3. Metais Ambiente e Vida. A Cor nos Complexos Dulce Campos

Transcrição

1 A Cor nos Complexos 1

2 A Cor nos Complexos Porquê uma solução apresenta cor? 2

3 A Cor nos Complexos 3

4 A Cor nos Complexos Porquê os complexos apresentam cor? [Ar] 3d 1 4

5 A Cor nos Complexos Espectro de Absorção do ião [Ti(H 2 O) 6 ] 3+ 5

6 A Cor nos Complexos A separação das orbitais d não se dá da mesma maneira em todos os iões complexos: depende da sua geometria 6

7 A Cor nos Complexos (Estado oxidação metal) 7

8 A Cor nos Complexos Relação entre a intensidade de radiação absorvida por uma solução corada e a sua concentração Lei de Lambert Beer 8

9 Esquema funcionamento Espectrofotómetro 3. Metais Ambiente e Vida O perfil da curva de absorvância é característica de cada complexo A relação entre a intensidade da absorvância e a concentração a cada c.d.o. É dada pela Lei de Lambert-Beer A = ε l c 9

10 AL A Cor e a composição quantitativa de soluções Água Consumo Humano Um dos parâmetros usados para a caracterizar é o teor total de ferro soma Fe 2+ e Fe 3+ A legislação relativa às águas destinadas a consumo humano determina que o teor em ferro total não exceda os 200 µg /dm 3 10

11 AL A Cor e a composição quantitativa de soluções Como se pode determinar a concentração de uma solução corada pela intensidade da sua cor? A relação entre a intensidade da cor de uma solução e a respectiva concentração é dada por A = ε l C 11

12 AL A Cor e a composição quantitativa de soluções Constrói-se um gráfico da absorvância em função da concentração a partir de um conjunto de soluções-padrão de diferentes concentrações na espécie em estudo. 0 gráfico resultante é uma recta que passa na origem dos eixos (à qual se chama recta ou curva de calibração). 12

13 AL A Cor e a composição quantitativa de soluções A Lei de Beer-Lambert só pode ser aplicada cara soluções diluídas, em geral para concentrações inferiores a 0,01 mol dm -3. Estes desvios estão associados a interacções entre as espécies absorventes ou a limitações técnicas do equipamento usado. 13

14 Como se pode determinar teores reduzidos de ferro numa água? Por espectrofotometria usando radiação de c.d.o. 320 nm à qual corresponde o máximo de absorção para soluções aquosas com Fe 2+. Método mais rigoroso e sensível ( teores da ordem 0.05 a 0.2 mg /dm 3 ) envolve a combinação de Fe 2+ com fenantrolina para formar um complexo alaranjado. 14

15 1,10 fenantrolina mono-hidratada 15

16 Como se pode determinar teores reduzidos de ferro numa água? A concentração do complexo é determinada por espetrofotometria. A intensidade da cor é independente da acidez do meio no intervalo de ph de 2 a 9. O ph é mantido entre 2.5 e 4.5 para garantir que todo o ferro é reduzido a Fe 2+. Constrói-se uma recta de calibração com soluções de concentração conhecida. Utilizam-se várias diluições da amostra em estudo para seleccionar uma coloração comparável à das soluções da recta calibração. 16

17 Como se pode determinar teores reduzidos de ferro numa água? Selecciona-se o melhor c.d.o. Para traçar a curva de calibração No caso do Fe e fenantrolina temos o figura ao lado 17

18 Como se pode determinar teores reduzidos de ferro numa água? Soluções preparadas em balões volumétricos de 50 ml (Redutor) Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2.6H 2 O 18

19 Como se pode determinar teores reduzidos de ferro numa água? 1. Regula-se o espectrofetómetro para c.d.o. Seleccionado. 2. Mede-se as Absorvâncias para as soluções de B a F. Ajusta-se em cada medição a absorvância zero usando a solução A como branco. 3. Das soluções X, Y e Z selecciona-se aquela cuja tonalidade está incluída nas soluções que compõem a recta. 4. Regista-se a absorvância dessa solução. 19

20 Absorvância Solução Conc. mg/l Absorvância A 0 0 B 0,02 0,008 C 0,04 0,01 D 0,1 0,023 E 0,2 0,034 F 0,3 0,066 G 0,4 0,079 Amostra x 0,072 x= 0,072 / 0,2022 x= 0, x = 0, mg/l 3. Metais Ambiente e Vida Recta Calibração 0,09 0,08 y = 0,2022x R 2 = 0,9818 0,07 0,06 0,05 0,04 Absorvância Linear (Absorvância) 0,03 0,02 0, ,06 0,12 0,18 0,24 0,3 0,36 0,42 Concentração (mg/l) 20