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Método da Adição de Padrão- Determinação de Ferro pelo método colorimétrico do tiocianato.
Disciplina: Análise Instrumental
Professora: Eleonora M.Pereira de Luna Freire
Aluno: Ailson Pereira
Carlos Eduardo
Erickson
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA e QUÍMICA INDUSTRIAL
CURSO: QUÍMICA INDUSTRIAL
Introdução e Definições:
Os métodos clássicos de determinação colorimétrica vêm sendo gradativamente substituídos dentro da área analítica, entre outros, pelos métodos de espectrometria de absorção atômica, muito mais eficazes. No entanto, a compra e manutenção desses equipamentos implicam em alto investimento por parte das instituições de pesquisa, o que faz com que os métodos colorimétricos continuem sendo uma alternativa, quando necessário, justificando seu contínuo aprimoramento.
Espectrofotômetro – são os equipamentos que medem a absorção/transmissão de radiação de soluções que contém os espécimes absorventes.
Análises Colorimétricas – a análise quantitativa é usada para determinar a quantidade (concentração) de um componente específico da amostra. A análise colorimétrica é uma técnica de determinação quantitativa, que compara a densidade de cor da amostra com a do padrão.
Padrões de Calibração – idealmente, os padrões de calibração deverão aproximar-se da composição das amostras para ser analisados não somente com relação à concentração do analítico, mas também com relação à concentração das outras espécies na amostra matriz.
Método de Adição de Padrão – envolve a adição de um ou mais incrementos de uma solução padrão em alíquotas de amostra do mesmo tamanho. Cada solução é então diluída num volume fixado antes de medir suas absorbâncias. Isto deverá ser notado que quando a quantidade de amostra é limitada, adições de padrão podem ser de amostras realizadas por sucessivas introduções de incrementos de padrão para uma simples medida de alíquota da desconhecida. As medidas são feitas na amostra original e após cada adição.
Curva de calibração – é a relação entre a concentração e/ou a absorbância (mais comum) ou transmitância. O resultado dessa curva deve ser uma linha reta que passa pela origem.
Reagentes:
1- Solução de KSCN 30%
2-Água destilada.
3- Solução Padrão Estoque de Fe3+ de 100ppm
4-Ácido nítrico PA concentrado.
Equipamentos, Materiais e Vidrarias:
1-Espectrofotômetro Perkinelmer Coleman 295 que opera na região do visível de 400 a 700 nm com monocromador.
2- Béquer de 100 ml.
3- Bureta de 25 ml.
4- Balão volumétrico de 100 ml.
5- Pipeta volumétrica de 50 ml.
6- Pera.
7- Proveta graduada de 25 ml.
8--Pipeta graduada de 10 ml.
9- Pisseta.
10- Bastão de vidro.
Procedimentos:
Considerações gerais:
1-Solução de KSCN Por ser bastante tóxica, esta solução deverá ser manuseada com o uso de luvas de látex.
2-Os volumes usados para a amostra e para cada adição de padrão deverão ser exatamente iguais.
3-Usar como solução branco, a água destilada.
4-Inicialmente marcar todos os balões volumétricos com os segmentos identificados: Amostra + 0 ppm, Amostra + 0,5 ppm, Amostra + 1 ppm e Amostra 2 ppm.
5-Todo o material e vidrarias devem ser limpos, lavados com detergentes, enxaguados com água destilada e secos.
6) Todos os regentes utilizados na preparação da solução deverão ter purezas elevadas e conhecidas;
7) Todos os reagentes utilizados deverão estar dentro do prazo de validade contido no recipiente, estabelecido pelo fabricante;
8) Os balões volumétricos deverão estar devidamente calibrado;
9) A temperatura do laboratório deverá ser controlada. Geralmente, o ambiente de um laboratório deve ter a temperatura de 25 oC.
10) cuidado ao manusear ácido nítrico concentrado. Utilizar a pêra para medir os volumes a adicionar amostras de padrões dentro da capela de exaustão. Pois este ácido é bastante corrosivo e causa queimaduras graves.
11) Medir os volumes cuidadosamente necessários para a diluição de cada padrão, para evitar erros nas concentrações e conseqüentemente gerar uma curva de calibração com grandes desvios de leitura no espectrofotômetro.
12)Aferir corretamente o volume nos balões dos padrões e amostras.
Cálculos:
Cálculo para diluição dos padrões – fórmula:
VP100 = VP x CP
CP100
Onde:
VP100 = volume do padrão estoque de 100 ppm de Fe3+ necessário para preparar o padrão desejado
VP = volume do padrão diluído = 100 ml
CP = concentração de cada padrão desejado nas diluições da amostra = 0,5 ppm, 1 ppm e 2 ppm
CP100 = concentração do padrão de Fe3+ = 100 ppm
Tabela 1
Padrões para preparar
Volume de preparação total de cada padrão em ml
Concentração do Padrão Estoque Fe3+ em ppm
Volume a adicionar do padrão 100 ppm Fe3+
Amostra + 0 ml do padrão
100
100
0
Amostra +0,5 ppm
100
100
0,5
Amostra + 1 ppm
100
100
1,0
Amostra + 2 ppm
100
100
2,0
Adições dos padrões
1-Transferir para um béquer cerca de 250 ml da amostra.
2-Acidificar a amostra, homogenizando-a com um bastão de vidro, adicionando 2 ml de ácido nítrico (HNO3), através de uso de uma pipeta graduada de 10 ml e a pera. Realizar estas operações na capela de exaustão.
3-Com a pipeta volumétrica, transferir alíquotas de 50 ml da amostra acidificada, para cada um dos 04 balões volumétricos de 100 ml.
4-Partindo da solução padrão estoque de Fe3+ de 100 ppm, adicione a 3 balões volumétricos alíquotas para obter as concentrações nominais finais de: 0,5 ppm, 1 ppm, e 2 ppm conforme a Tabela 1, utilizando uma bureta de 25 ml. Agitar para homogenizar.
5-Adicionar a cada balão, cuidadosamente, 10 ml da solução de tiocianato de potássio 30%, utilizando uma proveta de 25 ml. Completar o volume de cada balão até a marca, com água destilada através do uso de uma pisseta. Agitar cada balão para homogenizar as soluções.
6-Realizar as leituras de absorbância de % e de transmitância no espectrofotômetro Perkinelmer Coleman 295 dos padrões e da amostra.
Leitura dos padrões e amostra no Espectrofotômetro
Realizar as leituras de absorbância (ABS) e transmitância (%T) no Espectrofotômetro Perkinelmer Coleman 295 dos padrões e da amostra.
a) ligar o equipamento e aguardar 15 minutos para sua estabilização.
b)ajustar o 100% da escala de transmitância em 460 nm.
c) adicionar a solução branco- água destilada na cubeta, secar a sua superfície externa com papel lenço, colocar no compartimento de amostra e zerar o equipamento em 100% de t e
de ABS. Ver posição correta da cubeta no compartimento.
d)descartar solução branco, lavar a cube ta com três porções do padrão de amostra+0 ppm, fazer as suas leituras de %T e ABS e anotar sempre secando a superfície da cubeta e verificando a sua posição.
e) Realizar as leituras dos padrões amostra + 0,5 ppm, amostra + 1 ppm e amostra + 2 ppm.
, seguindo os procedimentos do item d.
f) Analisar os resultados obtidos em ambos os equipamentos. Plotar gráficos de Concentração x Absorbância e Concentração x Percentagem de transmitância utilizando as leituras do espectrofotômetro.
Tabelas de leituras realizadas no Espectrofotômetro
Amostra (a) + padrão
Absorbâncias-460nm
% transmitância-460nm
Água destilada
0
100
Amostra + 0 ml padrão Fe
0,04
91
Amostra + 0,5 ppm Fe
0,12
75
Amostra + 1 ppm Fe
0,18
66
Amostra + 2 ppm Fe
0,31
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Anexo
Curva de calibração Concentração de Fe3+ x Transmitância (ABS)
Curva de calibração Concentração de Fe3+ x Absorbância(ABS)
Conclusões:
As condições experimentais foram otimizadas estudando-se alguns parâmetros que afetam a oxidação completa dos cátions ferrosos, a subseqüente complexação e estabilidade do sistema resultante. Nossos resultados mostraram a viabilidade e potencialidade desta metodologia simples como um procedimento analítico alternativo para se determinar cátions de ferro com elevada sensibilidade, precisão e exatidão. Realizaram-se estudos de calibração, estabilidade e repetitividade, verificando-se também o efeito de vários íons estranhos sobre as leituras de absorbância em 480 nm. A curva analítica para a determinação de ferro total obedece à lei de Beer (r = 0,9975), mostrando uma sensibilidade mais alta (absortividade molar média de 2,10x104 L mol-1 cm-1) se comparada a outros ligantes tradicionais ou mesmo ao similar íon azoteto (1,53x104 L cm-1 mol-1. Essas aplicações analíticas são testadas para diferentes materiais (minérios de ferro), incluindo-se também produtos farmacêuticos para anemia. Concordâncias muito boas (erros < 5%) foram verificadas o que mostra a potencialidade das condições experimentais propostas para a determinação espectrofotométrica de ferro total. Ficou evidente a possibilidade de especiação do metal, com o auxílio de algum outro método que seja específico para apenas uma das espécies envolvidas
Considerações finais
1) Para cada amostra analisada, deve-se fazer uma curva de calibração.
2) O Método de Adição de Padrão(MPA) serve para colocar também, a concentração do analito para dentro dos valores da curva de calibração, ou seja, quando não tiver uma concentração detectável.
3) O Método de Adição de Padrão(MPA) serve para eliminar as interferências de matriz ( a amostra).
4 O KSCN é o agente complexante do Fe3+ que adicionado em excesso forma o complexo vermelho Fe(SCN)2+.
Questóes:
1-Em que situação se utiliza o Método de Adição de Padrão?
Para eliminar, quando a amostra possui outras espécimes químicas absorventes, as interferências de matriz que alteram os valores de leituras de absorbâncias e transmitância.
2-Qual a vantagem de se empregar este método?
Os teores dos analitos são sempre obtidos através de leituras de ABS ou %T ,obtidas no centro de uma curva de calibração.
3-Qual o sistema de dispersão e os sistema detector do aparelho empregado ( PERKINELMER COLEMAN 295) nestas determinações?
Sistema de dispersão---- Um monocromador
Sistema Detector--------- Fototubos
3-Qual o teor de ferro determinado na amostra?
Encontrado na curva de calibração: 0,5 ppm
Valor total de ferro : 0,5 ppm X Fator de diluição da amostra 2= 1,0 ppm
Referências Bibliográficas
Análise Inorgânica Quantitativa – VOGEL 4ª editora Guanabara dois
Análise Instrumental – Freddy Cinfuegos/ Delmo Valtsman editora Interciência.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Cor
Principles of Instrumental Analysis- Fourth Edition SKOOG - LEARY
