Lista de Exercício 2ª TVC Química Analítica V Teoria (1º Sem 2016). Obs.: Entregar antes da 2ª TVC.

Transcrição

1 Lista de Exercício 2ª TVC Química Analítica V Teoria (1º Sem 2016). Obs.: Entregar antes da 2ª TVC. Capítulo 24 (Skoog) Introdução aos Métodos Espectroquímicos Por que uma solução de Cu(NH3)4 2+ é azul? Qual é a relação entre (a) absorbância e transmitância? (b) absortividade a e absortividade molar? Identifique os fatores que fazem que a relação da lei de Beer se desvie da linearidade Descreva a diferença entre os desvios reais da lei de Beer e aqueles advindos da instrumentação ou de fatores químicos Calcular o comprimento de onda: (a) da linha de sódio a 589 nm em uma solução aquosa de índice de refração igual a 1,27. (b) da saída de um laser de He-Ne a 632,8 nm quando este atravessa uma peça de quartzo que apresenta índice de refração igual a 1, Converta os seguintes dados de transmitâncias para as respectivas absorbâncias: (a) 22,7% (b) 0,567 (c) 31,5% (d) 7,93% (e) 0,103 (f ) 58,2% Uma solução contendo 8,75 ppm de KMnO4 apresenta uma transmitância de 0,743 em uma célula de 1,00 cm a 520 nm. Calcular a absortividade molar do KMnO A 580 nm, o comprimento de onda de seu máximo de absorção, o complexo FeSCN 2+ apresenta uma absortividade molar de 7,00 x 10 3 L cm -1 mol -1. Calcule: (a) a absorbância de uma solução 3,75 x 10 _5 mol L _1 do complexo a 580 nm em uma célula de 1,00 cm. (b) a absorbância de uma solução na qual a concentração do complexo é duas vezes aquela do item (a). (c) a transmitância das soluções descritas nos itens (a) e (b). (d) a absorbância de uma solução que apresenta a metade da transmitância daquela descrita no item (a) Uma alíquota de 5,00 ml de uma solução que contém 5,94 ppm de ferro(iii) é tratada com um excesso apropriado de KSCN e diluída para 50,00 ml. Qual é a absorbância da solução resultante a 580 nm em uma célula de 2,50 cm? Ver o Problema para os dados de absortividade.

2 Capítulo 25 (Skoog) Instrumentos para Espectrometria Óptica Descreva as diferenças entre os seguintes itens e liste qualquer vantagem particular apresentada de um sobre o outro: (a) filtros e monocromadores como seletores de comprimento de onda. (b) fotodiodos de estado sólido e fototubos como detectores de radiação eletromagnética. (c) fototubos e tubos fotomultiplicadores Por que as análises quantitativas e qualitativas requerem com frequência monocromadores com fendas diferentes? Por que algumas vezes introduz-se iodo em uma lâmpada de tungstênio? Descreva as diferenças entre os seguintes itens e liste qualquer vantagem particular apresentada de um sobre o outro: (a) espectrofotômetros e fotômetros. (b) espectrógrafos e policromadores. (c) monocromadores e policromadores. (d) instrumentos de feixe único e de feixe duplo para medidas de absorbância A lei de deslocamento de Wien estabelece que o máximo comprimento de onda em micrômetros para a radiação de um corpo negro é máxt = 2,90 x 10 3 em que T é a temperatura em kelvins. Calcule o comprimento de onda máximo para um corpo negro que foi aquecido a (a) K, (b) K, (c) K e (d) K Qual é o requisito mínimo para se obter resultados reprodutíveis em espectrofotômetros de feixe único? Qual é o objetivo do (a) ajuste de 0% T e (b) ajuste de 100% T de um espectrofotômetro? Quais variáveis experimentais devem ser controladas para assegurar dados reprodutíveis de absorbância? Descreva a diferença básica de desenho entre um espectrômetro para medidas de absorção e um para os estudos de emissão Um filtro de interferência deve ser construído para isolar a banda de absorção do CS2 em 4,54 m. (a) Se a determinação deve ser baseada na primeira ordem de interferência, qual deve ser a espessura da camada do dielétrico (índice de refração = 1,34)? (b) Quais serão os outros comprimentos de onda transmitidos (considere determinações em segunda e terceira ordem de interferência)?

3 Capítulo 28 (Skoog) Espectrometria Atômica Descreva as diferenças básicas entre a espectroscopia de absorção a e de emissão atômicas Defina: (a) atomização. (b) alargamento por pressão. (c) alargamento Doppler. (d) nebulizador. (e) plasma. (f ) lâmpada de cátodo oco. (g) sputtering. (h) supressor de ionização. (i) interferência espectral. ( j) interferência química. (k) tampão de radiação. (l) agente liberador. (m) multiplicador de elétrons Por que a emissão atômica é mais sensível à instabilidade da chama que absorção e à fluorescência atômica? Por que as interferências de ionização não são geralmente tão severas em ICP como o são em chamas? Por que os monocromadores com melhores resoluções são encontrados em espectrômetros de emissão atômica com ICP e não nos espectrômetros de absorção atômica? Por que se emprega a modulação da fonte em espectroscopia de absorção atômica? Em AA com uma chama de hidrogênio/oxigênio, a absorbância do ferro decresce na presença de uma grande concentração de íons sulfato. (a) Sugira uma explicação para essa observação. (b) Sugira três métodos possíveis de contornar a interferência potencial do sulfato em uma determinação quantitativa de ferro Por que as linhas de uma lâmpada de cátodo oco são em geral mais estreitas que as linhas emitidas pelos átomos em uma chama? Enumere quatro características dos plasmas acoplados indutivamente que os tornam adequados para a espectrometria de emissão e de massa atômicas Por que um ICP raramente é empregado em medidas de absorção atômica? Na determinação de urânio por absorção atômica, uma relação linear é obtida entre a absorbância a 351,5 nm e a concentração na faixa de 500 a ppm de U. Em

4 concentrações mais baixas, a relação torna-se não-linear a menos que cerca de ppm de um sal de metal alcalino sejam adicionados. Explique (Excel). O cobre em uma amostra aquosa foi determinado por espectrometria de absorção em chama (F AAS). Primeiramente, 10,0 ml de uma solução da amostra foram pipetados em cada um de cinco balões volumétricos de 50,0 ml. Vários volumes de um padrão contendo 12,2 ppm de Cu foram adicionados aos balões e seus volumes completados. Calcule a concentração de cobre em ppm do metal na amostra. Questões gerais 1. Porque um espectro de absorção atômica é mais simples que um espectro de absorção molecular? 2. Explique a diferença de sensibilidade entre as técnicas de absorção atômica com chama (F AAS) e forno de grafite (GF AAS). 3. Qual é o propósito de um padrão interno em métodos de emissão por chama? 4. Porque a absorção atômica é mais sensível que a emissão atômica em uma temperatura de 2000 o C? 5. Explique as diferenças entres os equipamentos de absorção atômica de feixe simples e feixe duplo 6. Explique o que é o tempo de residência de um átomo em uma chama ou plasma. Quais parâmetros definem o tempo de residência? 7. Cite os processos que podem ocorrer ao introduzir uma solução de sódio em uma chama 8. Quais os tipos de energias envolvidas na absorção molecular? 9. Defina o que é radiação eletromagnética. 10. Desenhe uma lâmpada de cátodo oco (LCO), descrevendo suas partes, e explique como ocorre o fenômeno de emissão da radiação eletromagnética. 11. Porque o iodo é, às vezes, introduzido em lâmpadas de tungstênio?

5 12. Explique a função da chama na espectrometria de absorção atômica. 13. Porque o fotômetro de chama é recomendado, principalmente, para quantificação de Na, K e Li? 14. Calcule o teor de K em uma amostra de água de coco e os valores do erro relativo, considerando os seguintes dados: Equação (K): y = 0,952 x 0,0039; Leitura obtida para K: 16,1 mg/l; Considere que uma alíquota de 1,5 ml da amostra foi diluída em um balão volumétrico de 50,0 ml e que o valor de K no rótulo da água de coco é 290 mg/200 ml, respectivamente. 15. Porque para a análise de Na, Al, K, Li, entre outros elementos de baixo potencial ionização, por espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS), é recomendada a utilização de um supressor de ionização. Justifique. 16. Considerando características de uma titulação fotométrica na região do visível esboce dois gráficos baseando-se nos seguintes dados: a) Absortividades molares do titulado (amostra) e do produto da titulação iguais à zero. Absortividade molar do titulante maior do que zero. b) Absortividade molar do titulante maior do que do produto da titulação que é maior do que zero. Absortividade molar do titulado (amostra) igual a zero 17. Paládio (II) e ouro (II) podem ser determinados simultaneamente pela reação com metiomeprazina (C 19 H 24 N 2 S 2 ). O máximo de absorção para o paládio (Pd) ocorre em 480 nm, enquanto que o máximo para o ouro (Au) ocorre em 635 nm. Os dados de absortividade nesses comprimentos de ondas são: Complexos Absortividade Molar ( ) 480 nm 655 nm Pd 3,55 x ,64 x 10 2 Au 2,96 x ,45 x 10 4 Uma amostra de 25,0 ml foi tratada com excesso de metiomeprazina e subsequentemente diluída para 50,0 ml. Calcular as concentrações molares de Pd (II) e Au (II) na amostra se a solução diluída apresentar uma absorbância de 0,533 a 480 nm e 0,590 a 635 nm quando medida em uma célula (cubeta) de 1,00 cm.