17/10/2016

[Questões] Análise Instrumental - Espectrofotometria

17/10/2016 às 14:24:00

1. Descreva a Lei de Lambert-Beer, apresentando sua notação matemática.


RESPOSTA:
Um feixe de radiação monocromática é absorvido proporcionalmente à espessura da camada absorvente e à concentração das espécies absorventes.
Fórmula matemática: A = εbc, onde:
A = absorvância
ε = absortividade molar
b = espessura do caminho óptico
c = concentração da espécie absorvente

2. O quinino presente em dois comprimidos antimaláricos, totalizando uma massa de 1,9612 g foi dissolvido em HCl 0,10 mol/L, resultando em 500 mL de solução. Uma alíquota de 20,00 mL foi diluída para 100,0 mL com HCl. A intensidade de fluorescência (IF) para a amostra diluída em 347,5 nm forneceu o valor de 288 em uma escala arbitrária. A calibração do instrumento em 347,5 nm resultou na seguinte curva: IF = 1,80 c + 20. Calcule a concentração (mg/g) de quinino no medicamento.


RESPOSTA:
Substituindo 288 na curva IF = 1,80 c + 20, temos:
C = (288 - 20)/ 1,80 = 148,9 mg.L-1 x (100mL/20mL) x (0,5L/1,9612g) = 372,22mg/1,9612g = 189,79mg/g

3. Com relação às técnicas de espectrofotometria de absorção molecular no UV-Vis e fluorimentria:
a) Qual delas é mais seletiva? Explique.


RESPOSTA:
A fluorimetria é a mais seletiva, pois poucas moléculas fluorescem em comparação com a quantidade que absorve no UV-Vis. Além disso, são utilizados dois seletores de lambda: excitação e emissão.

b) É possível tornar uma espécie que não absorve na faixa do UV-Vis absorvente, ou uma espécie que não fluoresce, fluorescente? Explique.


RESPOSTA:
Sim, é possível tornar uma espécie que não absorve, absorvente. Isto é realizado através de reações químicas com grupo cromóforo ou cátions metálicos (absorção no UV-Vis).
No caso da fluorescência também é possível tornar uma espécie fluorescente. Isto é realizado através do aumento da rigidez estrutural ou através de reação com formação de composto fluorescente.

4. Por que, ao se variar o comprimento de onda incidido sobre a amostra têm-se uma variação no valor da absorvância? Responda com base no diagrama de energia.


RESPOSTA:
Ao variar o comprimento de onda têm-se uma variação no valor da absorvância da amostra, pois a energia eletromagnética necessária para que uma espécie saia do estado fundamental e vá para o excitado está intimamente ligada ao comprimento de onda que a espécie absorve, uma vez que para medir a energia do fóton utiliza-se E=hc/λ. Ou seja, a energia e o λ são inversamente proporcionais.

5. A análise de uma amostra de sangue para determinação de Fe foi realizada da seguinte maneira: 10,00 mL da amostra foram tratados com 2,0 mL de ácido nítrico concentrado e na solução obtida foi adicionado ortofenantrolina em excesso. Esta solução foi diluída para 50,00 mL com água desionizada e então analisada por absorção no UV-Vis em 510 nm. O valor de abosrvância obtido para a amostra foi de 0,467 enquanto que para o branco, tratado da mesma forma que a amostra, foi de 0,052. A calibração do instrumento resultou na seguinte curva: y = 0,0214 + 0,2468 x. Determine a concentração de Fe na amostra com 3 algarismos significativos.


RESPOSTA:
Absamostra - Absbranco = 0,415
Substituição na equação:
0,415 = 0,0214 + 0,2468x
x = 1,5948 mg/L Fe

Regra de três invertida:
1,5948 mg/L Fe --- 50 mL
x --------------------- 10 mL
x = 7,97 mg/L Fe

6. Quais os requisitos para que uma titulação fotométrica seja realizada?


RESPOSTA:
I - Formação de complexo da amostra com o titulante;
II - A amostra, o titulante, ou o produto devem absorver radiação eletromagnética no UV-Vis.

7. Apresente a curva de titulação fotométrica para a seguinte informação: εanalito = 0; εproduto > εtitulante > 0.


RESPOSTA:
Resposta marcada em vermelho.

8. Apresente sob a forma de diagrama de blocos a instrumentação utilizada em AAS (sigla em inglês para Espectroscopia de Abosrção Atômica) e descreva quais são as principais diferenças em relação a instrumentação usada em abosrção no UV-Vis.


RESPOSTA:

Diferenças:
I - No AAS a amostra vai ser transformada em aerosol pelo nebulizador, que possui nele acoplado um atomizador.
II - No AAS tem-se um monocromador após a fonte. Ele tem a finalidade de selecionar a linha de radiação de interesse das demais linhas emitidas pela fonte.
III - A fonte na AAS não é contínua como na absorção molecular.
IV - O seletor (monocromador) no AAS fica depois da amostra.
V - A fonte no AAS é um cátodo oco.


9. Explique por que alguns dos íons complexos dos metais de transição apresentam coloração.


RESPOSTA:
Alguns íons ao se complexarem com o titulante, apresentam coloração pois o complexo absorve radiação eletromagnética em algum comprimento de onda do visível, absorvendo a cor e transmitindo a cor complementar, ou seja, os comprimentos de onda não absorvidos pelo complexo.

10. Descreva os processos sofridos pela solução da amostra desde a formação do aerosol até a formação da nuvem atômica.


RESPOSTA:
A amostra, ao passar pelo nebulizador, é transformada em aerosol e em seguida passa pelo atomizador, onde ocorre a formação da nuvem atômica.

11. Como podem ser obtidas informações qualitativas e quantitativas a partir de um espectro?


RESPOSTA:
O caráter qualitativo se dá pela posição da banda de absorção no UV-Vis (lambda máximo). Enquanto que o caráter quantitativo é dado pela intensidade da absorvância.

12. Explique por que a absorvância muda com a variação do lambda incidido sobre a amostra.


RESPOSTA:
A absorvância da amostra muda de acordo com a variação do lambda incidido pois a substância que está sendo analisada necessita de comprimentos de onda específicos, que ao serem absorvidos, excitam as moléculas (estado fundamental -> estado excitado) gerando o registro de gráficos de Abs x lambda. É importante ressaltar que cada comprimento de onda possui um valor energético correspondente, tendo vista que são inversamente proporcionais.


13.Qual o princípio da técnica de abosrção molecular no UV-Vis? Apresente um exemplo de como você procederia para realizar a determinação de um analito que não absorve nesta faixa espectral utilizando esta técnica.


RESPOSTA:
O princípio da técnica de absorção molecular no UV-Vis é incidir radiação eletromagnética desta faixa espectral sob uma amostra para conseguir, através da quantidade incidida e da quantidade que chegou ao detector, obter um valor de absorvância.
Para realizar a determinação de um analito que não absorve na faixa espectral do UV-Vis, pode-se realizar a complexação da espécie com excesso de uma substância não absorvente. Ex: Ferro com ortofenantrolina.

14. Apresente e explique ao menos um exemplo de desvio instrumental e um exemplo de desvio químico para a lei de Lambert-Beer, e descreva como estes desvios podem ou não alterar a concentração determinada de um analito.


RESPOSTA:
Um exemplo de desvio instrumental é causado pela interferência da radiação policromática contínua que, ao passar por um monocromador sem filtro, o qual tem o papel de isolar bandas aproximadamente simétricas ao redor da banda de interesse, gera desvio negativo na lei de Beer, impedindo que seja seguida. A radiaçaõ escúria também gera desvio negativo na lei de Beer.
Um exemplo de desvio químico é o aumento da absorção da amostra por associação, dissociação ou reação com o solvente, já que a absorvância é uma propriedade aditiva.

15. Apresente sob a forma de diagrama de blocos a instrumentação utilizada em espectrofotometria de absorção molecular em UV-Vis, assim como a instrumentação utilizada em espectrofluorimetria molecular. Disserte sobre as principais diferenças.


RESPOSTA:

Diferenças:
Na espectrofotometria, o monocromador seleciona o comprimento de onda que incidirá sobre a amostra, proveniente da fonte. Após a detecção, há registro do valor.
Na espectrofluorimetria, além do primeiro monocromador, há um segundo, que faz um ângulo de 90 graus com a cela da amostra. O segundo monocromador, de emissão, capta a energia vibracional emitida pela amostra ao fluorescer, durante a relaxação.

Viu algum erro ao longo do texto?
Não hesite em nos enviar um e-mail: contato@quimicasuprema.com ou quimicasuprema@gmail.com
Lucas

Tem vinte e um anos de idade e é o idealizador e designer do Química Suprema. É entusiasta na área de Divulgação Científica com ênfase nas Ciências Químicas e Farmacêuticas. Possui noções de linguagens de programação, e entende de Design Gráfico e manuseio de programas de edição. Em 2013 cursou Licenciatura em Química e em 2014 resolveu trocar para o curso de Farmácia. Estuda na UFF.


Próxima
Esta é a postagem mais recente.
Postagem mais antiga

COMENTÁRIOS :

 
Mostrar/Ocultar