Espectroscopia de Absorção Molecular do Ácido Acetilsalicílico

INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO
Mestrado Integrado em Engenharia Biológica
Laboratório de Análise Química
Determinação do Ácido Acetilsalicílico num comprimido por Espectroscopia de
Absorção Molecular
Sílvia Antunes Nº54520
Gonçalo Santa Nº56370
Francisco Mendes Nº56364
(6ªfeira, 2ºturno, grupo 1)
Lisboa, 24 de Outubro de 2008
Determinação do Ácido Acetilsalicílico num comprimido por Espectroscopia de Absorção Molecular
Índice
 Resumo
3
 Parte Experimental
4
 Resultados e Cálculos
6
 Discussão e Crítica
9
 Referências Bibliográficas
12
 Anexos
13
2
Determinação do Ácido Acetilsalicílico num comprimido por Espectroscopia de Absorção Molecular
Resumo
Neste trabalho experimental pretendeu-se determinar a quantidade de ácido
acetilsalicílico existente num comprimido de Aspirina® de 500mg.
O método utilizado para a determinação deste componente foi o de espectroscopia
de absorção molecular (EAM), pelo facto do ácido acetilsalicílico apresentar absorção de
radiação
electromagnética
Ultra-Violeta
(UV),
recorrendo-se
naturalmente
a
um
espectrofotómetro de absorção molecular.
A concentração final obtida foi de 461,3 ± 8,2 mg de ácido acetilsalicílico por
comprimido.
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Determinação do Ácido Acetilsalicílico num comprimido por Espectroscopia de Absorção Molecular
Parte Experimental

Técnica experimental:
O procedimento experimental decorreu tal como descrito no guia de laboratório, sem
ocorrência de alterações relevantes.

Equipamento:
O espectro de absorção do ácido acetilsalicílico, para a determinação do comprimento
de onda do máximo de absorção (296nm), e as leituras de absorvância dos padrões e das
amostras foram obtidos usando um espectrofotómetro de UV/VIS da PERKIN ELMER – Lamba
2. As leituras efectuaram-se na gama de absorção do espectro UV.
O ácido acetilsalicílico e os comprimidos de aspirina foram pesados numa balança
analítica Sartórius, modelo 1872, com uma gama de utilização entre 0-150g e uma precisão
de 0,1mg.
Para a preparação das soluções de trabalho utilizou-se material de vidro corrente de
laboratório, papel de filtro, para fazer filtros de pregas, e também um almofariz com pilão.

Reagentes e Soluções:
Preparou-se uma solução inicial de ácido salicílico 1g/L, tendo sido pesados 0,9991g
de ácido acetilsalicílico da marca Panreac Química SA (Barcelona-Espanha) (peso molecular
de 180,16mg/mol, nocivo por ingestão) e adicionados 10ml de metanol da marca Pro
Analysis (peso molecular de 32,04g/mol distribuidor: E. Merck, D-6100 Darmstadt, F.R.
Germany) para um balão de 1L, diluindo com água desionizada até ao traço.
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Determinação do Ácido Acetilsalicílico num comprimido por Espectroscopia de Absorção Molecular
Para a solução de trabalho pipetou-se 5 ml da solução inicial e adicionou-se 40 ml de
uma solução de NaOH (0,1M), fornecida em laboratório, de modo a hidrolisar a ácido
salicílico, para um balão de 100ml, diluindo até ao traço com água desionizada, obtendo-se
uma concentração final de 0,05 g/L.
Para a solução inicial de comprimido e o respectivo duplicado pesaram-se 2
comprimidos de aspirina da marca Bayer (composição: amido de milho, celulose e 500mg de
ácido acetilsalicílico). O peso médio de comprimido obtido foi de 603,75mg. Para cada
amostra pesaram-se respectivamente 0,1019g e 0,1115g para as soluções A e B
(100mg/100ml) adicionando-se ainda alguns mL de uma solução de metanol, diluindo o
restante com água desionizada.
Para as soluções de trabalho dos comprimidos filtraram-se 2mL das soluções iniciais A e
B para um balão de 100mL adicionando 40mL da solução de NaOH (0,1M), diluindo o
restante volume com água desionizada, obtendo-se uma concentração de 0,02 g/L.
As soluções padrão de ácido salicílico foram preparadas em balões de 50 mL,
adicionando diferentes volumes da solução de trabalho, calculando-se a respectiva
concentração a partir da relação:
C1V1  C2V2
(1)
Em que: C1 = 0,05 g/L e V2 = 50 mL;
Tabela 1: Volumes de solução de trabalho medidos para cada solução padrão e respectiva concentração:
Padrão
V1 (mL)
C2 (g/L)
1
5
0,005
2
10
0,01
3
15
0,015
4
20
0,02
5
25
0,025
5
Determinação do Ácido Acetilsalicílico num comprimido por Espectroscopia de Absorção Molecular
Resultados e Cálculos

Recta de Calibração:
Após determinação do comprimento de onda do máximo de absorção (296nm),
leram-se as absorvâncias das soluções padrão a esse comprimento de onda, de maneira a
traçar uma recta de calibração Absorvância vs Concentração de ácido acetilsalicílico.
Tabela 2: Absorvância lida para cada concentração de padrão (padrão 0 corresponde ao acerto do zero no
espectrofotómetro com água desionizada):
Padrão
C (g/L)
A296nm
0
1
2
3
4
5
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
-0,08
0,1671
0,2653
0,3582
0,4577
0,5538
Recta de Calibração
0,6
Absorvância
0,5
0,4
0,3
y = 19,316x + 0,0707
R2 = 0,9999
0,2
0,1
0
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
Concentração de padrão (g/L)
Gráfico 1: Recta de Calibração absorvância em função da concentração de ácido acetilsalicílico;
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Determinação do Ácido Acetilsalicílico num comprimido por Espectroscopia de Absorção Molecular
A equação da recta de calibração obtida foi então:
Y  (19,3  0,3) X  (0,07  0,005)

Concentração das amostras:
Após a leitura das absorvâncias das soluções padrão, procedeu-se à leitura das
absorvâncias das amostras A e B e determinou-se a concentração das respectivas amostras
interpolando os valores na recta de calibração.
Os erros associados às concentrações foram calculados a partir de uma progressão de
erros do tipo:
 x t 
y x
a
( y 0  y médio ) 2
1 1
 
t
n N a 2  ( xi  x médio ) 2
Em que:
a – declive da recta de calibração;
σy/x – erro-padrão na estatística de regressão (em anexo);
n – número de observações na recta de calibração = 5;
N – número de leituras da amostra = 1;
t – valor de observada da distribuição t de student para uma nível de
confiança de 95% e graus de liberdade = n – 2;
ymédio = 0,36042 ; xmédio = 0,015
Tabela 3: Absorvância lida para cada amostra, concentração estimada e erro associado:
Amostra
A296nm
C (g/L)
σx×t
A
0,3937
0,0167
± 0,0003
B
0,3755
0,0158
± 0,0003
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Determinação do Ácido Acetilsalicílico num comprimido por Espectroscopia de Absorção Molecular
Estimadas as concentrações para cada amostra, procedeu-se ao cálculo da massa de
ácido acetilsalicílico por comprimido, através da relação C1V1=C2V2 e dos factores de diluição
das soluções inicial e de trabalho:
Tabela 4: Massa de ácido acetilsalicílico estimada para cada comprimido e média das mesmas:
Amostra A
495,4104694 mg/comp.
Amostra B
427,2465286 mg/comp.
Média
461,3285 mg/comp.
Para o erro associado foi feito o mesmo tipo de tratamento de resultados, sendo
usadas as mesmas relações. O erro relativo estimado foi de 7,7343 %.

Resultado final:
Quantidade de ácido acetilsalicílico por comprimido (mg):
m = 461,3 ± 8,2 mg / comp.
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Determinação do Ácido Acetilsalicílico num comprimido por Espectroscopia de Absorção Molecular
Discussão e Crítica
No presente trabalho experimental pretendeu-se determinar o teor preciso de ácido
acetilsalicílico num comprimido de Aspirina® da marca Bayer. Segundo a empresa
farmacêutica cada comprimido tem na sua composição 500mg de ácido acetilsalicílico.
A técnica utilizada foi a de espectroscopia de absorção molecular, pelo facto do ácido
acetilsalicílico apresentar absorção de radiação electromagnética UV. No entanto, neste tipo
de análise química existe o problema do ácido acetilsalicílico ser facilmente hidrolisado em
solução, sendo que o seu produto de hidrólise (ácido salicílico) tem um espectro de absorção
UV diferente. Assim, foi adicionado NaOH para tornar a solução do comprimido fortemente
básica, de forma a assegurar que todo o ácido acetilsalicílico se hidrolisou e apenas o ácido
salicílico estaria a ser analisado.
Com esta técnica é possível determinar a quantidade de ácido acetilsalicílico
estabelecendo uma relação entre a absorvância de radiação e a concentração de ácido
acetilsalicílico, nomeadamente através do método da recta de calibração, admitindo válida a
aplicação da lei de Lambert-Beer. Este método consiste na representação gráfica de valores
de absorvância para um dado número de soluções-padrão, em função da sua concentração.
De seguida traça-se a recta que melhor se ajusta aos pontos experimentais através do
tratamento dos mínimos quadrados.
Na nossa experiência foram preparadas 5 soluções-padrão da solução de ácido
acetilsalicílico, cujas concentrações variaram entre 5  103 g/L e 2.5 102 g/L, visto que, face à
indicação do fabricante quanto ao teor em ácido acetilsalicílico no comprimido, previu-se que
a concentração da nossa amostra de solução trabalho (de comprimido) seria cerca de
2 102 g/L, sendo esta uma gama de padrões adequada. Verificámos com base na recta de
calibração obtida que de facto é válida a lei de Beer para a técnica de espectroscopia utilizada.
A análise química efectuada, revelou que o teor de ácido acetilsalisílico obtido
experimentalmente se aproxima do valor apresentado pela Bayer na composição dos seus
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Determinação do Ácido Acetilsalicílico num comprimido por Espectroscopia de Absorção Molecular
comprimidos. Este valor experimental apresenta um erro associado relativamente baixo e
dever-se-á principalmente ao facto do método utilizado apresentar algumas limitações.
A lei de Lambert Beer é uma lei fundamental para todos os tipos de absorção de
radiação electromagnética aplicado não só a soluções, mas também a gases e sólidos. No
entanto esta lei apresenta várias limitações reais, químicas e também instrumentais. Por
exemplo, esta lei só pode ser aplicada a soluções muito diluídas (de concentrações inferiores a
10-2 ou 10-3M) pois a distância média entre espécies responsáveis pela absorção diminui com
o aumento de concentração, podendo a distribuição de cargas das espécies vizinhas ser
afectada em soluções pouco diluídas. Como consequência pode haver uma variação na
probabilidade das espécies em estudo não absorverem a um dado comprimento de onda.
O outro problema associado à concentração das diluições está relacionado com o
índice de refracção da solução. A absortividade depende do índice de refracção e a altas
concentrações os desvios podem ocorrer.
Com base nos valores de concentação dos padrões e também das duas soluções de
trabalho A e B do comprimido (0,0167 e 0,0158 g/L) podemos dizer que os valores de
Absorvância lidos não sofreram desvios significativos e, portanto, estas não afectaram
significativamente o erro associado ao valor final da quantidade de ácido acetilsalicílico por
comprimido de aspirina.
Os desvios químicos afectam o valor de concentração lido na lei de Beer,
nomeadamente em reacções onde existam em solução ácidos fracos e aniões de ácidos
fracos, ou até sistemas reactivos em que se formam complexos. Por consequência, os valores
de concentração obtidos pela lei de Beer não correspondem, ou nem são proporcionais à
concentração total, ou analítica da espécie absorvente livre.
Como já foi referido anteriormente, o ácido acetilsalicílico revela problemas de análise
devido à sua fácil hidrólise quando em solução e para tentar contrariar este efeito adicionouse uma solução de NaOH para tornar o meio fortemente básico e só se ler a absorvância da
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Determinação do Ácido Acetilsalicílico num comprimido por Espectroscopia de Absorção Molecular
espécie hidrolisada. No entanto, devido a erros experimentais é possível que estivessem em
solução as duas espécies, afectando significativamente as leituras.
Durante a realização do procedimento experimental não ocorreram erros relevantes,
pelo que não terão sido os desvios químicos os mais importantes para justificar os erros
associados ao resultado obtido.
Por último, há ainda a considerar eventuais desvios instrumentais em relação à
utilização da Lei de Beer, tais como variações na posição das células durante a leitura no
aparelho, ou diferenças entre células de absorção que à partida se admitem ser idênticas.
A luz extraviada, que entra para o detector fora da gama do comprimento de onda
admitido pelo monocromador, é também uma potencial origem de erro, assim como erros de
calibração dos comprimentos de onda para o espectrofotómetro utilizado.
A não linearidade do amplificador ou oscilações nas suas caracteríscas são outras
fontes de erro nos valores lidos com base na lei de Lambert Beer.
Além das limitações ao método analítico utilizado, há outros factores a considerar que
podem ter influenciado o pequeno desvio em relação ao resultado. O valor de massa final e o
erro associado não incluem a imprecisão da balança analítica utilizada, pois um dos valores de
absorvância foge ligeiramente ao intervalo da gama do varrimento de valores descrito no
guia (entre 0 e 0,5), o que remete novamente para a possibilidade de terem ocorrido alguns
desvios químicos à lei de Lambert Beer.
Conclui-se portanto que, por comparação com o valor apresentado pela Bayer, cada
comprimido apresenta de facto um valor bastante próximo do descrito. Revela-se portanto
que o método analítico é de uma precisão razoável, sendo afectado negativamente por
desvios químicos resultantes de reacções químicas que façam variar a concentração de ácido
salicílico na solução presente.
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Determinação do Ácido Acetilsalicílico num comprimido por Espectroscopia de Absorção Molecular
Referências Bibliográficas

Análise Química - Guia de Laboratório, 2008/2009;

Principles of Instrumental Analysis , Skoog, D.A., Holler, F.J., Nieman, T.A., 1998, 5th Ed.
Saunders College Publishing, 1998.
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Anexos

Espectro de absorção do ácido salicílico:
Espectro de absorção do ácido salicílico
1
Absorvância
0,8
0,6
0,4
0,2
0
230
250
270
290
310
330
350
comprimento de onda - l (nm)
O comprimento de onda obtido para o máximo de absorção na gama 230-340 nm,
foi de λ = 296nm, correspondendo a uma absorvância de Aλ=296nm = 0,4696.
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
Tratamento de Erros – Recta de Calibração:
SUMÁRIO DOS
RESULTADOS
Estatística de regressão
R múltiplo
0,999959135
Quadrado de R
0,999918272
Quadrado de R ajustado
0,999891029
Erro-padrão
0,001594156
Observações
5
ANOVA
gl
SQ
MQ
F
F de
significância
36703,94701
3,13588E-07
Regressão
1
0,093276964
0,093276964
Residual
3
7,624E-06
2,54133E-06
Total
4
0,093284588
Coeficientes
Erro-padrão
Stat t
valor P
95% inferior
95% superior
Interceptar
0,07068
0,001671965
42,27361441
2,91332E-05
0,065359061
0,076000939
Variável X 1
19,316
0,100823278
191,5827419
3,13588E-07
18,99513533
19,63686467
Erro associado à ordenada na origem: (95% superior – 95% inferior) / 2 = 0,005320939
Erro associado ao declive: (95% superior – 95% inferior) / 2 = 0,320864668
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