Relatorio de espectrofotometria

Relatorio de espectrofotometria

UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA
CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS

Bruna Pazzini
Laís Manica

Relatório de aula prática
Espectrofotometria

Disciplina: Análise Instrumental de Alimentos
Professor: Marcelo

Passo Fundo
2010
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Curva Padrão de Ferro....................................................................................8
Tabela 2: Dados da transmitância (%T) das 4 amostras.................................................9
Tabela 3: Dados da absorbância da amostra Azul..........................................................9
Tabela 4: Dados da absorbância da amostra Amarela....................................................10
Tabela 5: Dados da absorbância da amostra Lilás...........................................................10
Tabela 6: Dados da absorbância da amostra Rosa...........................................................10

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Gráfico A x Comprimento de onda da amostra azul.......................................11
Figura 2: Gráfico A x Comprimento de onda da amostra amarela .................................11
Figura 3: Gráfico A x Comprimento de onda da amostra Lilás......................................12
Figura 4: Gráfico A x Comprimento de onda da amostra Rosa......................................12
Figura 5: Gráfico de curva padrão de ferro.....................................................................13

SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 4
2 DESENVOLVIMENTO 5
2.1REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5
2.2.2 Determinação espectrofotométrica de ferro em água mineral 7
2.3 RESULTADOS E DISCUSSAO 9
2.3.1  de máxima absorção 9
2.3.2 Determinação espectrofotométrica de ferro em água mineral 14

1 INTRODUÇÃO

As aplicações dos métodos quantitativos de absorção ultravioleta/visível são utilizadas em todos os campos nos quais informações químicas quantitativas sejam necessárias. No campo da saúde, 95% de todas as determinações quantitativas são feitas por espectrometria de ultravioleta/visível.
A espectrofotometria é o método de análise óptico mais usado nas investigações biológicas e fisico-químicas. O espectrofotômetro é um instrumento que permite comparar a radiação absorvida ou transmitida por uma solução que contém uma quantidade desconhecida de soluto, e uma quantidade conhecida da mesma substância. Todas as substâncias podem absorver energia radiante, mesmo o vidro que parece completamente transparente absorve comprimentos de ondas que pertencem ao espectro visível. A água absorve fortemente na região do infravermelho. A absorção das radiações ultravioletas, visíveis e infravermelhas depende das estruturas das moléculas, e é característica para cada substância química. Quando a luz atravessa uma substância, parte da energia é absorvida: a energia radiante não pode produzir nenhum efeito sem ser absorvida. A cor das substâncias se deve a absorção de certos comprimentos de ondas da luz branca que incide sobre elas, deixando transmitir aos nossos olhos apenas aqueles comprimentos de ondas não absorvidos. O instrumento usado na espectroscopia UV/VIS é chamado de espectrofotômetro. Para se obter informação sobre a absorção de uma amostra, ela é inserida no caminho óptico do aparelho. Então, luz UV e/ou visível em certo comprimento de onda (ou uma faixa de comprimentos de ondas) é passada pela amostra. O espectrofotômetro mede o quanto de luz foi absorvida pela amostra.

2 DESENVOLVIMENTO

2.1REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

A espectrofotometria é um método analítico que baseia-se na interação (absorção e/ou emissão) da matéria com a energia radiante, ou seja, radiação eletromagnética quando os elétrons se movimentam entre níveis energéticos. A absorção da radiação luminosa acontece nos comprimentos de onda entre o ultravioleta e o infravermelho no espectro da radiação eletromagnética.
Um espectrofotômetro é um aparelho que faz passar um feixe de luz monocromática através de uma solução, e mede a quantidade de luz que foi absorvida e a luz transmitida por essa solução. Usando um prisma, o aparelho separa a luz em feixes com diferentes comprimentos de onda. O espectrofotômetro permite saber que quantidade de luz é absorvida a cada comprimento de onda.
As substâncias têm diferentes padrões de absorção, a espectrofotometria permite identificar substâncias com base no espectro da substancia. Permite também quantificá-las, uma vez que a quantidade de luz absorvida está relacionada com a concentração da substância.
A medida da luz absorvida permite inferir sobre a concentração do soluto em determinada solução.
Compostos desconhecidos podem ser identificados por seus espectros característicos ao ultravioleta, visível ou infravermelho.
Quando uma radiação eletromagnética, por exemplo, a luz visível, incide em uma solução, se os fótons da radiação têm energia adequada, a energia associada a essa radiação pode sofrer três diferentes tipos de variações:
- ser refletida nas interfaces entre o ar e a parede do frasco contendo a solução (cubeta);
- ser dispersa por partículas presentes na solução;
- ser absorvida pela solução.

Nas aplicações espectrofotométricas, quando se usa energia monocromática em um simples comprimento de onda (λ), a fração de radiação absorvida pela solução, ignorando perdas por reflexão, será função da concentração da solução e da espessura da solução. Portanto, a quantidade de energia transmitida diminui exponencialmente com o aumento da espessura atravessada – Lei de Lambert – e o aumento da concentração ou da intensidade de cor da solução – Lei de Beer. A relação entre energia emergente (I) e energia incidente (I0) indica a transmitância (T) da solução. Em espectrofotometria, utiliza-se a absorbância (A) como a intensidade de radiação absorvida pela solução, seguindo as leis de Lambert-Beer.
A determinação de concentração de um soluto em uma solução-problema por espectrofotometria envolve a comparação da absorbância da solução-problema com uma solução de referência, na qual já se conhece a concentração do soluto. Em geral, é utilizada uma solução-padrão com diferentes concentrações (pontos), que tem sua absorbância determinada. Esses pontos são preparados diluindo-se a solução-padrão na proporção necessária para a obtenção das concentrações desejadas.
Com os valores de absorbância e de concentração conhecidos, pode-se traçar um gráfico cujo perfil é conhecido como “curva-padrão”. Nesse gráfico, a reta, indica a proporcionalidade entre o aumento da concentração e da absorbância e a porção linear correspondente ao limite de sensibilidade do método espectrofotométrico para o soluto em questão.

2.2 MATERIAL E MÉTODOS

2.2.1  de máxima absorção

Material
Água destilada
4 cubetas
Papel para limpeza de cubetas
4 amostras de soluções de cores diferentes
Espectrofotômetro.

Métodos
Calibrar o aparelho com água destilada, ajustando 100% de transmitância, no primeiro comprimento de onda utilizado (400nm).
Transferir o indicador na forma ácida para um Becker de 50 mL. Transferir parte da solução para a cubeta, e anotar a transmitância da solução.
Calibrar o aparelho novamente com água destilada, ajustando 100% de transmitância, no comprimento de onda seguinte, 440 nm, e então ler a transmitância da mesma solução e anotar a transmitância da solução.
Continuar a prática com a mesma solução nos Y= 480nm, 520nm, 560nm, 590nm, 620nm, 660nm e 690nm.
Apos completada a varredura de y, voltar a solução que estava na cubeta para o becker. Então no becker transferir a forma básica do indicador, e fazer nova varredura do espectro.

2.2.2 Determinação espectrofotométrica de ferro em água mineral

Preparou-se a solução mãe de 1000 ppm de Fe2+, em balão de 250 mL. Antes de completar o menisco do balão com água destilada, adicionaram-se 5 gotas de ácido sulfúrico concentrado. A partir da solução mãe, preparou-se a solução estoque de 100 ppm de Fe2+ em balão de 200 mL e com esta solução estoque foi preparada a curva padrão de Fe2+ conforme mostra a Tabela 2.

Tabela 1 Curva padrão de Fe2+ preparada a partir da solução estoque de 100 ppm
Concentração
branco
0,2 ppm
0,7 ppm
1,5 ppm
3,0 ppm
Volumes
100 mL
100 mL
100 mL
100 mL
100 mL

Após o preparo das soluções da curva padrão, com cada uma delas, preparou-se a solução para realizar a leitura. Para isso, pipetou-se 25 mL de cada amostra para um frasco plástico. Pipetou-se 25 mL de cada padrão da curva e do branco em frasco plástico. Foram adicionadas 10 gotas de solução a 10% de cloridrato de hidroxilamina em cada frasco plástico. Agitou-se o frasco por alguns segundos e adicionou-se 20 gotas da solução de acetato de sódio 1,5 mol/L em cada frasco plástico. Então foram adicionadas 20 gotas de solução 0,1% de orto-fenantrolina em cada frasco plástico e esperou-se 10 minutos para realizar as leituras.
A varredura da absorbância da solução de 1,5 ppm de Fe2+ foi realizada nos seguintes comprimentos de onda: 490nm, 495nm, 500nm, 505nm, 510nm, 515nm. No comprimento de onda de maior absorção, leu-se a absorbância das amostras e dos padrões da curva.
Foram preparadas três soluções a partir da solução mãe descrita anteriormente, sendo que apenas uma delas estava em uma concentração que permitia leitura espectrofotométrica. Foi seguido o mesmo procedimento de preparo da amostra para a leitura.
Realizou-se leitura no comprimento de onda de 495 nm e as duas soluções que apresentaram-se fora do limite de leitura foram diluídas. A menos concentrada foi diluída de 5 mL em 100 mL (20 vezes) e a mais concentrada de 1 mL em 100 mL (100 vezes) e procurou-se saber qual a concentração de ferro nestas soluções.

2.3 RESULTADOS E DISCUSSAO

2.3.1  de máxima absorção

A leitura da transmitância foi realizada em vários comprimentos de ondas e em quatro amostras: azul, rosa, lilás e amarelo.

Tabela 2: Dados da transmitância (%T) das 4 amostras
Comprimento de Onda
Azul
Amarelo
Lilás
Rosa
400
51,6
6,7
76,4
76,4
440
94,7
5,7
77,8
75,7
480
100
48,3
77,7
32,6
520
99,5
100
70,7
2,9
560
100
100
78,9
100
590
80,2
100
81,5
100
620
65,6
100
71
100
660
99
100
93,9
100

A absorbância é inversamente proporcional a Transmitância, por exemplo, se a luz passa através de uma solução sem absorção nenhuma, a absorbância é zero, e a transmitância percentual é100%. No caso em que toda a luz é absorvida, a transmitância percentual é zero e a absorbância é infinita.
Transformou-se a transmitância percentual em absorbância através da formula:

A = 2 – log (%T)

Tabela 3: Dados da absorbância da amostra Azul

Tabela 4: Dados da absorbância da amostra Amarela

Tabela 5: Dados da absorbância da amostra Lilás

T

Tabela 6: Dados da absorbância da amostra Rosa

Os gráficos de cada amostra de cor relacionam o comprimento de onda (nm) X Abs

Gráfico 1: A x Comprimento de onda da amostra Azul

Gráfico 2: A x Comprimento de onda – amostra Amarela

Gráfico 3: A x Comprimento de onda – amostra Lilás

Gráfico 4: A x Comprimento de onda – amostra Rosa

Determinar o comprimento de onda de máxima absorção

Amostra rosa- 2,9% T – 520nm
Amostra Azul – 51,6%T – 400nm
Amostra Amarelo – 5,7% T – 440nm
Amostra Lilás – 70,7%T – 520 nm

Tabela 3: Tabela bibliográfica

Comparar a cor observada com a tabela de cores e os respectivos comprimentos de onda.

Intervalo de  (nm)
Cor
Cor Complementar
400 – 435
Violeta
Verde-amarelo
435 – 500
Azul
Amarelo
500 – 580
Verde
Vermelho
580 – 595
Amarelo
Azul
595 – 610
Laranja
Azul esverdeado
610 – 750
Vermelho
Verde

2.3.2 Determinação espectrofotométrica de ferro em água mineral

Figura 2 apresenta a curva preparada com concentrações conhecidas de ferro e a respectiva equação da reta. O último ponto de leitura, concentração 3,0 ppm, foi desconsiderado, pois não estava respeitando a Lei de Beer.

Gráfico 5: Curva padrão de Fe2+ no comprimento de onda de 495 nm

Após a construção da curva foram realizadas mais três leituras para as soluções nomeadas A, B e C que apresentaram os seguintes valores de absorbância: 0,615 para A, 1,822 para B e C não obteve leitura. Com esses resultados foi realizada uma nova diluição das soluções B ( 20 vezes) e C ( 100 vezes), obtendo-se assim um novo resultado de leitura de absorbância: 0,084 para B e 0,151 para C.
Os valores foram substituídos na equação da reta construída e com isso se obteve a concentração de ferro em cada solução. A quantidade de ferro encontrada na solução A foi cerca de 4,02 ppm, a solução B apresentou na primeira leitura cerca de 12,2 ppm e após a diluição 11,2 ppm. A alta concentração de ferro aumenta o desvio da absorbância e esta diferença deve estar relacionada a um possível erro de leitura, principalmente na solução sem diluição. A solução C apresentou cerca de 15,1 ppm de concentração de ferro, o que impossibilita a leitura.
3 CONCLUSÃO

A espectrofotometria é um método de análise baseado em medidas de absorção de radiação eletromagnética. Os métodos espectrofotométricos são utilizados na aplicação a sistemas orgânicos e inorgânicos, seletividade moderada a alta, boa exatidão, facilidade e conveniência de aquisição de dados.
Conclui-se que a absorção UV oferece menos possibilidades para identificação de grupos funcionais, mas é muito utilizada na identificação dos constituintes das diversas partes das plantas e na determinação em amostras inorgânicas.

 de máxima absorção:

λ de maior absorbância
Cor
51,6 % T – 400nm
Azul
5,7 % T – 440nm
Amarelo
70,7% T – 520nm
Lilás
2,9% T – 520nm
Rosa
Tabela 4: Valores de maior absorbância

Comparando com a tabela bibliográfica nota-se que o amarelo é a unica cor que coincide e o gráfico mostra que quanto maior o comprimento de onda menor a absorbância e vice- versa. Também levando em consideração a concentração de cada corante, e a calibração em cada toca de comprimento de onda.
Esta pratica também ajudou no entendimento do espectrofotometro bem como o seu funcionamento,

Determinação espectrofotométrica de ferro em água mineral:

O trabalho tornou possível um maior aprendizado do funcionamento do espectrofotômetro, além da preparação de soluções para leitura a partir de uma solução padrão, como também a diluição em menores concentrações para se tornar possível a leitura no aparelho.
Os resultados obtidos permitiram a análise e comparação da absorbância em diferentes  de onda e também a análise das concentrações, se estavam ou não de acordo com a Lei de Beer.


4 REFERÊNCIAS

CIENFUEGOS, Freddy; VAITSMAN, Delmo. Analise Instrumental. Rio de Janeiro: Editora Interferência, 2000.

EWING, Galen Wood. Métodos Instrumentais de análise química. São Paulo: Editora Edgard Blucher, v.1, 1972.

VINADÉ, Maria Elisabeth do Canto; VINADÉ, Elsa Regina do Canto, Métodos espectroscópicos de analise quantitativa, editora UFSM.

SECA, Ana. Espectrofotometria. Disponível em: <http://www.uac.pt>. Acesso em: 25 Abril. 2010.

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