coloquio2012

Metodologia Analtica

Espectrofotometria UV-visEspectrofotometria UV-vis

Prof. Renato Camargo Matos

http://www.ufjf.br/nupis

PrticaOtimizao de um Mtodo Espectrofotomtrico

para Quantificao de Ferro

ObjetivoObjetivoEstudar as propriedades colorimtricas de dois sistemas de complexao para o on ferro, a fim de avaliar a possibilidade de sua utilizao na

determinao espectrofotomtrica deste elemento.

ABSORO

Concentrao C

P

Para uma radiao monocromtica, a absorvncia diretamente proporcional ao

caminho tico e a concentrao das espcies absorventes.

Onde a = absortividade (Lg-1cm-1 )

b = Caminho tico (cm ) C = concentrao (gL-1 )

Quando C expresso em molL-1 e b em cm, a constante de proporcionalidade chamada de absortividade molar e representada por (Lmol-1cm-1 )

A = abc

chamada de absortividade molar e representada por (Lmol cm )

A absortividade molar ou coeficiente de extino caracterstica de uma substncia em um dado meio para um dado . Indica a quantidade de luz absorvida em um dado .

A = bc

Os critrios para uma anlise espectrofotomtrica satisfatria so:

Especificidade da reao colorimtrica Proporcionalidade entre a cor e a

concentrao Estabilidade da cor Estabilidade da cor Reprodutibilidade Limpidez da soluo Alta sensibilidade

Sistema Fe3+ tiocianatox

Sistema Fe2+ 1,10-fenantrolina

[Fe(SCN)]2+ [Fe(SCN)2]1+ [Fe(SCN)6]3-

Sistema Fe2+ 1,10-fenantrolina

[Fe(o-phen)3]2+

O reagente uma base orgnica fraca que reage para formar o on 1,10-fenantrolnio, o-phenH+, em meio cido.

Fe2+ + 3 o-phenH+ [Fe(o-phen)3]2+ + 3 H+

A constante de formao para este equilbrio de 2,5 x 106 a 25 C. A absortividade molar do complexo de 1,1 x 104 em max = 510 nm.

Parte Experimental- Vidrarias:

12 bales de 10,00 mL1 micropipeta de volume varivel de 20 a 200 L

1 micropipeta de volume varivel de 1000 a 5000 L2 buretas de 10,00 mL8 bqueres de 25 mL

1 par de cubetas de vidro3 conta-gotas

Pisseta com gua destilada

- Reagentes:HCl concentradoHCl concentrado

Soluo estoque de Fe(III) NH4SCN 0,30 mol L-1

NaOH 4 mol L-11,10-fenantrolina 0,30 % (m/v)

NH2OH.HCl 10 % (m/v)Acetato de sdio 2 mol L-1

- Equipamento:EspectrofotmetroBalana analtica

Solues Soluo padro de ferro 1,0 x 10-3 mol L-1:

Preparar uma soluo padro de ferro pesando-se 0,0135 g de cloreto frrico FeCl3.6H2O .Usar um bquer de 25 mL limpo e seco. Solubilizar e transferir quantitativamente para umbalo volumtrico de 50,00 mL. Adicionar 80 lL de cido clordrico concentrado

.

Soluo de tiocianato de amnio 0,30 mol L-1: Pesar cerca de 2,28 g de tiocianato de amnio. Solubilizar e transferir quantitativamente para

um balo volumtrico de 100,00 mL.

Soluo de NaOH 4 mol L-1: Pesar cerca de 1,6 g de hidrxido de sdio. Solubilizar e transferir quantitativamente para um

balo volumtrico de 10,00 mL.balo volumtrico de 10,00 mL.

Soluo de hidroxilamina 10 %(m/m): Pesar cerca de 1 g de hidroxilamina. Solubilizar e transferir quantitativamente para um balo

volumtrico de 10,00 mL.

Soluo de o-fenantrolina 0,3 %(m/m): Pesar cerca de 0,075 g de o-fenantrolina. Solubilizar e transferir quantitativamente para um

balo volumtrico de 25,00 mL. Adicionar 2 gotas de cido clordrico concentrado.

Soluo de acetato de sdio 2 mol L-1: Pesar cerca de 4 g de acetato de sdio. Solubilizar e transferir quantitativamente para um balo

volumtrico de 25,00 mL.

Espectro de absoroPipetar Fe(III) Pipetar NH4SCN ou 1,10-fenantrolina

Adicionar NH2OH.HCl e acetato de sdio ????

Pipetar Fe(III)

Balo volumtrico de 10,00 mL

Medir os valores de absorvncia nos comprimentos de onda variando de 410 a 600 nm

acetato de sdio ????

Espectro de absoro

0,1

0,2

0,3

0,4

A

b

s

o

r

v

n

c

i

a

460 nm

Sistema Fe(III) - tiocianato

400 450 500 550 600Comprimento de onda, nm

400 450 500 550 6000,0

0,2

0,4

0,6

0,8

A

b

s

o

r

v

n

c

i

a

Comprimento de onda, nm

510 nm

Sistema Fe(II) 1,10-fenantrolina

Espectro do tempoPipetar Fe(III) Pipetar NH4SCN ou 1,10-fenantrolina


Medir os valores de absorvncia durante 0; 30; 60; 90 e 120 seg



Efeito do tempo

0,0

0,2

0,4

0,6

A

b

s

o

r

v

n

c

i

a


0 20 40 60 80 100 1200,0

Tempo, seg

0 20 40 60 80 100 120

0,2

0,4

0,6

0,8

A

b

s

o

r

v

n

c

i

a

Tempo, seg


Efeito do volume de complexantePipetar Fe(III) Pipetar NH4SCN ou 1,10-fenantrolina



Medir os valores de absorvncia para diferentes concentraes de ligante


Volume de tiocianato/L: 100; 200; 400; 800; 1600 e 3200Volume de 1,10-fenantrolina/L: 80; 120; 200; 400; 800 e 2000

Efeito do volume de complexante


0,2

0,4

0,6

0,8

A

b

s

o

r

v

n

c

i

a


0 500 1000 1500 2000

0,2

0,4

0,6

0,8

A

b

s

o

r

v

n

c

i

a

Volume de Ligante, L

0 1000 2000 3000Volume de Ligante, L

Efeito do pHPipetar Fe(III) Pipetar NH4SCN ou 1,10-fenantrolina

Adicionar NH2OH.HCl ????


Medir os valores de absorvncia para diferentes valores de pH

Fe-tiocianato: 800 L HClconc; 100 L HClconc; 0, 1 e 3 gotas de NaOH 4 mol L-1Fe-1,10-fenantrolina: 400 L HClconc; 50 L HClconc; 200 L de CH3COOH 2 mol L-1; 3 gotas de NaOH 4 mol L-1

Efeito do pH

0,0

0,2

0,4

0,6

A

b

s

o

r

v

n

c

i

a


0 2 4 6 8 10 12 140,0

pH

0 2 4 6 8 10 120.0

0.2

0.4

0.6

0.8

A

b

s

o

r

v

n

c

i

a

pH


Qual dos dois sistemas mostrou-se melhor para a determinao do

ferro? ferro? Sistema Fe(III) - tiocianato Sistema Fe(II) 1,10-fenantrolina

Curva analticaa) Preparar 5 bales volumtricos de 10,00 mL usando diferentes volumes da soluo estoque de Fe(III);b) Acrescentar os demais reagentes necessrios para a reao colorimtrica do ferro com o ligante que apresentou melhores resultados nos estudos anteriores;c) Agitar e completar o volume do balo com gua destilada;d) Ler os valores de absorvncia do complexo para cada balo volumtrico.

1,2 A = 0,03632(0,00329) + 0,01751(0,000085) * [Fe]R = 0,99996

0 10 20 30 40 50 600,0

0,4

0,8

A

b

s

o

r

v

n

c

i

a

Concentrao de Ferro, mol L-1

Anlise das amostrasa) Preparar 1 balo volumtrico de 10,00 mL usando xx L da soluo amostra;b) Acrescentar os demais reagentes necessrios para a reao colorimtrica do ferro como realizado para preparar a curva analtica;c) Agitar e completar o volume do balo com gua destilada;d) Ler os valores de absorvncia do complexo.

Padro Volume da soluo estoque de Fe(III) /

[Fe(III)] / mol L-1 Absorvncia estoque de Fe(III) /

L 1 100 2 200 3 300 4 400 5 500

Amostra 1 --- --- Amostra 2 --- --- Amostra 3 --- ---

Questionrio1) Discutir clara, porm brevemente, os mtodos tiocianato e 1,10-fenantrolina como reagentes colorimtricos para o ferro, incluindo nesta discusso os seguintes pontos: a) tempo de estabilidade do complexo formado, b) quantidade de reagente colorimtrico e c) efeito do pH do meio na formao do complexo.

2) Interpretar qualitativamente a curva de absorvncia versus volume de 1,10-fenantrolina obtida experimentalmente.

3) Se o complexo [Fe(o-phen) ]2+ estiver dissociado apreciavelmente, o que voc 3) Se o complexo [Fe(o-phen)3]2+ estiver dissociado apreciavelmente, o que voc esperaria obter na curva de absorvncia versus volume de 1,10-fenantrolina.

4) Sabe-se que o Fe(II) e a 1,10-fenantrolina formam um complexo 1:3 estvel ([Fe(o-phen)3]2+). A partir deste fato e dos dados obtidos na curva de absorvncia versus volume de 1,10-fenantrolina calcule a concentrao molar da 1,10-fenantrolina na soluo original usada no laboratrio.

5) Defina o sistema que voc adotaria para realizar uma determinao quantitativa do ferro. Explique o por que da sua escolha.

RelatrioIntroduo terica

Objetivos

Parte experimental

Fluxograma do procedimento

Dados obtidos

Tratamento dos dados

Questionrio

Concluso

Referncias bibliogrficas.

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