Lei De Beer

QA 582 – Química Analítica Instrumental I

EXPERIMENTOS E1: Espectrofotometria: Lei de Beer

Objetivo

Obter os espectros de absorção das soluções que contêm diferentes concentrações do analito Fe(II).

Verificar a validade da Lei de Lambert-Beer a partir da determinação espectrofotométrica do complexo de Fé(II) com 1,10-Fenantrolina.

Introdução Teórica

Quando uma radiação eletromagnética atravessa uma substância no estado sólido, líquido ou gasoso, parte da freqüência desta radiação pode ser absorvida pelos átomos, moléculas ou íons que compõem uma amostra. Esta absorção promove a partícula a um estado de maior energia do que o seu estado fundamental à temperatura ambiente.

Como cada substância absorve uma faixa de freqüência peculiar, o estudo das freqüências de radiação pode ser utilizado para caracterizar ou quantificar os constituintes de uma amostra através do método da absorção atômica ou molecular.

Os métodos quantitativos de absorção requerem duas medidas de potência radiante P. Uma antes que um feixe de onda eletromagnética passa através do meio que contém o analito, P0, e outra depois P. A potência radiante é a energia de um feixe de radiação que incide em uma determinada área por segundo. Nos instrumentos modernos de absorção a energia radiante é convertida num sinal elétrico S a partir da relação S = kP, na qual k é uma constante.

Em espectrometria dois termos, transmitância e absorbância, estão relacionados com a razão entre P e P0 e são largamente usados. Em geral P0 refere-se à potência de radiação após sua passagem através de células contendo o branco, que é uma solução com todos os reagentes exceto o analito, e P para células contendo soluções dos reagentes mais o analito.

A transmitância T do meio é definida como a fração da radiação transmitida através do meio,

Já absorbância A de um meio é definida pela equação,

Os espectrofotômetros são os instrumentos utilizados em trabalhos de absorção para as medidas de transmitância ou absorção. Os métodos analíticos baseados em absorção atômica são altamente específicos pois as linhas de absorção atômica são muito estreitas (0,002 a 0,005 nm) e porque as energias de transição eletrônica são únicas para cada elemento . Portanto, em geral o instrumento deve ser capaz de fornecer uma largura de banda suficientemente estreita para isolar a linha escolhida para a medida de outras linhas que podem interferir ou diminuir a sensibilidade da análise.

Para as radiações monocromáticas, a absorbância é diretamente proporcional ao comprimento do caminho b através do meio e à concentração c das espécies absorventes, lei de Beer. Essa relação é da por

A = abc

na qual a é uma constante de proporcionalidade, chamada de absorvidade.

Em suma a lei de Beer estabelece que na absorção a absorbância é diretamente proporcional a concentração do analito.

Entretanto, a lei de Beer pode apresentar desvios de proporcionalidade entre concentração e absorção e a relação entre estes dois parâmetros deixa de ser linear, como o que foi observado neste experimento, quando a concentração do analito chegou a determinada concentração. A lei de Beer é bem sucedida quando descreve o comportamento da absorção de meios contendo concentrações de analito relativamente baixas. Para concentrações usualmente acima de 0,01 M pode ocorrer um desvio na relação linear entre absorbância e concentração.

Devido a este desvio da lei, preparou-se, como descrito neste experimento, uma curva de calibração que cubra o intervalo das concentrações encontradas nas amostras.

Como a espectrometria de absorção atômica é uma forma sensível para a determinação quantitativa de mais de 60 metais ou metalóides, esta técnica foi empregada neste experimento para a determinação da quantidade de Fe(II) presente em um medicamento para controle de anemia.

Experimental

Materiais:

a) Equipamentos / Instrumentos

- Espectrofotômetro Femto 600S

- Balança analítica

- Cubetas espectrofotométricas

- Béqueres, pipetas, balões volumétricos

b) Reagentes

- Solução 0,25% (m/V) de 1,10-Fenantrolina

- Solução 0,5 mol-1 tampão acetato pH aproximado de 4,7

- Ácido ascórbico 99%

Fabricante: Vetec

Lote: 047974

Validade: 11/2007

- Sulfato Ferroso Amoniacal

Fabricante: Reatec

Lote: 03.54053

Valide: 01/03/2005

- Ácido Sulfúrico P.A.

Fabricante: Labsynth

Lote: 72557

Validade: 05/2009

c) Amostra

- Medicamento para anemia:

Procedimento:

a) Preparação da solução estoque de Fe(II) 50 mg.L-1 contendo ácido sulfúrico 0,1 mol.L-1 e da solução de ácido ascórbico 1 %.

A solução de Fe(II) foi preparada, dissolvendo-se 87 mg de sulfato ferroso e 2,6 g ácido sulfúrico pesados em balança analítica em um balão de 250 mL. Já a solução de ácido ascórbico foi preparada pela dissolução de aproximadamente 1 g do ácido em um balão de 100 mL.

b) Preparação das soluções diluídas de Fe(II) nas concentrações finais de: 1, 2, 3, 4, 5, 10,