QUI346 ESPECTROFOTOMETRIA

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1 QUI346 ESPECTROFOTOMETRIA ABSORÇÃO FOTOQUÍMICA 3ª Parte (cont.) A QUANTIFICAÇÃO Mauricio X. Coutrim

2 QUANTIFICAÇÃO: BRANCO O BRANCO NA DETERMINAÇÃO A radiação absorvida não é a simples diferença entre as potências da radiação incidente (fonte) e emitida (que chega no detector). Há muitas outras radiações além dessas (reflexão, vedação incompleta, absorção pelo solvente e cubetas, etc)!!! Lei de Beer

3 QUANTIFICAÇÃO: BRANCO O BRANCO NA DETERMINAÇÃO Na preparação do BRANCO deve ser considerado: 1) Presença do solvente (deve ser o mesmo da amostra e dos padrões) 2) Reagentes utilizados para produzir derivados 3) A cubeta deve ser idêntica à da amostra 4) Presença de sujeira no caminho ótico

4 QUANTIFICAÇÃO: CUBETA A sensibilidade do método depende também da absorção de radiação pela cubeta

5 QUANTIFICAÇÃO: CURVA ANALÍTICA A quantificação do analito numa amostra por EAMUV- Vis é feita pela correlação dos sinais (absorbância) de espécies padrões (soluções padrões) com as respectivas concentrações CURVA ANALÍTICA. Essa correlação pode ser feita de diversas maneiras (métodos quantitativos): 1) Calibração Externa (CE) 2) Padronização Interna (PI) 3) Adição de Padrão

6 Absorbância QUANTIFICAÇÃO: CURVA ANALÍTICA Na Calibração Externa o sinal (absorbância medida) é diretamente relacionado com a concentração. Dentro de uma faixa de concentração a relação entre a concentração da espécie e a absorbância é linear. LEI DE BEER-LAMBERT 2,500 Concentração

7 QUANTIFICAÇÃO: CURVA ANALÍTICA FAIXA DE ABSORBÂNCIA PARA QUANTIFICAÇÃO 20% 80% Nas medidas de transmitância (absorbância) os maiores erros acontecem nas soluções muito ou muito pouco concentradas (extremos da curva %T vs Conc). Melhor intervalo está entre 20% e 80% de transmitância.

8 QUANTIFICAÇÃO: CURVA ANALÍTICA A quantificação de espécies que absorvem radiação eletromagnética são realizadas através de curvas analíticas (absorbância vs concentração) construídas na faixa linear (Método da calibração externa).

9 QUANTIFICAÇÃO: CURVA ANALÍTICA A curva analítica deve ser construída no l max (comprimento de onda de máxima absorção de energia pelo analito) ou próximo dele. Vantagens: 1) Maior sensibilidade; 2) Minimiza os erros (aumento de confiança nos resultados).

10 QUANTIFICAÇÃO: CURVA ANALÍTICA Quantificação de íons ferro como complexo de tiocianato de ferro. A curva é construída com as absorbâncias no l max

11 QUANTIFICAÇÃO: Det. Simultânea Espécies que não interagem (analitos) podem ser determinadas simultaneamente, pois a absorbância é uma propriedade aditiva, isto é, a absorbância de uma mistura a um certo l é a soma das absorbâncias das espécies presentes.

12 QUANTIFICAÇÃO: Det. Simultânea Duas espécies que apresentem espectros de absorção diferentes podem ser determinadas simultaneamente. A T(l1) = e 1 bc 1 + e 2 bc 2 = b(e 1 c 1 + e 2 c 2 ) p/ l 1 e A T(l2) = e 1 bc 1 + e 2 bc 2 = b(e 1 c 1 + e 2 c 2 ) p/ l 2

13 QUANTIFICAÇÃO: Det. Simultânea Das equações anteriores chega-se às equações que permitem se determinar as concentrações de duas espécies numa mesma amostra, simultaneamente: C 1 = (ε 2 ) λ2. A λ1 (ε 2 ) λ1. A λ2 [(ε 1 ) λ1. (ε 2 ) λ2 ] [(ε 2 ) λ1. (ε 1 ) λ2 ] C 2 = (ε 1 ) λ1. A λ2 (ε 1 ) λ2. A λ1 [(ε 1 ) λ1. (ε 2 ) λ2 ] [(ε 2 ) λ1. (ε 1 ) λ2 ]

14 Det. Simultânea e Desvios Lei de Beer Resolver o problema apresentado por Skoog (Princípios de Análise Instrumental) exemplo 13.1 para desvios químicos aparentes (pg. 353, 6ª ed.): - Há desvio da lei de Beer por absorção diferenciada de luz por ácidos fracos (ind. ph) HIn H + + In - ; K a = 1, ;

15 Det. Simultânea e Desvios Lei de Beer Verificar se a absorbância de uma solução do indicador (HIn) segue a lei de Beer numa faixa de 2, mol.l -1 a 16, mol.l -1! (Exemplo do Skoog Desvios químicos aparentes) Dado: Hin H + + In - e K a = 1, ;

16 Det. Simultânea e Desvios Lei de Beer Estratégia: Avaliar as curvas Abs vs Conc a 430 nm e a 570 nm para essa faixa de concentração. Pela Lei de Beer obtêm-se retas! Dado: HIn H + + In - ; K a = 1, ; e (L.mol -1.cm -1 ) 430nm e (L.mol -1.cm -1 ) 570nm HIn (c/ HCl) 6, , In - (c/ NaOH) 2, ,

17 Det. Simultânea e Desvios Lei de Beer 1) Calcule as concentrações de cada espécie em 5 soluções (2, 4, 6, 8 e mol.l -1 ); ([H + ] = [In - ] e [HIn] + (In - ] = Conc. Anal.) Veja (p.339) 2) Pela lei de Beer, calcule as absorbâncias dessas soluções a 430 nm e a 530 nm (A 430 = A HIn + A Ine A 570 = A HIn + A In- ); 3) Com ambos resultados obtenha as curvas Abs vs Conc a 430 nm e a 570 nm; 4) Avalie se as curvas são retas (veja o r 2 ). Método:

18 Det. Simultânea e Desvios Lei de Beer As curvas analíticas (Abs vs Conc) a 430 nm e a 570 nm mostram desvios da Lei de Beer!

19 QUANTIFICAÇÃO: Titul. Fotométrica Indicada quando titulante e/ou titulado e/ou produto da reação absorvem numa certa região do espectro UV-Vis. Um probo de fibra ótica permite monitoramento on line in loco.

20 QUANTIFICAÇÃO: Titulação Fotométrica Situações possíveis para titulações fotométricas e A > 0; e T = e P = 0 e T > 0; e A = e P = 0 e P > 0; e T = e A = 0 e A e e T > 0; e P = 0 A = Amostra; T = Titulante; P = Produto e A = 0; e T e e P > 0 e A = e T = e P = 0 e indicador > 0

21 MEIO AMBIENTE (ÁGUAS E ESGOTOS) APLICAÇÃO ABSORÇÃO UV/Vis

22 APLICAÇÃO ABSORÇÃO UV/Vis Determinação de Ferro em água Reação de Fe 2+ com o-fenantrolina e o espectro do produto formado

23 AMOSTRAS CLÍNICAS APLICAÇÃO ABSORÇÃO UV/Vis

24 APLICAÇÃO ABSORÇÃO UV/Vis

25 APLICAÇÃO ABSORÇÃO UV/Vis (cont.)