Espectrometria_de_absorcao_molecular_-_Exercicios.pdf

Lista de Exercícios  –Espectrometria de Absorção Molecular

ALGUNS

EXERCÍCIOS

SÃO

DE

AUTORIA

PRÓPRIA.

OS

DEMAIS

SÃO

ADAPTADOS DE LIVROS CITADOS ABAIXO.

1  – Um estudante dissolveu devidamente, 0,519 g de amostra e diluiu para 50,0 mL. Em seguida, tratou uma alíquota de 25 mL para eliminar possíveis interferentes na análise e adicionou 2,3-quinoxalineditiol. Após ajustar o volume para 50,0 mL, ele obteve as seguintes absorvâncias e absortividades, utilizando cubetas de 1,00 cm em 656 nm. Calcule a concentração de cobalto e níquel na mistura. DADOS: MM Co = 58,9 g/mol e MMNi = 58,7 g/mol.

ABS

εCo (M-1 cm-1)

εNi (M-1 cm-1)

510

0,477

36400

5520

656

0,219

1240

17500

(nm)

(Resp: [Co] = 0,145 mg/g e [Ni] = 95,6 µg/g) .

2  –Pd(II) e Au(II) podem ser determinados simultaneamente pela reação com metiomeprazina (C19H24N2S2). O máximo de absorção para o Pd ocorre em 480 nm, enquanto para o complexo de Au está a 635 nm. Uma amostra de 25 mL foi tratada com excesso do complexante e depois diluída para 50,0 b mL. Calcular as concentrações molares de Pd(II) e Au(II), na amostra. Os dados encontram-se na tabela abaixo e a cubeta utilizada foi de 1,0 cm.

Complexo de Pd Parâmetros -1

-1

ε (M  cm )

480 nm 3,55 x 10

Complexo de Au

635 nm 3

5,64 x 10

480 nm 2

2,96 x 10

Absorvância

635 nm 3

1,45 x 10

4

480 nm

635 nm

0,533

0,590

(Resp: [Pd] = 2,96 x 10 -4 mol/L e [Au] = 2,08 x 10 -5 mol/L).

Professor Frank Pereira de Andrade Universidade Federal de São João Del Rei Campus Centro Oeste Dona Lindu (CCO/UFSJ)

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3  – A tabela abaixo mostra as absorbâncias na região do ultravioleta de uma solução -4

-1

-4

-1

1,00 x 10  mol L  de permanganato, 1,00 x 10  mol L  de dicromato e de uma mistura das duas soluções de concentrações desconhecidas. Determine a concentração de cada espécie presente na mistura, sabendo que as medidas foram realizadas em cubetas de 1,00 cm.

-

(nm)

2-

Padrão de MnO4

Padrão de Cr2O7  

Mistura

266

0,042

0,410

0,766

320

0,168

0,158

0,422

(Resp: [MnO4-] = 8,35 x 10 -5 mol L-1 e [Cr2O72-] = 1,78 x 10-4 mol L-1).

4  –  Os dados de absortividade molar para os complexos de Co e Ni com o 2,3quinoxalineditiol são εCo = 36400 e εNi = 5520 a 510 nm e ε Co = 1240 e εNi = 17500 a 656

nm. 0,519 g de uma amostra foi dissolvida e diluída para 50,0 mL. Uma alíquota de 25 mL foi tratada para eliminar as interferências; depois da adição do complexante, o volume foi ajustado para 50,0 mL. Essa solução apresentou uma absorvância de 0,477 a 510 nm e 0,219 a 656 nm, em uma célula de 1,0 cm. Calcule a concentração dos analitos em % m/m e em partes ppm na amostra. DADOS: MMCo = 58,9 g/mol e MMNi = 58,7 g/mol.

5  –  Em uma determinação de permanganato por UV-VIS, usualmente utilza-se o comprimento de onda de 525 nm. Sabe-se porém que esta espécie absorve em outros comprimentos de onda. Na tabela abaixo encontram-se algumas faixas do espectro de varredura do permanganato.

Tabela: Dados obtidos para uma solução 100 µg/mL de KMnO 4  (MM = 158 g/mol), utilizando uma cubeta de 1,00 cm.

λ (nm)

389

390

391

524

525

526

ABS

0,242

0,229

0,216

1,508

1,521

1,521

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Sabendo que a seleção de uma radiação monocromática nem sempre é obtida na prática, faça o que se pede:

a) Se o comprimento de onda selecionado para medida fosse 390 nm, escreva a equação que permite a obtenção do sinal analítico, caso ocorra haja uma oscilação na Luz Incidente, com uma variação de 390 a 391 nm. Considere que a Lei de Beer é obdecida para cada comprimento de onda.

Resp: 



  

            ()          ()    

b) Se a medida fosse realizada a 525 nm, escreva a equação que permite a obtenção do sinal analítico, caso ocorra uma oscilação na seleção deste comprimento de onda. Considere que a oscilação fique entre 525 e 524 nm.

Resp: Amedida = 2,41 x 103 M-1 cm-1 x 1,00 cm x C(M) c) Caso haja alguma diferença na escolha do comprimento de onda, explique os motivos.

6  –  Um laboratório de análises clínicas recebeu dois medicamentos para a determinação espectrofotométrica de um princípio ativo que absorve em 728 nm. O analista responsável pela análise preparou, para as duas amostras, 100,00 mL de uma solução contendo 2,00 g do medicamento. Uma alíquota de 0,500 mL desta solução foi transferida para um balão de 250,0 mL. Após ajustar o volume, 1,0 mL da solução foi transferida para um balão de 10,00 mL. Após o devido tratamento o volume foi ajustado e a medida foi realizada. Os dados obtidos pelo analista encontram-se na Tabela 1.

Tabela 1: Dados da determinação utilizando curva analítica com padrões externos. Conc. mg/L

0

0,50

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

Med 1

Med2

ABS

0,01

0,15

0,30

0,60

0,90

1,19

1,37

1,42

1,43

0,72

0,75

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Para verificar a qualidade dos resultados obtidos, o analista realizou a determinação dos analitos nos dois medicamentos pelo método de adição de padrões. Para isso o analista transferiu 2,00 mL da solução do balão 2 (preparado no procedimento anterior), para balões volumétricos de 25,00 mL. Após o devido tratamento, o volume foi ajustado e a medida foi realizada. Os dados gerados encontram-se na Tabela 2.

Tabela 2: Dados da determinação utilizando curvas de adição de padrões.

Medicamento 1

Medicamento 2

Concentração (mg/L) Absorvância Concentração (mg/L) Absorvância 0

0,69

0

0,44

0,50

0,84

0,50

0,52

1,00

1,02

1,00

0,59

2,00

1,33

2,00

0,73

a) Utilizando qualquer programa de computador, obtenha as curvas analíticas com os dados fornecidos, bem como as respectivas equações e coeficientes de correlação.

(Resp: Gráfico abaixo). b) Determine o teor do fármaco em cada medicamento para cada curva

Medicamento 1 Padrão Externo: 61,1% Adição: 65,7% Resposta: Medicamento 2 Padrão Externo: 63,8% Adição: 94,2%

c) Explique quais devem ser os resultados expressos pelo analista.

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7 – Dada a curva de titulação espectrofotométrica abaixo, faça as atribuições quanto aos coeficientes de absorção do titulante, do analito e do produto final, comparandoos entre si. Considere “m” = a inclinação.

(Resp: εA = 0 ; ε p > 0 ; ε T = 0).

8  –  Realizou-se uma titulação espectrofotométrica de um analito (ε = 0) com um titulante (ε > 0). Sabendo que o produto da titulação também absorve no λ

selecionado e que possui absortividade molar maior que o titulante, desenhe a curva desta titulação.

9  –  O sal sódico do ácido 2-quinizarin-sulfônico (NaQ) forma um complexo com Al

3+

que absorve fortemente a 560 nm. De acordo com o gráfico abaixo, onde a 3+

-5

concentração molar do Al  foi mantida constante igual a 1,2 x 10  e as medidas feitas numa cubeta de 1,0 cm, faça o que se pede.

a) Qual é a estequiometria Metal /Ligante para o complexo formado? (Resp: 1:3). 4

-1

-1

b) Calcule a absortividade molar do complexo? (Resp: 4,17 x 10  M  cm ).

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10  –  Uma amostra contendo alumínio deverá ser determinada por um método espectrofotométrico. O laboratório dispõe de um espectrofotômetro UV-VIS e dos seguintes reagentes: hidroxiquinolina e morim. Os complexos metálicos, nas fases orgânicas nas quais os mesmos são solúveis, possuem coeficientes de absorção molar 3

-1

-1

3

-1

-1

(ε) iguais a 4,9x10  L mol .cm  ( λ = 405 nm) e 80x10  L mol .cm  ( λ= 260 nm) para a 3

-1

-1

hidroxiquinolina e, 18x10  L mol .cm  (λ = 415 nm) para o morim. 0,1916 g da amostra foram tratados com o ligante adequado e o complexo resultante foi extraído em 50,00 mL de clorofórmio. Sabendo que a absorbância da solução amostra foi igual a 0,29, usando um caminho ótico de 0,5 cm, calcule o teor de alumínio, em ppm, nesta amostra. Dados: Al = 27,0 g/mol ;

Fórmula do complexo: AlL onde L= ligante ; ppm = µg/g

(Resp: 51,0 ppm).

Referências 1. Harris, D. C. Explorando a Química Analítica . 4ª ed. LTC  –  Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, 2011. 2. Harris, D. C.  Análise Química Quantitativa. 6ª ed. LTC  – Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, 2005. 3. Skoog, D. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Crouch, S. R. Fundamentos de Química  Analítica. 8ª ed. Pioneira Thomson Learning, São Paulo, 2006. Professor Frank Pereira de Andrade Universidade Federal de São João Del Rei Campus Centro Oeste Dona Lindu (CCO/UFSJ)