Relatório de Espectrofotômetria

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Relatório de Análise Instrumental I

Prática de Espectrofotometria

Professores: Hiram Araujo e Maria Elisa

Grupo:

Ana Luiza Ramalho

Ana Vitória Morais

José Arribada

Juliana Ferracioli

Lorenna Conti

Mariane Flores

Thales Sabino

QM 171 – 2015.2

Introdução

        Na química analítica, a luz e as outras formas de radiação eletromagnética (como infravermelho, ultravioleta, raios X e raios γ) possuem importância extrema, pois muitas análises são feitas com base na interação entre matéria e tais formas de energia. Os efeitos da radiação sobre a matéria são o objeto de estudo da espectroscopia; os métodos espectroscópicos são embasados na quantidade de radiação emitida ou absorvida por uma substância.

        Dentro da espectroscopia, há técnicas variantes que utilizam o mesmo princípio da interação entre radiação e matéria, porém, diferem-se pelo uso de diferentes frequências. A espectrofotometria é um método de análise que se apropria dos efeitos da luz visível sobre a matéria para aferições quantitativas e qualitativas.

Quando um feixe de luz branca atravessa uma solução ou algum composto, o mesmo pode se apresentar colorido. Isto acontece porque a luz branca é a união de fótons com energias, comprimentos de onda (λ) e frequências referentes a todas as cores da seção visível do espectro eletromagnético. Assim, um feixe possui um potencial radiante, isto é, uma energia vinculada, que, ao atravessar um meio com uma determinada substância, pode levar as partículas deste analito a um estado de excitação, promovendo a absorção dessa energia vinculada referente a uma cor do espectro. Esta absorção acontece com base nos níveis de energia de elétrons. Como essas partículas negativas possuem níveis fixos de energia, para que ela seja energizada, é necessário que uma fonte externa ceda a exata quantidade de energia presente entre os níveis de estado fundamental e estado excitado, como se fosse um pacote de energia (quanta).

Como dito antes, a cor absorvida por um analito é aquela que permite a elevação de um elétron a seu estado excitado. Ao promover esta absorção, a energia dos fótons não absorvidos pelo analito se manifesta colorindo a amostra, isto é, a cor complementar à absorvida se faz presente na solução. As medidas espectrofotométricas são feitas utilizando tais energias luminosas e a medida de luz absorvida pela amostra: a potência radiante emitida por uma fonte externa, Po, é maior que a potência radiante emanada pela solução, P. A razão entre estas duas grandezas dá a transmitância, T, que seria equivalente à fração de energia luminosa que consegue atravessar uma solução com concentração fixa e diâmetro de cubeta (recipiente da amostra) conhecido. A partir deste fenômeno, desenvolveu-se a Lei de Beer-Lambert, que traduz, quantitativamente, a atenuação do feixe de luz em função do número de centros absorventes (concentração da amostra) e da extensão do caminho ótico. À medida que a luz atravessa um meio contendo um analito que pode a absorver, um decréscimo de intensidade ocorre na proporção em que o analito é excitado (SKOOG, 2014, p. 651). Matematicamente, tem-se a equação:

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Onde A, o logaritmo negativo de T (para promover a linearização da curva de transmitância), é uma grandeza diretamente proporcional à concentração da espécie absorvente, c, e ao caminho ótico b do meio absorvente. A constante a é a constante de proporcionalidade absortividade; seu valor é empírico, dependendo das condições do meio em que o analito se encontra.

Para medir valores de concentração com maior precisão, usualmente são montadas curvas de calibração pela comparação das absorbâncias de padrões com concentrações conhecidas. Além disso, alguns parâmetros podem agir como interferentes (pH, temperaturas oscilantes, contaminantes, matrizes complexas), para evitar erros provindos destes fatores, é necessário reconhecer os efeitos destes agentes e alterar os meios de análise para melhores resultados.

Objetivo

    Realizar análises espectrofotométricas na faixa do visível e realizar as curvas de calibração dos aparelhos utilizados.

Materias e Reagentes

• 8 balões volumétricos 50,00 ml
• 1 balão volumétrico 100,00 ml
• Pipeta automática 1,00 ml
• Pipeta graduada 25 ml
• Cubetas de vidro,plástico e quartzo
• Solução de Ferro a 200 mg/L
• Cloridrato de Hidroxialamina
• Tampão Acético
• Orto fenantrolina 0,1%

Instrumentos de Espectrofotometria

• Marca:Agilent Technologies

 Modelo: espectrofotômetro 8453

 Patrimônio:CMAR001887

 Tensão: 110V a 220V

• Marca:Ocean Optics

 Modelo: USB2000

 Número: USB2G47919

 Tensão: 110V a 240V

• Fotocolorímetro CL-3003 Biospectro

Procedimentos

• Preparo da curva de calibração

      Inicialmente, preparou-se uma solução-mãe de ferro a 50mg/L em balão volumétrico de 50,00 ml a partir de uma solução estoque de 200 mg/L. Transferiu-se volumes de 1,00; 2,00; 3,00; 4,00; 5,00; 6,00; 7,00 e 8,00 mL da solução-mãe para respectivos balões volumétricos de 50,00 mL. Adicionou-se a cada balão 3,5 mL de tampão acético e 2,5 mL de solução de cloridrato de hidroxilamina. Aguardou-se 5 minutos e, em seguida, adicionou-se a cada balão 2,5 mL de orto-fenantrolina. Homogeneizou-se. Após isto, avolumou-se os balões com água deionizada e aguardou-se cerca de 15 minutos para o desenvolvimento da cor.

• Fotocolorímetro

    Adicionou-se água deionizada à uma cubeta de plástico e à outra adicionou-se um dos padrões. A seguir, fez-se leituras com cada filtro da cubeta com água e logo após com a cubeta contendo a amostra para a identificação do filtro mais sensível ao cromóforo.

    Com o filtro mais sensível introduzido no aparelho, realizou-se a leitura da água e tarou-se o fotocolorimetro, a partir disto, realizou-se as leituras de cada padrão anotando os respectivos valores de absorbância.

Resultados e Discussão