O Relatório Química Bromofenol

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Determinação do espectro de absorção de corantes e construção de curva padrão

Disciplina: Química VI

Tutora: Gabriela Souza

Aluna: Priscilla da Fonseca Alves - 15114070084

Realização da prática:  15 de fevereiro de 2020

I. Introdução Teórica

        

A espectroscopia molecular é uma técnica muito utilizada em físico-química. Sua variação baseada na radiação ultravioleta, visível e infravermelho é amplamente empregada para identificação e determinação de espécies inorgânicas, orgânicas e bioquímicas. No UV/Vis é principalmente utilizada em determinações quantitativas enquanto no infravermelho é amplamente empregada para determinar estruturas de compostos orgânicos e inorgânicos. Hoje em dia tem papel importante na análise de poluição ambiental.

        Para utilizar a técnica de Espectroscopia no UV/Vis é preciso que a molécula a ser estudada absorva radiação nesta faixa. Esta absorção resulta da interação entre fótons e elétrons que estão participando diretamente da formação de uma ligação química.

O comprimento de onda de absorção de uma molécula orgânica depende de quão fortemente seus elétrons estão ligados. Os elétrons compartilhados em ligações simples carbono-carbono ou carbono-hidrogênio estão tão fortemente presos que suas excitações requerem energias correspondentes ao comprimento de onda da região ultravioleta de vácuo, abaixo de 180nm, por isso os espectros de ligações simples não têm sido amplamente explorados para finalidades analíticas, dadas as dificuldades experimentais em se trabalhar nessa faixa. Os elétrons em ligações duplas e triplas de moléculas orgânicas não estão tão presos, sendo mais facilmente excitados pela radiação eletromagnética. As radiações visível e ultravioleta têm energia suficiente para provocar as transições somente de elétrons da camada mais externa, ou dos elétrons de ligação.

A variação de energia envolvida durante o processo de transição do estado fundamental para o estado excitado corresponde exatamente à energia associada ao respectivo comprimento de onda da radiação eletromagnética envolvida na transição eletrônica. Na absorção de radiação eletromagnética, um elétron é promovido para um nível superior de energia, um estado excitado, durante um certo período de tempo (10-6 a 10-9 seg) durante o qual os átomos da molécula não se movem (princípio de Frank-Condon). Transições eletrônicas mais prováveis acontecem de um HOMO (highest occupied molecular orbital) para o LUMO (lowest unoccupied molecular orbital).

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A lei de Lambert-Beer relaciona a absorção da luz (radiação eletromagnética em geral) com as propriedades do material pela qual a luz está passando. Essa lei vale para radiações monocromáticas, para espécies que não sofram desvios químicos ao serem solubilizados e descreve melhor o comportamento de absorção para soluções diluídas. Em concentrações acima de 0,01mol/L haverá desvio da linearidade da relação com a concentração devido à interação entre as moléculas afetar a distribuição de carga.

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Em que A é a absorbância (uma grandeza sem unidade), ε é a constante de absortividade molar (uma constante única para cada composto, dada em unidades de M-1cm-1), l é o comprimento do caminho do recipiente da solução (em cm), e C é a concentração da solução em M (mol/L).

O azul de bromofenol é um corante que em pH neutro absorve luz vermelha e transmite luz azul, portanto sua solução é azul com absorção máxima em 590nm. O alaranjado de metila por sua vez possui absorção máxima em 464nm em pH neutro e coloração alaranjada passando a vermelho quando o pH é decrescido.

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Com relação à estrutura apresentada na figura 2 pode-se perceber uma característica da maioria dos corantes, a presença de anéis aromáticos em ambos os compostos, o que significa elétrons disponíveis para transições de orbitais no momento da incidência da radiação eletromagnética.

2. Objetivo

        Estudar a influência da variação de concentração e de diferentes comprimentos de ondas no espectro de absorção do bromofenol e do alaranjado de metila, assim como construir curvas-padrão para os dois corantes.

3. Experimental

3.1 Materiais e Reagentes

- Solução 0,01mg/mL de azul de bromofenol

- Solução 0,01mg/mL de alaranjado de metila

- Água destilada

- Tubos de vidro

- Pipeta

- Béquer

3.2 Procedimento

        

Foram adicionados 5mL da solução de bromofenol à uma cubeta de quatzo e varreu-se o espectro UV/Visível nos comprimentos previamente selecionados, calibrando 100% de transmitância com uma cubeta contendo água destilada. O mesmo procedimento foi repetido em novos comprimentos de onda previamente selecionados para 5mL de alaranjado de metila e novamente para 5mL de uma mistura de partes iguais dos dois corantes.

        A partir dos resultados das curvas obtidas anteriormente foram determinados os comprimentos de onda de absorção máxima dos dois corantes e a partir desses comprimentos foram feitas novas leituras variando a concentração das soluções dos dois corantes e introduzida duas amostras problema, uma de cada corante, de concentração desconhecida a ser determinada através da curva padrão construída.

4. Resultados e cálculos

        Primeiramente foi analisada uma mesma amostra em diferentes comprimentos de onda para determinação do λ máximo de absorção. A água destilada foi utilizada para zerar a absorção pois foi o solvente utilizado no preparo das soluções de corante. O gráfico 1 mostra a relação absorvância x comprimento de onda encontrada para o azul de bromofenol.