório utilizando um espectrofotômetro de feixe único com arranjo de diodos.

[pic 1]

Figura 1 – Espectrofotômetro de feixe único

No espectrofotômetro de feixe único, a fonte libera um feixe de luz que atravessa um filtro ou monocromador e atinge a célula de referência (branco) ou a da amostra, antes de atingir o fotodetector. A amostra e o branco são analisados separadamente.

Métodos e Procedimentos experimentais

Neste experimento foi empregado o método de adição de padrão, que deve ser utilizado, preferencialmente, quando há efeito de matriz na amostra de forma significativa. Este efeito é uma interferência que acontece na análise devido a algum componente que pode interagir com o analito.

O método de adição de padrão consiste no preparo de soluções utilizando quantidades idênticas da solução do analito e variando a quantidade da solução padrão (solução com concentração conhecida). Em seguida, é feita a análise das soluções para a construção da curva analítica e a partir desta, determinar a concentração do analito na amostra. Uma desvantagem desse método, quando comparado com o método do padrão externo, é a necessidade de um grande volume da amostra, que nem sempre é disponível.

   

         Preparo da solução 3% de efluente bruto: Utilizando a micropipeta de 1 µL – 1 mL, foram pipetados 1,5 mL de efluente bruto e transferidos para um balão volumétrico de 50 mL. Em seguida, completou-se o balão com água destilada e utilizou-se a pipeta de Pasteur para acertar o menisco de modo a não ultrapassar a marca.

Cálculo da diluição

50 mL ----- 100%

X ------------ 3%

X= 1,5 mL

Para a determinação quantitativa de Fe2+ é necessário tomar algumas precauções como, garantir que todo o ferro da amostra (ou quase todo) fosse convertido a Fe2+ e que esse ferro esteja na forma complexada com a O-fenotrolina. Para isso utilizamos um agente redutor (hidrocloreto de hidroxilamina), seguido pelo agente complexante (orto-fenotrolina) e por fim uma solução tampão para evitar que o meio fique ácido.

Foram adicionados 0,5 mL de hidrocloreto de hidroxilamina 10% a todos os 7 balões de volumétricas de 25,0 mL para reduzir o Fe3+ presente na amostra a Fe2+, conforme reação 1.

[pic 2]

Em seguida, foram adicionadas 2,5 mL da solução de orto-fenotrolina 0,1% a todos os balões de 25,0 mL com a micropipeta de 1 – 5 mL, para que formasse um complexo com o Fe2+, conforme reação 2.

[pic 3]

Por último, foram adicionadas, nos balões, 4,0 mL de um tampão de acetato com a micropipeta de 1 – 5 mL para ajustar o pH em 4,75. Em seguida, observou-se o aparecimento da cor alaranjada nas soluções, característica do complexo.

Após a adição de todos os reagentes, os balões foram deixados no escuro por 20 minutos e utilizando a solução padrão número 4, determinou-se o comprimento de onda de máxima absorbância por meio da varredura em um intervalo de 400 a 600 nm).

Resultados e Discussões

O pico de absorção máxima obtido foi de 510 nm, de acordo com o espectro abaixo (figura 2).

[pic 4]

Figura 2 – Espectros de absorção das soluções padrão.

A Lei de Beer relaciona a absorbância com a quantidade de radiação que é absorvida pela amostra de acordo com a concentração da solução absorvente e a extensão do caminho onde ocorre a absorção, conforme equação 1. Observa-se que a absorbância é diretamente proporcional à concentração da solução[1 ].

[pic 5]

Onde A é a absorbância, Po é a potência da radiação após passar pela solução do branco; P é a potência da radiação após passar pela solução do analito; ε é a absortividade molar do analito; b é o caminho óptico; c é a concentração da solução.

Essa mesma equação pode ser reescrita em função da transmitância, de acordo com as equações 2 e 3.

[pic 6]

[pic 7]

De acordo com a equação 1, é possível construir uma reta (curva analítica) que que relacione a absorbância e a concentração de padrões de um analito de interesse (neste caso, o complexo Fe(o-phen)32+) para determinar a concentração de uma dada amostra (concentração de Fe2+ em efluente). Com o uso do método estatístico dos mínimos quadrados, a curva pode ser construída e pode ser avaliada sua qualidade com o coeficiente de correlação R2. Quanto mais próximo de 1 este coeficiente, maior é a tendência de os dados obtidos obedecerem a linearidade.