Relatorio Lei de Lambert-beer 3[1]

Lei de Lambert-Beer Introdução:

A espectrofotometria é uma técnica quantitativa e qualitativa, a qual se baseia no fato de que uma substância, ao receber radiação, emite uma certa porção e absorve outra. Um conceito muito usado nesta área é o de absorbância e transmitância. Absorbância (A) é definida como sendo o logaritmo da razão entre o feixe emitida pelo composto e o feixe incidente. A = log I 0 /I , onde I0 é o feixe incidente e I é é o feixe transmitido. A transmitância (T) é a própria razão entre o feixe incidente e o feixe transmitido pela amostra T = I0 /I A Lei de Lambert-Beer trata tr ata da relação entre a radiação transmitida e a incidente de uma amostra. Um resultado derivado desta lei é: A= .b.C , onde A é absorbância,  é o coeficente de absorção molar, b é o caminho óptico e C é a concentração da solução em análise. Esta relação define que a absorbância e a concentração da solução tem uma função linear, onde .b é uma constante isto é, o coeficiente angular da reta. Uma aplicação deta lei é em estudo de absorção de complexos. Através disto, pode-se determinar várias propriedades ópticas destas substâncias. Neste experimento estudar-se-á a validade desta lei usando complexos do íon Cu2+, analisando sua transmitância.

Procedimento Experimental:

1- Preparar uma bureta contendo solução de NH 4OH 4,0M e outra contendo solução de CuSO 4 0,05M. Colocar 15mL de NH 4OH em cada um dos doze balões de 50mL, enumerando-os de 1 a 12. Adicionar os volumes contidos na tabela abaixo , completando água destilada, com agitação. Amostra

CuSO4

Amostra CuSO4(mL)

(mL)

1

0,50

7

3,50

2

1,00

8

4,00

3

1,50

9

4,50

4

2,00

10

5,00

5

2,50

11

5,50

6

3,00

12

6,00

Tabela contendo os volumes necessários nas soluções

2- Calibrar o espectrofotômetro, usando como branco uma cubeta com NH4OH. Fazer leituras de transmitância com a solução 5 nos comprimentos de onda iguais a 480nm, 520nm, 580nm e 660nm, registrando qual comprimento tem a menor transmitância. 3- Determinar, neste mesmo comprimento de onda, a transmitância das outras soluções. Em seguida, misturar duas soluções aleatórias, formando a soulção X e determinar sua transmitância. 4- Colocar o mesmo volume de uma das soluções em recipientes de diâmetros diferentes, anotando a intensidade de cor em cada amostra.

Resultados e Discussões:

Obteve-se os seguintes resultados ao se medir a transmitância da solução 5: 480nm = 90,8% 520nm = 82,8% 580nm = 72,2%

660nm = 75,4% Logo, para medir as outras absorbâncias usou-se o comprimento de onda de 580nm. Abaixo está uma tabela que retrata as absorbâncias e as transmitâncias de cada solução, incluindo a solução X: Amostra Transmitância Absorbância Amostra Transmitância Absorbância (%)

(%)

1

95,2

0,02136

8

60,8

0,21609

2

89,2

0,04964

9

58,2

0,23507

3

85,8

0,06651

10

56,9

0,24488

4

77,6

0,11014

11

53,6

0,27083

5

72,2

0,14146

12

51,0

0,29243

6

69,2

0,15989

Amostra

68,9

0,16178

X 7

65,4

0,18442

Tabela contendo a absorbância e a transmitância em cada amostra

Para se achar a concentração de cada amostra, usa-se a relação 1:1 entre o complexo formado e o íon Cu ++ da solução de CuSO4, sendo o volume total de 50mL. A amostra X foi obtida da mistura entre solução 6 e solução 7. Abaixo, tem-se uma tabela, explicitando os valores das concentrações:

Amostr Concentração

Absorbância Amostra Concentração

Absorbância

a

(10-3 M)

(10-3 M)

1

0,5

0,02136

8

4,0

0,21609

2

1,0

0,04964

9

4,5

0,23507

3

1,5

0,06651

10

5,0

0,24488

4

2,0

0,11014

11

5,5

0,27083

5

2,5

0,14146

12

6,0

0,29243

6

3,0

0,15989

Amostra

3,25

0,16178

X 7

3,5

0,18442

Tabela contendo as concentrações e a absorvância de cada amostra para 580nm

De acordo com a lei de Lambert-Beer, pode-se plotar um gráfico absorbância X concentração, obtendo uma relação do 1º grau, isto é, uma reta de equação y = a.x +b.    ) 7    M   m6    (   o 5    ã 4   ç   a   r 3    t   n 2   e   c   n 1   o    C 0

        2         0   ,         0

        5         0   ,         0

        7         0   ,         0

        1         1   ,         0

        4         1   ,         0

        6         1   ,         0

        8         1   ,         0

        2         2   ,         0

        4         2   ,         0

        4         2   ,         0

        7         2   ,         0

        9         2   ,         0

Absorbância

Gráfico Absorbância X Concentração em 10 -3 de complexo tetraaminocobre(II)

Esta reta tem o coeficiente angular 1/є.b = 20,37, ficando assim a

equação:

[Tetraminocobre(II)] = 20,37.(absorbância) + 0,0925 Com esta equação, conhecendo-se a absorbância, pode-se determinar a concentração. A região de absorbância entre 0,02 e 0,29 pode ser considerada como limite de certeza na determinação da concentração. Se se colocar resultados maiores, pode-se não obter uma concentração próxima a real. Em se tratando do diâmetro dos tubos e a coloração, pode ser explicado pelo fato de que a intensidade da cor varia com a espessura da lâmina que recebe a radiação, isto é, se houver uma lâmina espessa, sua coloração será maior, pois a absorbância é maior. No caso do complexo tetraaminocobre(II), seu espectro de absorção está perto do azul por causa da coordenação com a água na segunda esfera de coordenação.

Conclusão:

A lei de Lambert-Beer tem coerência com os resultados obtidos experimentalmente, mostrando que, quando limitada a uma faixa de absorção, se obtêm resultados favoráveis. Apesar das dificuldades técnicas, tais como presença de impurezas nas vidrarias e o espectrofotômetro com grau de erro médio, a prática se mostrou relevante, no sentido de se obter resultados satisfatórios.

Bibliografia: SOLOMONS, T.W.G. Organic Chemistry. Fourth Edition. United States, Wiley, 1988.

Questões:

1- O que é curva de Calibração? R- Curva de calibração é a curva que se obtém ao medir-se a absorbância de alguma solução padrão em função da concentração. É usada para medir a absorbância das amostras baseada nesta solução padrão. A inclinação da curva de calibração é “.b”. Esta cur va normalmente é produzida quando se usa uma cubeta cilíndrica, e se desco nhece o valor de “b”, como no caso na experiência estudada. 2- O que significa região ou intervalo de linearidade? R- É a região par a qual a lei de Lambert-Beer é aplicada. Ou seja, onde a absorbância varia linearmente com a concentração  .

3- O que é cor complementar e quais são? R- São todas as cores que não possuem um comprimento de onda relacionado a ela, por exemplo, uma cor que não esteja na série espectroquímica não possui um comprimento de onda característico. Se tirarmos o espectro dela, dará dois ou mais picos, referentes aos comprimentos de onda das cores que a geram.

Universidade Federal de Pernambuco Centro de Ciências Exatas e da Natureza Departamento de Química Fundamental

Relatório de Química Experimental 2 Lei de Lambert-Beer

Eduardo Fernando Alves da Silva Júnior Química-Bach. Professora: Ana Elisabete