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Universidade Federal de Santa Maria Centro de Ciências Naturais e Exatas Departamento de Química Setor de Quimica Analítica Análise Instrumental Prática Profa. Dra. Martha B. Adaime Prof. Dr. Renato Zanella (http:www. ufsm. r/larp) 2011 2 UFSM-CCNE DEPART NSTRUMENTAL EXPE do rodízio: A Colori determinação de ferr – Espectrofotometria 0 Swipe nentp ANÁLISE édi018 Experimentos Colorimetria- ria- lei de Beer D Potenciometria de neutralização F – Potenciometria de precipitação G – Potenciometria de oxi-redução H – Condutometria direta – ka de ácidos I – Condutometria indireta – titulação de neutralização J Condutometria indireta – titulação de precipitação PRIMEIRO DESAFIO: 22/04 SEGUNDO DESAFIO: 20/05 GRUPOS 1, 2 3, 4 27/05 F 25/03 A C 03/06 1 F 01 CA 10/06 G] 08/04 B D 17/06 G 29/04 D a 24/06 Recuperação 06/05 E H 13/05 H E 01/07- Cromatografia Gasosa e Cromatografia Liquida de Alta Eficiência 08/07 Fotometria de Chama e Espectrometria de Absorção Atômica Bibliografia Recomendada: 1 Daniel Harris.

Análise Química Quantitativa, 5a edição, L TC Editora, R], 2001. 2. Skoog, Holler e Nieman. Princípios de Análise Analysis,Mc Graw Hill, 2a edição. 5. Vogel, Basset. Análise Inorgânica Quantitative, Editora Guanabara, RJ Material Necessário para as aulas práticas: – Apostila (33 pág. – xerox prédio 17 ou pdf no site wuw. ufsm. br/larp em Área para Alunos) – papel milimetrado e conhecimentos básicos de Excel@ – avental – caneta de retroprojetor (para marcar vidraria) – papel absorvente (lenços de papel) – comprimidos de AAS (ácido acetil salicilico) infantil – soro fisiológico – antianêmico (sulfato ferroso) líquido Martha B. Adaime / Renato Zanella 3 A.

COLORIMETRIA Confecção de uma curva analítica para análise de KMn04 visando determinação de Mn em aço ou ração animal para realizar esta dosagem você deve, inicialmente, escolher o iltro ideal para análise colorimétrica de KMn04 e traçar uma cuwa analítica para KMn04 . com oito pontos) considerando a faixa de menor erro (15-65 %T) em colorimetria. A dosagem colorimétrica na amostra real deve ser realizada após a oxidação a íon permanganato. Nesta aula, você realizará somente a escolha do filtro e a confecção da curva analítica. 1. Escolha do filtro para colorimetria. Usando uma solução de KMn04 (0,0002 mol/L = 0,001 N) preparada a partir de uma solução (0,02 mol/L = 0,1 N) previamente padronizada, escolha o filtro para análise de KMn04. Tomar dois tubos que acompanham aparelho. Em um dos tubos colocar água desionizada e no outro, solução de KMn04.

Limpar as paredes do tubo com papel absorvente. Colocar o primeiro filtro no caminho óptico do colorímetro. Introduzir o tubo com água desio 30 Colocar o primeiro filtro no caminho óptico do colorímetro. Introduzir o tubo com água desionizada (branco) no caminho óptico e ajustar 0 100% de T (transmitância). Colocar o tubo com KMn04 e fazer a leitura da transmitância. Colocar o segundo filtro e ajustar 0 100% de T com o branco, colocar o tubo com KMn04 e fazer a leitura. Proceder da mesma maneira com os demais filtros. Planilhar os resultados. Filtro (nm) T A Examinar os resultados obtidos e indicar o filtro correto (ou o mais indicado). 4 2. Confecção da curva analítica.

Traçar uma curva analítica para permanganato de potássio, com oito pontos, dentro da faixa de menor erro (15 a 65% de transmitância). Preparar uma solução estoque de KMn04 (0,0006 mmol/L= 0,003 N). Fazendo uso do valor de absorvância (A) obtido com o filtro escolhido, calcular as concentrações da solução que apresenta 15% de T e da que apresenta 65% de T. Partindo de uma solução estoque 0,0006 mol/L, calcular os volumes necessários desta solução, para preparação das soluções padrões dos extremos da curva (15% de T e 65% deT) Calcular o incremento em volume necessário para preparar as demais soluções. Este cálculo depende do numero de soluções padrões que se deseja.

Construir a tabela dos padrões e calcular as concentrações finais das 8 soluções, da seguinte forma: 1 . Separar 8 balões volumétricos de 25 mL e numerá-los de 1 a 8. 2. Preparar, nestes balões, as diluições conforme a tabela acima. 3. Medir as transmitâncias das 8 soluções usando o filtro previam diluições conforme a tabela acima. 3. Medir as transmitâncias as 8 soluções usando o filtro previamente escolhido (sempre usar água desionizada como branco para o ajuste do 100% de T). Completar a tabela. NO Sol V sol est 0,0006 mol/L (mL) V sol final de água desionizada (ml_) Conc Conc T A (mol/L) (mmol/L) 1 234 56 7 8 Construir a curva analltica (A x c) em papel milimetrado e no Excelo. 5 B.

COLORIMETRIA Dosagem Colorimétrica de Fe em aço e/ ou medicamento. para realizar esta dosagem você deve traçar uma curva analítica para o complexo [Fe(C12 H8 N2 )32+ ] e escolher o melhor filtro para a análise deste complexo. A dosagem colorimétrica deve ser comparada com a dosagem or potenciometria que será realizada no experimento G. Obs. ‘ Cada reativo utilizado deve ter seu uso justificado. Método da 1,10-Fenantrolina. O Fe(ll) reage com a 1,10-fenantrolina para formar o complexo de cor vermelho-alaranjado Cl 2 HB N2 )3 Fe por longos períodos. O Fe(lll), principal interferente, pode ser reduzido com cloreto de hidroxilamônio ou com hidroquinona. , que no intervalo de pH de 2 a 9, é estável Parte Experimental: Preparo dos reativos: (observe se estes reativos já estão prontos) 1) Solução padrão de Fe2+: Pesar exatamente 0,7 g de alúmen ferroso (sulfato de ferro (II) e amônio adrão primário titativamente para Acidificar com gotas de ácido sulfúrico, dissolver e completar o volume com água desionizada. Nesta solução 1 ml_ = mg de Fe (II). 2) Solução padrão diluída de Fe2+: Pipetar 10 mL de sol. padrão de Fe2+ para um balão volumétrico de 100 mL e completar o volume com água desionizada. Nesta solução 1 ml- = 0,02 mg de Fe(ll). 3) Solução de cloridrato de hidroxilamina 5% (mlv): Dissolver 5 g de NH20H.

HCl em 100 ml_ de água destilada. 4) Solução de acetato de sódio 2 mol/L: Pesar cerca de 41 g de acetato de sódio anidro, transferir para balão de 250 mL e completar o volume com água desionizada. ) Solução a 0,25% (mlv) de 1,10-fenantrolina: Pesar 0,25 g de 1 ,10-fenantrolina, transferir para balão de 100 mc, adicionar cerca de 50 mc de água desionizada, 5 gotas de ácido nítrico concentrado, agitar e completar o volume com água desionizada. OBS. : Para evitar contaminação, tomar o cuidado de usar uma pipeta para cada reagente que não deve ser pipetado diretamente do frasco. 6 Confecção da curva analítica: 1) Numerar 6 balões volumétricos de 25 rnL. ) Adicionar nos balões de números 2, 3, 4, 5 e 6, os seguintes volumes de solução padrão de ferro contendo 0,02 mg/mL de Fe II), de acordo com a tabela abaixo: 3) Fazer as seguintes adições, em todos os balões, inclusive no branco, na ordem indicada: 2 ml_ de solução aquosa de cloridrato de hidroxilamina a 5% (mlv). 2 mL de solução aquosa de de acetato de sódio 2 mol/L. 4 mL de solução de 1,10-fenantrolina a 0,25% (mlv). 4) Completar os volumes dos 6 mc de solução de 1,10-fenantrolina a 0,25% (mlv). 4) Completar os volumes dos 6 balões com água desionizada. Deixar as soluções em repouso por 10 minutos antes de fazer as leituras. ) Escolher o filtro com a solução do balão de no 3, fazendo uso da solução do balão de no 1 como branco. ) Medir as absorbências de todas as soluções usando a solução do balão de no 1 como branco. 7) Traçar a curva analitica (A x conc. ) em papel milimetrado e no Excele. NO do Balão 1 2345 6 Volume (mL) da solução 0,02 mg/mL (sol. diluída de Fe (II)) 0,0 3,0 7,0 1 Concentração (mg/mL) 7 Aplicação: Determinação da Concentração de Ferro em Medicamentos Amostra: Antianêmicos a base de sulfato ferroso na forma líquida 1) O volume, em mc do medicamento utilizado deve ser medido em pipeta volumétrica e depende da concentração contida no rótulo.

Por exemplo: Medicamento com 25 mg/mL de FeS04 – iluir 1 mL em 50 ml- Medicamento com 50 mg/mL de FeS04 – diluir 1 mL em 100 ml_ Medicamento com 125 mg/ml_ de FeS04 diluir 1 mL em 250 ml_ 2) Transferir 1 mc da amostra diluída para balão volumétrico de 25 na ordem indicada: – 6 30 colorímetro em %T com o filtro adequado. Passar para absorvância e obter a concentração através da curva analítica. 6) Calcular o resultado em mg de ferro por ml_ de medicamento. Obs. : Você pode comparar seu resultado com aquele obtido no método potenciométrico (Experimento G). 8 C. ESPECTROFOTOMETRIA Neste experimento você deve verificar: se Cr(N03)3. H20, na faixa de concentração de 0,01 a 0,05 mol/L, obedece a Lei de Beer. qual o melhor comprimento de onda para se trabalhar com esta substância espectrofotometricamente?

LEI DE BEER A lei fundamental da absorciometria é a Lei de BEER- BOURGIJER-LAMBERT, comumente chamada de Lei de BEER- Esta lei relaciona a absorvância (A) com a concentração (c) da espécie absorvente, de acordo com: Onde: a= absortividade. b- comprimento do percurso óptico (em cm). c= concentração da espécie absorvente (g/L). Quando a concentração da espécie absorvente for dada em molL “a” deve ser substituída por que é a absortividade molar. O valor da absortividade molar ” ” é característico da espécie absorvente em um solvente particular e a um comprimento de onda particular e é independente da concentração e do comprimento do percurso óptico. O comportamento de um sistema absorvente frente a Lei de Beer pode ser verificado mediante a representação da absorvência em função da concentração para um valor fixo de percurso óptico.

A obediência do sistema à Lei de Beer é denotada por uma linha reta que passa pela origem, caso contrário, ou seja, uma relação não linear da abso denotada por uma linha reta que passa pela origem, caso ontrário, ou seja, uma relação não linear da absorvência com a concentração, denota um desvio na Lei de Beer. A=a. b. c Objetivo do experimento: Demonstrar o procedimento para verificar se uma solução obedece a Lei de Beer e em qual comprimento de onda isto ocorre. 9 1) Obtenção do espectro de absorção de uma solução de nitrato de cromo 0,050 mol/L, através da medida da absorbência (A) desta solução de 400 a 650 nm, de 10 em 10 nm. OBS: Ajustar o zero de Absorbência, com o branco, a cada mudança de comprimento de onda. 2) Confecção das curvas analíticas: a) Preparar soluções com as eguintes concentrações de nitrato de cromo: 0,010; 0,020; 0,030; 0,040 e 0,050 mol/L. (Verificar se as soluções já estão prontas). ) Fazer as leituras de absorvência de cada uma das soluções, nas seguintes regiões ( ) do espectro de absorção obtido para o nitrato de cromo: – em uma região de máxima absorção ( max) – em uma região de mínima absorção ( min) – em uma porção ascendente ( asc) – em uma porção descendente ( desc) c) Tabelar as leituras de absorvência nos comprimentos de onda ( ) escolhidos Conc- (mol/l_) 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 max . nm) min . nm) asc nm) desc nm) ) Desenhar gráficos da Lei de Beer (A x conc. ) para cada conjunto de dados, usando o mesmo papel milimetrado. Também, no programa Excel@ desenhar ráficos sobrepostos. desenhar gráficos sobrepostos. Obs. : Para decidir o melhor comprimento de onda para se trabalhar com esta substância, observar que a faixa de absorbência onde trabalha-se com menor erro é de 0,2 a 0,8 A. 10 D. ESPECTROFOTOMETRIA Determinação Espectrofotométrica do pKa de um Indicador. A variação da cor de um indicador ácido-base em função do PH, permite determinar o valor do seu pKa espectrofotometricamente.

Quando se faz o espectro de bsorção de um indicador em sua forma ácida, outro espectro do indicador na sua forma básica e ainda outro espectro do indicador na sua forma neutra em um mesmo gráfico, verifica-se que todos estes espectros se cortam em um ponto, que é chamado PONTO ISOSBÉSTICO ou ISOABSORTIVO_ A seguir, escolhem- se dois comprimentos de onda situados à esquerda e a direita do ponto isosbéstico. Nestas regiões, se situam a absorvência máxima da forma ácida e a absorvência máxima da forma básica, respectivamente. Empregando-se os dois valores de , constrõem- se em um mesmo gráfico duas curvas A x PH. O ponto de encontro das duas cuwas corresponde a uma concentração igual da forma ácida e alcalina, indicando o pH que corresponde ao pKa. Objetivo do Experimento: Determinar o pKa do indicador azul de bromotimol, por espectrofotometria na região do visível.

Parte Experimental: Obtenção dos espectros de absorção do azul de bromotmol em pH ácido, neutro e alcalino (de 450 a 650 nm de 10 em 10 nm) – Indicador na forma ácida (pH- 1): em balão de 25 mL, colocar 1 ml_ de solução 0,1% de azul – Indicador na forma ácida (pH= 1): em balão de 25 mL, colocar 1 ml_ de solução de azul de bromotimol, 12 otas de solução 4 mol/L de HCI e completar o volume com água desionizada. Verificar o pH e anotar a cor da solução. solução: – Indicador na forma básica (pH- . cor solução: — . . – Indicador em pH neutro em balão de 25 mc colocar 1 ml_ de solução de azul de bromotimol, 5 ml_ de fosfato de sódio dibásico 0,1 mol/L e 5 mL de solução de fosfato de potássio monobásico 0,1 mol/L M completando o volume com água desionizada. Verificar o pH e anotar a cor da solução. H cor 13): em balão de 25 ml_, colocar 1 ml_ de solução 0,1% de azul de bromotmol, 12 gotas de solução de NaOH 4 mol/L e completar volume com água desionizada. Anotar o pH e a cor da solução. pH , cor solução. . OBS: observe que estas soluções são a 1, 5 e IO da tabela a seguir, portanto nao é necessário prepará-las novamente. 11 n Construção das curvas A x PH. a) Numerar 10 balões de 25 ml_ e adicionar as soluções conforme a seguinte tabela. Completar os volumes com água desionizada, agitar, verificar o pH e anotar. sol. n. 0 vol. Indic. vol. NaOH 4 mol/L V. HCI 4 mol/L vol. Na2HP04 mol/L Vol. KH2P04 mol/L pH AA nm . . nm 12345678910 1 mL 1 mc 1 mL 1 mL1 ml_ 1 mL1m 1mL 1 mc 1 ml_ 12 gotas 12 gotas 5 ml_l mL5mL 5 ml_ 10 rnL 5 mc 10 ml_5mL5m 0 DF 30