Trabalho dia 2 outubro Datei - Moodle

Práticas Laboratoriais de Diagnóstico e Teoria
do Restauro I
(Ciências da Arte e do Património)
Doseamento do Fe2+ por espectroscopia de absorção
Objectivo
Determinar a concentração do ferro(II) numa solução aquosa, com base na formação do
complexo deste ião com 1,10-fenantrolina.
Introdução
A energia da radiação electromagnética na gama do ultravioleta-visível (UV-Vis) é suficiente para
promover a excitação electrónica das moléculas. Assim, o espectro de UV-Vis de uma dada
espécie representa a absorvância (A) em função do comprimento de onda () da radiação (Fig. 1).
A
máx
 (nm)
Fig. 1 – Exemplo de um espectro de UV-vis.
A quantidade de radiação absorvida por uma dada substância designa-se por absorvância (A) e é
definida pela seguinte relação:
A = log I0/I
onde: I0 e I são as intensidades luminosas da radiação (monocromática) incidente e transmitida,
respectivamente.
A absorvância está relacionada com a transmitância (T) através da relação:
A = log 1/T = -log T = -log I / I0
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O doseamento de espécies recorrendo à espectroscopia de absorção baseia-se na lei de LambertBeer, a qual relaciona a quantidade de radiação UV-Vis absorvida com a concentração de uma
dada espécie absorvente em solução:
A=lc
onde: A é a absorvância;  é o coeficiente de absorção molar (L mol-1 cm-1) que é função da
espécie absorvente e do comprimento de onda da radiação e é independente da concentração; l
é a largura da célula (percurso óptico) (cm); c é a concentração da espécie absorvente (mol L-1).
A lei de Lambert-Beer permite portanto determinar a concentração de substância presente numa
dada amostra, conhecidos os valores do coeficiente de absorção molar e do comprimento da
célula e medindo a absorvância com um espectrofotómetro.
Para medir experimentalmente o valor da absorvância da solução é necessário o uso de um
recipiente denominado célula. Nestas condições, a interacção entre a radiação e as paredes da
célula é inevitável, produzindo-se uma diminuição na intensidade da radiação em cada interface,
como consequência da reflexão, ou eventualmente da absorção. Além disso, o feixe pode sofrer
uma diminuição de intensidade, durante a sua passagem através da solução, como resultado da
dispersão por macromoléculas, ou poeiras. Para corrigirmos estes efeitos, a intensidade do feixe
transmitido através da solução em estudo é comparada com a intensidade do feixe que passa
através duma célula idêntica, contendo o solvente ou um branco. Assim, a absorvância
experimental vem:
Aexp = Aam + solv + cel - Asolv + cel
em que a primeira parcela representa a absorvância devida à amostra, solvente e célula e a
segunda a absorvância devida ao solvente e à célula. Deste modo, o valor experimental da
absorvância vem já corrigido para o solvente (ou branco) e célula.
Neste trabalho, determinar-se-á a concentração de ferro (II) numa amostra. Como o ferro não
absorve na gama do visível, será primeiro transformado num complexo que, esse sim, absorve na
gama do visível. Esse complexo é obtido por reacção do Fe(II) com a 1,10-fenantrolina (Figura 2).
N
N
Fig. 2. Estrutura da 1,10-fenantrolina.
Material e Equipamento

Solução 6x10-5 mol L-1 de fenantrolina-1,10 ferrosa, solução de concentração desconhecida.

Espectrofotómetro de UV-Visível e respectivas células; 4 balões volumétricos de 25 mL;
pipetas graduadas de 10 e 5 mL; gobelets.
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Procedimento
1. A partir da solução 6 x10-5 mol L-1 de fenantrolina-1,10 ferrosa, prepare 25 mL de cada uma das
seguintes soluções:
Solução A
2x10-5 mol L-1
Solução B
3x10-5 mol L-1
Solução C
4x10-5 mol L-1
Solução D
5x10-5 mol L-1
2. Com as soluções 6 x10-5 e 2x10-5 mol L-1, obtenha os espectros de absorção da fenantrolina1,10 ferrosa, fazendo primeiro a “baseline” colocando dois “brancos” no espectrofotómetro.
3. Regule o espectrofotómetro para o valor do comprimento de onda correspondente ao máximo
de absorção da fenantrolina-1,10 ferrosa, determinado através da análise dos resultados obtidos
no ponto anterior.
4. Coloque o “branco” no espectrofotómetro.
5. Lave a célula 2 vezes com a solução A e encha-a com a mesma solução.
6. Registe a leitura da absorvância desta solução.
7. Repita os passos 5 e 6 para cada uma das outras soluções: B, C, D e desconhecida.
8. Lave todo o material utilizado, tendo o cuidado de despejar as soluções em recipientes
apropriados.
Bibliografia
[1] D. A. Skoog, D. M. West, F.J. Holler, Fundamentals of Analytical Chemistry; 7th ed.; Holt
Saunders College Publishing: New York, 1996.
[2] H. Willard, L. Merritt Jr., J. Dean, Análise Instrumental, Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa,
1974.
[3] J. A. Martinho Simões, M. A. R. Botas Castanho, I. M. S. Lampreia, F. J. V. Santos, C. A. Nieto de
Castro, M. F. Norberto, M. T. Pamplona, L. Mira, M. M. Meireles, Guia do Laboratório de Química
e Bioquímica, Lidel, Lisboa, 2000.
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Doseamento do Fe2+ por Espectroscopia de Absorção
Questionário
Nomes dos elementos do grupo:
Turma:
1. Preencha o quadro seguinte, indicando os volumes de solução 6x10-5 mol L-1 de 1,10
fenantrolina ferrosa que usou para preparar os 25 mL das soluções A, B, C e D.
Exemplifique os cálculos para um dos casos.
Solução
Volume (mL) da solução 610-5 mol L-1
A
B
C
D
2. Indique o comprimento de onda correspondente ao máximo de absorção da 1,10-fenantrolina
ferrosa (anexe os espectros de absorção das duas soluções usadas para o obter):
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3. Trace a recta de calibração correspondente à variação da absorvância da 1,10-fenantrolina
ferrosa com a concentração e determine:
a) Os parâmetros da recta que melhor se ajusta aos pontos experimentais.
b) A concentração do Fe (II) na solução aquosa de concentração desconhecida.
c) O coeficiente de absorção molar para o comprimento de onda seleccionado.
4. Esse trabalho ilustra um método para determinar indirectamente a quantidade de Fe(II)
presente numa solução. Qual o objectivo de se complexar o Fe(II) com a fenantrolina?
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