Desenvolvimento de um método

Transcrição

1 Desenvolvimento de um método -Espectro: registro de um espectro na região de interesse seleção do comprimento de onda -Fixação de comprimento de onda: monitoramento da absorbância no comprimento de onda desejado -Cinético: registro da absorbância em função do tempo.

2 Desenvolvimento de um método -Os efeitos das variáveis que influenciam a absorbância devem ser conhecidos. -Limpeza e manuseio das células -Determinação da relação entre absorbância e concentração.

3 Análise quantitativa curva de calibração A leitura do sinal para a amostra e padrão é lida separadamente e a identificação do composto desejado é feita através da comparação do comprimento de onda.

4 ABSORBÂNCIA Análise quantitativa curva de calibração A leitura do sinal para a amostra e padrão é lida separadamente e a identificação do composto desejado é feita através da comparação do comprimento de onda. CURVA DE CALIBRAÇÃO Absorbância = a + b.concentração Absorbância = bc CONCENTRAÇÃO DO PADRÃO

5 Exercício Determinou-se a absorbância de uma série de padrões de permanganato de potássio, em espectrofotômetro a 525 nm, fornecendo os seguintes resultados: Uma amostra de 2,53 g de aço foi dissolvida em 20,0 ml de HNO 3 1:3, tratada com agente oxidante para que o manganês fosse à permanganato e diluída à 50,00 ml com água destilada. 2,00 ml dessa solução foram avolumados a 50,00 ml com água destilada. A transmitância lida, nas mesmas condições dos padrões, foi de 55,2%. Faça o gráfico da curva de calibração do manganês e determine a absortividade do permanganato e o teor de manganês no aço. C (ppm de Mn) Absorbância 1,0 0,014 2,0 0,032 5,0 0,108 10,0 0,216 20,0 0,444 25,0 0,544 35,0 0,754

6 Método da adição de padrão -Adições de quantidades conhecidas do analito na amostra (spiking) -Elimina ou minimiza interferências introduzidas pela matriz de amostras complexas -A matriz permanece quase inalterada após cada adição, a única diferença é concentração do analito.

7 Método da adição de padrão S kv s c s V t kv x c x S = resposta instrumental k = constante de proporcionalidade V s = volume da solução padrão c s = concentração da solução padrão V x = volume da solução problema c x = concentração da solução problema V t = volume total

8 A equação da reta é: y = a + bx y = resposta do instrumento x = concentração da solução padrão b = inclinação da reta a = intersecção no eixo dos y a kv x V t c x b kv V t s

9 Exemplo Uma amostra de 2,00 ml de urina foi tratada com um reagente para gerar cor com fosfato; após, a amostra foi diluída a 100 ml. A uma segunda amostra de 2,00 ml, foram adicionados exatamente 5,00 ml de uma solução de fosfato contendo 0,0300 mg de fosfato / ml, a qual foi tratada do mesmo modo que a amostra original. A absorbância da primeira solução foi 0,428; a segunda, 0,538. Calcule a concentração em mg de fosfato por ml da amostra.

10 Exemplo Uma amostra de 2,00 ml de urina foi tratada com um reagente para gerar cor com fosfato; após, a amostra foi diluída a 100 ml. A uma segunda amostra de 2,00 ml, foram adicionados exatamente 5,00 ml de uma solução de fosfato contendo 0,0300 mg de fosfato / ml, a qual foi tratada do mesmo modo que a amostra original. A absorbância da primeira solução foi 0,428; a segunda, 0,538. Calcule a concentração em mg de fosfato por ml da amostra. S 1 kv x V t c x Amostra diluída S 2 kv x V t c x kv s V t c s Amostra diluída mais padrão

11 Aplicações diretas acoplamento com técnicas/processos (FIA, cromatografia) titulações espectrofotométricas

12 Aplicações em análise ambiental ÁGUAS: NO 3-, NO 2-, PO 3-4, Cl -, SO 2-4, CN -, S 2-, F -, SiO 3-4 NH 4+, Al 3+, Cd 2+, Cr 2 O 2-7, Fe 2+, Fe 3+, Pb 2+, Mn 2+, Ni 2+, Zn 2+ DQO, fenóis, surfactantes GASES: SO 2, NO 2, H 2 S, O 3, Cl 2 SOLOS: fosfatos, nitrogênio total, NO 3 -

13 Análise de uma mistura A absorbância de uma solução, em qualquer comprimento de onda, é a soma das absorbâncias de todas as espécies presentes em solução. A total = A 1 + A 2 + A A n = 1 bc bc bc n bc n Se conhecermos os espectros dos componentes puros de uma determinada mistura, podemos decompor matematicamente o espectro da mistura nos espectros dos seus componentes. Ácido-base tal procedimento nos permite medir as concentrações das formas ácidas e básicas de um indicador.

14 Análise de uma mistura O que fazer quando os espectros se sobrepõem? trabalhar com vários comprimentos de onda S X Y S X m X X A A Y Y A A S S S ] [ ] [ ] [ ] [ Inclinação Intersecção X S = solução padrão de X Y S = solução padrão de Y m = mistura

15 Análise de uma mistura O que fazer quando os espectros estão bem resolvidos? A = X b[x] + Y b[y] A = X b[x] + Y b[y] se aplicam a cada espécie em cada comprimento de onda devem ser medidos em experimentos separados

16 Exemplo Uma mistura dos compostos X e Y numa célula de 1,000 cm apresentou uma absorbância de 0,957 em 272 nm e de 0,559 em 327 nm. Encontre as concentrações de X e Y na mistura. (mol L -1 cm -1 ) (nm) X Y

17 Exercício O quelato [AQ 2 ] 2- apresenta um máximo de absorção em 480 nm. Quando o agente quelante está pelo menos 5 vezes em excesso, a absorbância depende apenas da concentração molar de A 2+. Uma solução 2,30x10-4 mol L -1 em A 2+ e 8,6x10-3 mol L -1 em Q 2- tem absorbância de 0,690 em 480 nm e cubeta 1,00 cm. Nas mesmas condições, uma solução que é 2,30x10-4 mol L -1 em A 2+ e 5,00x10-4 mol L -1 em Q 2- tem absorbância 0,540 em 480 nm. Calcule o valor de K formação de AQ 2-2 : A Q 2- AQ 2 2-

18 Ponto isosbético

19 Ponto isosbético A HIn b[ HIn ] In b[ In ] Em 465nm: 465 HIn In e [ HIn ] [ In ] 465 cte Todas as soluções contêm a mesma concentração total de vermelho de metila (= [HIn]- [In - ]). Apenas o ph varia. A 465 é constante.

20 Titulações espectrofotométricas Analito, reagente ou produto absorvem radiação

21 Vantagens -Resultados mais exatos. -Presença de outras espécies absorventes podem não interferir, uma vez que apenas uma variação na absorbância está sendo medida. -Os dados experimentais são medidos bem distante da região do ponto de equivalência. -Soluções relativamente diluídas podem ser tituladas.

22 Exemplo Cu 2+ e Bi 3+ 2,0 mmol L -1, = 745nm

23 Exemplo Cu 2+ e Bi 3+ 2,0 mmol L -1, = 745nm = 745nm nenhum dos cátions e nem os reagentes absorvem, nem complexo de bismuto mais estável formado, somente o complexo de cobre.

24 Exercício EDTA forma complexos com Fe 2+ e Cu 2+ com constantes de formação de 1,3x10 25 e 6,3x10 18, respectivamente. Esquematize a curva de titulação de uma mistura dos dois íons com EDTA obtida em 700nm, comprimento de onda no qual apenas o complexo formado com Cu 2+ absorve radiação. Seria possível determinar as concentrações da mistura por titulação espectrofotométrica se o complexo de Cu 2+ /EDTA fosse mais estável do que o complexo de Fe 2+ /EDTA? Justifique