Universidade de Aveiro Engenharia de Materiais Relatrio I: Anlise qumica Grupo III Ctia Soares 41897 Sandro Gaspar42725 Tiago Silva 41917 Departamento de Engenharia Cermica e do Vidro Caracterizao de Materiais2008/2009 Anlise qumica Universidade de Aveiro 2 Resumo Nestetrabalhoexperimentaltem-secomoprincipalobjectivodeterminara percentagemdedeterminadoselementospresentesnumaamostra.Utilizaram-sevrias tcnicas de anlise qumica, tendo como fim verificar qual delas mais apropriada.Astcnicasdeanlisequmicaqueseutilizaramforam:anliseporfotometria dechamadeemisso,espectroscopiadeabsoroatmicaeabsoromolecular (espectrofotmetro de feixe simples e espectrofotmetro de feixe duplo).Na comparao dos mtodos de espectrofotometria de absoro molecular de feixe simples com o de feixe duplo, verifica-se que a probabilidade de os mtodos conduzirem a resultados diferentes de 99,9%. Concluiu-se que o mtodo menos sujeito a erros a absoro atmica, visto que o mtodo onde se obteve melhores resultados. Anlise qumica Universidade de Aveiro 3 ndice Resumo .... i ndice ......... ii 1.Introduo ...4 2.Procedimento experimental..9 3.Resultados....12 4.Discusso dos resultados.14 5.Concluso...................................15 6.Bibliografia......17 7.Anexos .........18 Anlise qumica Universidade de Aveiro 4 1. Introduo Este trabalho tem como objectivos: -Estudodevriosmtodosnoestequiomtricosdeanlisequmicacomo: anliseporfotometriadechamadeemisso,espectrofotometriadeabsoro molecular (feixe simples e feixe duplo) e absoro atmica. -Comparao dos vrios mtodos utilizados. AComposioqumicaoprincipalfactorquedeterminaaspropriedadesdo produtofinal.Assimnecessrioefectuarumacaracterizaoqumicarigorosa,para isso recorre-se a vrios mtodos de anlise qumica. Emanlisequmicapodedistinguir-sedoistiposdemtodos:mtodos estequiomtricos e no estequiomtricos.Nos mtodos estequiomtricos a substncia a analisar decomposta ou forada a reagircomoutrasubstnciasegundoumareacobemdefinida,comoporexemploa gravimetria e a volumetria.Osmtodosnoestequiomtricosutilizadosnasexperinciarealizadas, representamumgrupodemtodosbaseadosnaabsoro/emissoderadiao electromagnticaemdiferentescomprimentosdeonda,permitindoassima determinao quantitativa de elementos e/ou compostos em solues.Assim, possvel observar uma relao linear entre aradiao absorvida (absorvncia) e a concentrao que pode ser descrita pela lei de Beer: C b A . . c =(1) em que A representa a absorvncia,c a absortividade molar, b a espessura da clula e C a concentrao da nossa amostra.AleideLambert-Beer,mostraqueparaumadadasubstnciaeaum determinadocomprimentodeondaaabsorvnciadirectamenteproporcional concentrao da espcie absorvente, para a mesma espessura e proporcional espessura quando se fixa a concentrao. [3] Mas esta lei apresentaalgumas limitaes tais como: s vlida numa faixa de concentraes razoavelmente elevadas (10-2 a 10-3 M) e tambm quando o soluto forma complexos cuja composio depende da concentrao (para corrigir este aspecto utiliza-se solues tampo). [3] Outro aspecto importante relativoa lei deBeer que esta lei aditiva, ou seja, pode ser aplicada a solues contendo mais do que uma espcie absorvente, desde que no ocorra interaco entre elas. Anlise qumica Universidade de Aveiro 5 Fig.1: Aparelho utilizado na fotometria de chama de emisso Fig.2: Esquema de um fotmetro de chama Todososmtodosnoestequiomtricosutilizadosforamsujeitosacalibrao. De seguida apresenta-se todos os mtodos utilizados: Fotometria de chama de emisso Em fotometria de chama de emisso faz-se passar o ar, a uma presso conhecida, por umnebulizador.Asucoassimprovocadaarrastaasoluodaamostraparadentrodo nebulizadorparaformarumaneblinafinaqueenviadaparaacmaradecombusto.Numa pequenacmarademistura,oarencontraogscombustvel(normalmentepropano)auma pressoconhecida eamisturaqueimada. A radiao produzidapelachamapassa, ento, por umalenteeumfiltroptico(normalmenteumfiltrodeinterferncia),quespermitea passagemdaradiao caracterstica do elemento de interessepara o fotomultiplicador(Fig.1). [3] Nestemtodoachamafuncionatambm comofontedeenergiacalorficaparaexcitaodos tomos,ouseja,apsaatomizaod-seaabsoro deenergia,comconsequenteemissoderadiao caracterstica do elemento em estudo, provocada pelo regressodoselectresexcitadosanveisdeenergia inferiores ou mesmo ao estado fundamental. Podendo assim medir-se a intensidade da radiao emitida. Nestemtodoatemperaturadachamatemde serconstanteparaaquantidadedesoluoaspirada serconstanteeassimreduzirerros associados.Ofotmetrodechama constitudoportrssistemas fundamentais(Fig.2):sistemade emissoquecorrespondechama que na realidade a verdadeira fonte deemisso,oqueimadorquerecebe amisturadegasesdecombusto,o atomizador e finalmente o sistema de alimentao;osistemadeseleco que engloba todo o sistema ptico de selecodecomprimentosdeonda: filtrosoumonocromadores,lentes, etc;efinalmenteumsistemade deteco e registo que nos dar as informaes pretendidas. [2] Anlise qumica Universidade de Aveiro 6 Fig.3: Esquema de um espectrofotmetro de feixe simples. Fig.4: Esquema de um espectrofotmetro de feixe duplo. A intensidade de radiao emitida por relaciona-se com a concentrao pela lei de Beer: (2) Em que I a intensidade da radiao emitida, k uma constante proporcional a I e c a concentrao da espcie. -Espectroscopia de absoro molecular Aespectrofotometriadeabsoromolecularbaseia-senarelaoentrea transmitncia(ouaabsorvncia)comaconcentraodesoluescoradas,paraum determinado comprimento de onda, relacionando-se assim, com a lei de Beer. [1] Nas experincias realizadas utilizou-se dois tipos de espectrofotmetros:o de feixe simples e o de feixe duplo. Oespectrofotmetroconstitudopor4sistemasfundamentais:osistemade emissoemqueafonteusadaparamediesnazonadovisveldoespectrosempre umalmpadadetungstnio;osistemadeseleco,ondeummonocromador composto por um conjunto de fendas e lentes, juntamente com o elemento que dispersa radiao,quepodeserumprismaouumaredededifraco;sistemadeabsoro, compostoporclulasdeabsoro;esistemadedeteco,compostopordetectorese amplificadores (Fig.3). No espectrofotmetro de feixe simples, o feixe de radiao passa pela clula de absoro e depois incide num detector, o que implica que cada vez que se faz uma leitura neste aparelho necessrio leva-lo a zero colocando no porta-mostras a soluo branco (clula de referncia contendo uma soluo no absorvente). No de feixe duplo a radiao dividida em dois feixes (com intensidades e comprimentos de onda idnticos), um deles passa atravs do branco e a outra passa atravs da clula que contem a amostra, sendo assim feita de imediato a comparao kc I =Anlise qumica Universidade de Aveiro 7 Fig.5: Esquema de um espectrofotmetro de absoro atmica. da absorvncia da amostra em estudo, com a do branco (Fig.4). [2] -Espectroscopia de absoro atmica Esta tcnica trata do estudo da absoro de energia radiante nas zonas do visvel e ultravioleta por tomos neutros no estado gasoso. [2] Devidopossibilidadedeformaodecompostossecundriosnachama,por combinaodostomosdoelementoemestudocomosgasesdachamaoucom impurezas, necessrio ter em ateno o ponto de fuso destes, sendo tipo de chama a utilizar escolhido em funo deste factor. [3] Naespectroscopiadeabsoroatmicaafontederadiaoumalmpada (lmpada de ctodo-oco ou de descarga de vapor) especfica para cada elemento, pois s emite radiao na risca de ressonncia do elemento em estudo.Este mtodo em parte semelhante ao mtodo de espectrofotometria de chama, masnestemtodoachamaapenasatomizaasoluo,sendoostomosnoestado fundamental (vapor atmico) que absorvem a radiao (a quantidade de luz absorvida proporcional ao nmero de tomos que esto no estado fundamental na chama) de uma fonte(lmpadadectodoocodoelementoadeterminar),aqualresponsvelpela excitaodostomos,estesaoretomaremaosseusnveisdeenergiainiciaisemitem radiao.Oespectroderadiaoresultanteconsistenumespectrodebandasoriundas dos tomos excitados ou de ies. Nestemtodoimportantereferirqueexisteradiaodefundoemitidapela chama, que pode ser corrigida colocando o aparelho em zero quando apenas se encontra a chama na cmara (sem o vapor atmico). Tal como na fotometria de chama tambm necessrio alternar as solues entre o branco e a soluo que se quer determinar. Numaparelhodeabsoroatmicapodedistinguir-sequatrosistemas fundamentais:sistemadeemissoqueconsistenumafontederadiaoqueemiteo espectrodoelementoaanalisaronde,aradiaoemitidadirigidaparaomeio absorvente formado pelos tomosdaamostra; sistemadeabsoroem queoprincipal componentedeste sistemaovapor atmicoquevaiabsorver partedaenergiaemitida pelafonte.Osistemade absorocompreende Anlise qumica Universidade de Aveiro 8 aindatodosossistemaseacessriosqueestoenvolvidosnaproduodovapor atmico,comeandopelosmeiosdeintroduodaamostra.Naespectroscopiade absoroatmicaosistemadeabsoroconsistenachama,noqueimador,no pulverizador,capilares,tubosousistemasdeinjeco,reguladoresemanmetrospara controlarapressodosgases,chamin,etc;sistemadeselecorefere-seao equipamentoparaselecoespectral.Osistemaincluiapartepticaparaseleco espectral (filtros, monocromadores com prisma ou rede) e acessrios mecnicos (fendas, etc)efinalmenteosistemadedetecoeregistoconsisteemsistemaspara fotodeteco(fotomultiplicadores)edemedida.Osistemadedetecoincluitodoo equipamentonecessrioparaalimentarofotomultiplicador,amplificao,etc(Fig.5). [2]Nestetrabalhoserutilizadaanliseestatsticaparatratamentodedados nomeadamenteoclculodeprecises,exactides,limitesdedeteco,errosrelativos, sensibilidadeparaatravsdestesresultados,concluirqualomtodoapropriadoparaa determinao de um dado elemento. Anlise qumica Universidade de Aveiro 9 2. Procedimento experimental 1)Fotometria de chama de emisso (anlise de Na2O) Preparar, a partir da soluo padro de sdio com concentrao igual a 100 ppm, os padres 1;2;3;5;7 e 10 ppm, em bales de 100ml; Pipetar a quantidade pretendida de soluo para o balo e completar o volume com gua destilada; Preparar 10 solues padro com concentrao de 1 ppm, em bales de 100 ml; Traaracurvadecalibrao,acertandoozerodofotmetrocomguadestilada, utilizando as solues padro preparadas no primeiro ponto; Efectuar as leituras da intensidade da radiao emitida em funo da concentrao das solues padro (1 ppm); Diluir as solues amostra de vidro de janela e de garrafa 100 vezes; Efectuar as leituras da radiao emitida pelas solues amostra (vidro de garrafa e de janela) em funo da concentrao;Determinar a percentagem de xido de sdio presente nas amostras slidas; Determinar o limite de deteco e a sensibilidade do mtodo; Determinar o erro relativo, a preciso e a exactido dos resultados. 2)Espectrofotometria de absoro molecular (anlise de Fe2O3) Feixe simples Colocar, num copo de 50 cm3, a soluo amostra barro amarelo campos; Colocar numa placa de aquecimento e deixar evaporar at secura quase completa; Diluirligeiramentecomguadestiladaeadicionar100cm3dasoluode permanganato de potssio; Diluir com gua destilada para um balo volumtrico de 250 cm3; Colocar 50 cm3 desta soluo num balo volumtrico de 100 cm3; Adicionar5cm3dasoluodetiocianatodepotssio,4cm3 dasoluodecido clordrico 4 N e completar o volume com gua destilada; Anlise qumica Universidade de Aveiro 10 Preparar,apartirda soluopadroem iofrricocomconcentrao iguala100 ppm, os padres 0 (soluo branco); 1;2;3;5;7 e 10 ppm, em bales de 100ml; oPipetar a quantidade pretendida de soluo de io frrico para o balo; oAdicionar 5 cm3 de soluo de tiocianato de potssio, 4 cm3 da soluo de cido clordrico 4 N e completar o volume com gua destilada. Preparar 10 solues padro com concentrao de 2 ppm, em bales de 100 ml; Traaracurvadecalibraoacertandoozerodaescaladeabsorvnciascoma soluo branco e ajustar o comprimento de onda para 480 nm; Efectuaras leiturasdasabsorvnciase transmitnciasemfuno daconcentrao das solues padro (0,1,2,3,5,7 e 10); Efectuaras leiturasdasabsorvnciase transmitnciasemfuno daconcentrao das solues padro (2 ppm);Diluir a soluo amostra de barro amarelo campos 20 vezes; Determinar a percentagem de xido de ferro presente na amostra slida; Determinar o limite de deteco e a sensibilidade do mtodo; Determinar o erro relativo, a preciso e a exactido dos resultados. Feixe duplo Proceder de acordo com o protocolo do feixe simples (at ao ponto 8); Efectuaro varrimentodoespectrode modoadeterminar ocomprimentodeonda de mxima absoro; Efectuaras leiturasdasabsorvnciase transmitnciasemfuno daconcentrao das solues padro (0,1,2,3,5,7 e 10); Efectuaras leiturasdasabsorvnciase transmitnciasemfuno daconcentrao das solues padro (2 ppm); Diluir a soluo amostra de barro 20 vezes; Determinar a percentagem de xido de ferro presente na amostra slida; Determinar o limite de deteco e a sensibilidade do mtodo; Determinar o erro relativo, a preciso e a exactido dos resultados; Compararosresultadosobtidosporespectrofotometriadeabsorodefeixe simples e de feixe duplo. Anlise qumica Universidade de Aveiro 11 3)Absoro atmica (anlise do cobre) Preparar, a partir da soluopadro de cobre com concentrao igual a 100 ppm, os padres 1;2;3;5 e 10 ppm, em bales de 100ml; Pipetar a quantidade pretendida de soluo para o balo e completar o volume com gua desionisada; Preparar 10 solues padro com concentrao de 3 ppm, em bales de 100 ml; Diluir a amostra de limalha de lato 1000 vezes; Traar a curva de calibrao; Determinar a percentagem de cobre presente na amostra slida (limalha de lato); Determinar o limite de deteco e a sensibilidade do mtodo; Determinar o erro relativo, a preciso e a exactido dos resultados. Anlise qumica Universidade de Aveiro 12 3.Resultados a)Registo dos resultados obtidos Tabela I: Percentagens dos elementos presentes nas amostras analisadas pelos vrios mtodos utilizados. Mtodo / elementos presentes nas amostras slidas NaFeCu Fotometria de chama de emisso Vidro de garrafa 22,5% Vidro de janela 64,9% Espectrofotometria de absoro molecular (feixe simples) 4,12% Espectrofotometria de absoro molecular (feixe duplo) 5,25% Absoro atmica 7,7% Tabela II: Registo dos valores obtidos para anlise dos erros cometidos em cada mtodo e respectivos elementos que se pretende determinar. Fotometria de chama de emisso Espectrofotometria de absoro molecular (feixe simples) Espectrofotometria de absoro molecular (feixe duplo) Absoro atmica ElementoNaFeFeCu x 10,80,210,220,21 o 0,87710-36,910-32,110-3 mo 0,282,210-32,210-36,810-4 t 2,2622,2622,2622,262 Erro relativo2,4%2,4%2,3%0,74% Preciso0,24510-34,910-31,510-3 Exactido 0,070,310,050,06 Sensibilidade0,280,0166,5310-34,8610-3 Limite de deteco0,270,0155,5310-33,8810-3 Anlise qumica Universidade de Aveiro 13 b)Comparao do mtodo da espectrofotometria de absoro molecular de feixe simples com o mtodo da espectrofotometria de absoro molecular de feixe duplo. A feixe simplesB feixe duplo =1,71

=1,9543 =0,14111

=0,2443

=0,045

=0,045

= 3,871632 Tabela de fisher N=18 tteo = 2.101tteo<

ou seja, existe pelo menos 95% de probabilidade dos dois mtodos diferirem. ______________________________P= 99,9% A probabilidade exacta dos dois mtodos conduzirem a resultados diferentes 99,9%. Anlise qumica Universidade de Aveiro 14 4.Discusso de resultados Nesta experincia, em todos os mtodos estudados, verificou-se que a lei de Beer aplicvel, uma vez que o coeficiente de correlao de todos os mtodos muito prximo de um.A partir da tabela II foi possvel verificar que o mtodo com menor erro relativo foi o mtodo de absoro atmica com um valor de 0.74%. Os mtodos com maior erro foram a fotometria de chama e a espectrofotometria de feixe simples com um valor de 2.4%, devendo-se este resultado a erros cometidos durante a experincia, tais como erros experimentais e instrumentais.Na determinao da concentrao do ferro por espectrofotometria molecular o erro entre a espectrofotometria de feixe simples e de feixe duplo foi muito prximo. Verificou-se que o mtodo mais preciso foi a absoro atmica (1,510-3) uma vez que a preciso se relaciona com o desvio mdio, quanto menor o desvio mdio maior a preciso para o mesmo nmero de determinaes e maior a reprodutibilidade dos valores. Por outro lado mtodo menos preciso foi a fotometria de chama (0.24). Ao analisar os valores da exactido pode-se constatar que o mtodo mais exacto foi o de espectrofotometria molecular de feixe duplo (0.05). Verificou-se uma grande discrepncia dos valores de exactido entre o mtodo de feixe duplo e feixe simples (0.31) sendo este o menos exacto, ou seja, cometeu-se um erro sistemtico maior na realizao do trabalho. O mtodo mais sensvel foi a absoro atmica (4,8610-3) no qual o limite de deteco maior (3,8810-3) uma vez que estes se encontram relacionados. De maneira semelhante o mtodo menos sensvel foi a fotometria de chama (0,28) com limite de deteco de 0,27. Esta observao no est de acordo com os princpios tericos destes mtodos uma vez que o nmero de tomos excitados sempre menor do que o nmero de tomos no estado fundamental. Logo destes dois mtodos o mais sensvel deveria ter sido o de fotometria de chama. Ao comparar o mtodo de espectrofotometria de absoro molecular de feixe duplo com mtodo de espectrofotometria de absoro molecular de feixe simples, verificou-se que a probabilidade de os mtodos conduzirem a resultados diferentes de 99,9%. Anlise qumica Universidade de Aveiro 15 5.Concluso Com a realizao deste trabalho, pode-se concluir que o mtodo da fotometria de chama um mtodo vantajoso para a determinao de elementos leves, nomeadamente os alcalinos e os alcalinos-terrosos, com uma elevada sensibilidade e boa preciso. Mas esta tcnica apresenta algumas limitaes, como a necessidade de se manter a temperatura da chama constante, uma vez que esta que controla a aspirao da soluo, e assim minimizar alguns erros. Se o objectivo fosse determinar todos os elementos contidos na soluo utilizada na fotometria de chama utilizaria-se o mtodo do ICP, esta tcnica utiliza um princpio terico semelhante ao da fotometria de chama. O mtodo de absoro molecular foi a tcnica utilizada para a determinao do ferro por feixe simples e por feixe duplo. Este necessita de molculas cromadas que absorvam radiao, mas para isso necessrio que o ferro forme um complexo corado, com uma molcula, que absorve a radiao em funo da concentrao dessa molcula. A discrepncia entre o feixe simples e o feixe duplo surge devido a erros de leitura provocados pelo observador e pelo facto de, no mtodo do feixe simples, ser necessrio colocar alternadamente o branco e a soluo. Esta tcnica destrutiva e necessita de uma determinada concentrao da espcie absorvente para que a lei de Beer se verifique. Assim sendo, esta tcnica deve ser aplicada a solues coradas e com concentraes relativamente elevadas. O mtodo de absoro atmica, para o elemento cobre, o mtodo com a maior preciso e exactido, sendo assim, o mais aconselhvel para a realizao de uma anlise quantitativa mais rigorosa. A absoro atmica uma tcnica que necessita de uma lmpada diferente para cada elemento (tcnica muito especifica) e necessita que a temperatura da chama seja elevada, para evitar que se formem compostos intermdios por interaco com os gases da chama. Um outro inconveniente que necessrio referir o facto de se utilizar solues muito diludas. Foi possvel concluir que, tal como no mtodo de fotometria de chama, o limite de deteco muito pequeno, logo este mtodo depende da temperatura da chama. importante referir que este mtodo no detecta elementos muito leves tais com H, C, Cl e N. Concluiu-se tambm que o erro relativo nos mtodos de fotometria de chama e de espectroscopia de absoro molecular de feixe simples foi maior, sendo assim os mtodos mais susceptveis a erros, uma vez que necessrio controlar um maior nmero de variveis, como por exemplo, temperatura da chama, um mau operador, a contaminao, por parte do operador, da clula, entre outros. Conclui-se assim que, a escolha do mtodo depende, em grande parte, do elemento a determinar. Ou seja, se, por exemplo, se quiser determinar a concentrao de um metal alcalino (ou alcalino-terroso) de forma rpida e relativamente barata aconselhvel a utilizao do mtodo da fotometria de chama. Anlise qumica Universidade de Aveiro 16 Se se quiser determinar a concentrao de tomos num metal, com preciso e exactido elevada com um erro relativo baixo deve-se utilizar o mtodo de absoro atmica ou o mtodo da espectrofotometria de absoro molecular de feixe duplo (para uma soluo corada). Se o objectivo for fazer uma anlise quantitativa de um elemento que seja complexvel e forme uma soluo corada, deve-se utilizar o mtodo da absoro atmica, uma tcnica relativamente simples, barata e rpida. Concluiu-se tambm que os mtodos da espectrofotometria de absoro molecular tm 99,9% de probabilidade de conduzirem a valores diferentes, ou seja, para uma mesma concentrao o valor da absorvncia num e no outro mtodo tero muito provavelmente valores diferentes. Anlise qumica Universidade de Aveiro 17 6.Bibliografia [1] Apontamentos fornecidos pela professora [2] GONALVES, M; Mtodos instrumentais para anlise de solues Anlise Quantitativa, Ed. Fundao Calouste Gulbenkian, Lisboa [3] G. H. Jeffery e outros, Voguel Anlise qumica Quantitativa, 1992 Anlise qumica Universidade de Aveiro 18 7. Anexos 7.1Anlise de Na2O por Fotometria de Chama de Emisso Resultados Obtidos Tabela I: Registo dos resultados obtidos da intensidade em funo da concentrao Concentrao (ppm) Intensidade 00 111 218 325 541 753 1071 Grfico I: Grfico da intensidade de radiao emitida em funo da concentrao y = 7x + 3.2857 R = 0.9932 010203040506070800 2 4 6 8 10 12intensidade Concentrao de Na (ppm) Grfico da intensidade de radiao emitidaem funo da concentrao Anlise qumica Universidade de Aveiro 19 Tabela II. Resultados da intensidade em solues com concentraes 1 ppm de Na, obtidos pelo mtodo de fotometria de chama Concentrao (ppm)Intensidade 112 112 112 110 110 110 111 110 111 110 Tabela III: Resultados da intensidade para o vidro de garrafa e de janela, obtidos pelo mtodo de Fotometria de Chama de Emisso. Intensidade Vidro garrafa (diludo 100x)15 Vidro de janela (diludo 100x)37 Atravs do grfico obtemos: y =7x +3,286 Fazendo a linearizao da Lei de Lambert-Beer:I=KC Irad=f(concentrao) Obtemos: I=y K=7C=x b=3,286 Anlise qumica Universidade de Aveiro 20 -Determinao da percentagem de xido de sdio presente nas amostras slidas 1)Na amostra de vidro garrafa (1g de amostra slida/1000ml) Por substituio na equao retirada do grfico obtm-se: 15=7x + 3,286 x=1,67 ppm Tendoemcontaqueaamostrafoidiluda100vezes,ovalordaconcentraoda soluo ser: CNa=100 1,67 = 167 ppm 167 10^-3 g_____ 1000 ml Mr(Na2O)=62 g/mol 62 g (Na2O)______ 46 g (Na) x______ 16710^-3 x= 0,225 g Na2O 1 g______ 1000 ml

Tem-seentoqueovalordepercentagemsesdionaamostraslidadevidro garrafa de 22,5%. ++ 22O Na O NaAnlise qumica Universidade de Aveiro 21 2)Na amostra de vidro de janela (1g de amostra slida/100ml) Por substituio na equao retirada do grfico obtm-se: ppm Tendoemcontaqueaamostrafoidiluda100vezes,ovalordaconcentraoda soluo ser: C ppm

_____100ml = 481,629

Mr(

) = 62g/mol 62g (

) _____46 g() x_____ 481,629

x=0,6492g

1g _____ 100ml

Tem-seentoqueovalordepercentagemsesdionaamostraslidadevidrode janela de 64,9%. -Determinao da mdia e desvio-padro

-Determinao do intervalo de confiana 642 , 0 8 , 10 = =ntxo ++ 22O Na O NaAnlise qumica Universidade de Aveiro 22 -Determinao da preciso e exactido dos resultados Atravs da tabela de Fisher concluiu-se que t = 2,262. Para a preciso:

Para a exactido: Tabela IV: Valores obtidos para a concentrao das amostras, atravs dos valores da intensidade, calculados pela substituio destes na equao da recta. IntensidadeConcentrao (ppm) 121,24 121,24 121,24 100,96 100,96 100,96 111.10 100,96 111.10 100,96 Dados: x = 1ppm E=0,072 -Determinao do limite de deteco e a sensibilidade do mtodo () () Anlise qumica Universidade de Aveiro 23 -Determinao do erro relativo

7.2Anlise do Fe2O3 por espectrofotometria de Absoro Molecular (feixe simples) Tabela V: Registo dos resultados obtidos da Absorvncia em funo da concentrao Concentrao (ppm) Absorvncia 0.001Transmitncia 00100 10.180 20.2359 30.3941 50.625 70.8415 101.256.3 Grfico II : Grfico da absorvncia em funo da concentrao y = 0.1246x - 0.0113 R = 0.9984 -0.200.20.40.60.811.21.40 2 4 6 8 10 12A C Fe(ppm) Grfico absorvncia em funo da concentrao Series1Linear (Series1)Anlise qumica Universidade de Aveiro 24 Tabela VI. Resultados da Absorvncia em solues com concentrao 2 ppm de Fe obtidas pelo mtodo de espectrofotometria de Absoro Molecular Concentrao (ppm)Absorvncia 20.22 20.20 20.21 20.21 20.21 20.22 20.22 20.20 20.21 20.21 Tabela VII: Resultados da Absorvncia para o Fe obtido pelo mtodo de espectrofotometria de Absoro molecular AbsorvnciaTransmitncia Fe2O3 (diludo 20x)0.7219.5 Atravs do grfico obtemos: y = 0.1246x -0.012 Fazendo a linearizao da Lei de Lambert-Beer:A=BC Absorvncia = f(concentrao) Obtemos: A = y B = m = 0.1246 C = x b = 0 Anlise qumica Universidade de Aveiro 25 -Determinao da percentagem de Fe presente na amostra slida Por substituio na equao retirada do grfico obtm-se: 0.72=0.1246x x=5.7785 ppm Tendoemcontaqueaamostrafoidiluda20vezes,ovalordaconcentraoda soluo ser: C=20 5.7785 = 115.56 ppm 115.56 mg_____ 1000 ml

159.7 g (Fe)______ 255,85 g (Fe3+) x______ 115,5610^-3 g (Fe3+)x = 0,165 g Fe 1 g______ 250 ml x______1000mlx=4g

Tem-se ento que ovalor de percentagem deferro na soluo amostra debarro de . 3 22 33 2 O Fe O Fe + +( )( )( )2 355,85 /16 /159, 7 /Ar Fe g molAr O g molMr Fe O g mol===Anlise qumica Universidade de Aveiro 26 -Determinao da mdia e desvio-padro

-Determinao do intervalo de confiana 310 5 211 , 0 = =ntxo -Determinao da preciso e exactido dos resultados Atravs da tabela de Fisher concluiu-se que t = 2,262. Para a preciso:

Para a exactido: Tabela VIII: Valores obtidos da concentrao das amostras, atravs dos valores da absorvncia, calculados pela substituio destes na equao da recta. absorvnciaConcentrao (ppm) 0.221.80.201.6 0.211.7 0.211.7 0.211.7 0.221.8 0.221.8 0.201.6 0.211.7 0.211.7 Dados: x= 2ppm Anlise qumica Universidade de Aveiro 27 E=0.3067 -Determinao do limite de deteco e a sensibilidade do mtodo () ()() -Determinao do erro relativo

7.3Anlise do Fe2O3 por espectrofotometria de Absoro Molecular (Feixe duplo) Tabela IX: Registo dos resultados obtidos da Absorvncia em funo da concentrao Concentrao (ppm) Absorvncia 0.001Transmitncia 00100 10.179,43282 20.21760,67363 30.32647,2063 50.56427,28978 70.83914,48772 101.2345,834451 Anlise qumica Universidade de Aveiro 28 Grfico III: Grfico da absorvncia em funo da concentrao (recta de calibrao) Tabela X. Resultados da Absorvncia em solues com concentrao 2 ppm de Fe obtidas pelo mtodo de espectrofotometria de Absoro Molecular Concentrao (ppm)Absorvncia 20.224 20.214 20.217 20.214 20.200 20.214 20.210 20.219 20.216 20.226 Tabela XI: Resultados da Absorvncia para o Fe obtido pelo mtodo de espectrofotometria de Absoro molecular Absorvncia Fe (diludo 20x)0.909 y = 0.124x - 0.0275 R = 0.998 -0.200.20.40.60.811.21.40 2 4 6 8 10 12ACFe (ppm) Grfico de Absorvncia em funo da Concentraao Anlise qumica Universidade de Aveiro 29 Atravs do grfico obtemos: y = 0.124x -0.027 Fazendo a linearizao da Lei de Lambert-Beer:A=BC Absorvncia = f(concentrao) Obtemos: A = y B = m = 0.124 C = x b = -0.027 -Determinao da percentagem de Fe presente na amostra slida Por substituio na equao retirada do grfico obtm-se: 0.909=0.124x x=7.33 ppm Tendoemcontaqueaamostrafoidiluda20vezes,ovalordaconcentraoda soluo ser: C=20 7.33 = 146.9 ppm 146.9mg_____ 1000 ml

159.7 g (Fe)______ 255,85 g (Fe3+) x______ 146.910^-3 g (Fe3+)x = 0,21 g Na2O ( )( )( )2 355,85 /16 /159, 7 /Ar Fe g molAr O g molMr Fe O g mol===3 22 33 2 O Fe O Fe + +Anlise qumica Universidade de Aveiro 30 1 g______ 250 ml x______1000mlx=4g

Tem-se ento que ovalor de percentagem deferro na soluo amostra debarro de . -Determinao da mdia e desvio-padro

-Determinao do intervalo de confiana 310 9 , 4 2154 , 0 = =ntxo -Determinao da preciso e exactido dos resultados Atravs da tabela de Fisher concluiu-se que t = 2,262. Para a preciso:

Para a exactido: Anlise qumica Universidade de Aveiro 31 Tabela XII: Valores obtidos para a concentrao das amostras, atravs dos valores da absorvncia, calculados pela substituio destes na equao da recta. absorvnciaConcentrao (ppm) 0,2242,024 0,2141,943 0,2171,967 0,2141,943 0,2001,830 0,2141,943 0,211,911 0,2191,983 0,2161,959 0,2262,040 Dados: x= 2ppm 1,955 E=0.045 -Determinao do limite de deteco e a sensibilidade do mtodo () () () ()()() -Determinao do erro relativo

Anlise qumica Universidade de Aveiro 32 -Comparao do mtodo de espectrofotometria de absoro molecular de feixe simples com o mtodo de espectrofotometria de absoro molecular de feixe duplo A feixe simplesB feixe duplo =1,71

=1,9543 =0,14111

=0,2443

=0,045

=0,045

= 3,871632 Tabela de fisher N=18 tteo = 2.101tteo<

ou seja, existe pelo menos 95% de probabilidade dos dois mtodos diferirem. ______________________________P= 99,9% A probabilidade exacta dos dois mtodos conduzirem a resultados diferentes 99,9% Anlise qumica Universidade de Aveiro 33 7.4Absoro Atmica Determinao da concentrao do cobre por absoro atmica Tabela XIII: Registo dos resultados obtidos da Absorvncia em funo da concentrao Concentrao (ppm) Absorvncia 0.001 00 10,075 20,139 30,216 40,28 50,345 Grfico IV: Grfico da absorvncia em funo da concentrao (recta de calibrao) Tabela XIV. Resultados da Absorvncia em solues com concentrao 3 ppm de Cu2+ obtidas pelo mtodo de Absoro atmica Concentrao (ppm)Absorvncia 30.206 30.203 30.207 30.203 30.202 30.208 30.208 30.206 30.206 30.208 y = 0.0691x + 0.0032 R = 0.9992 00.050.10.150.20.250.30.350.40 1 2 3 4 5 6A C Cu(ppm) Grfico absorvncia em funo da concentrao Anlise qumica Universidade de Aveiro 34 Tabela XV: Resultados da Absorvncia para o Cu2 obtido pelo mtodo de Absoro atmica Absorvncia Cu2+ (diludo 1000x)0.268 Atravs do grfico obtemos: y = 0.069x +0.003 Fazendo a linearizao da Lei de Lambert-Beer:A=BC Absorvncia = f(concentrao) Obtemos: A = y B = m = 0.069 C = x b = -0.003 -Determinao da percentagem de Cu2+ presente na amostra slida Por substituio na equao retirada do grfico obtm-se: 0.268=0.069x +0.003 x=3.840 ppm Tendoemcontaquea amostrafoidiluda1000vezes,ovalordaconcentraoda soluo ser: C=1000 3.840= 3840 ppm 3840mg_____ 1000 ml Anlise qumica Universidade de Aveiro 35 X______ 100 ml X=38410^(-3) g 5 g______ 1000 ml

()

Tem-se ento que o valor de percentagem secobre na soluo amostra de limalha de lato de . -Determinao da mdia e desvio-padro

-Determinao do intervalo de confiana 310 5 , 1 2057 , 0 = =ntxo -Determinao da preciso e exactido dos resultados Atravs da tabela de Fisher concluiu-se que t = 2,262. Para a preciso:

Para a exactido: Tabela XVI: Valores obtidos da concentrao das amostras, atravs dos valores da absorvncia, calculados pela substituio destes na equao da recta. Anlise qumica Universidade de Aveiro 36 absorvncia Concentrao (ppm) 0.2062,942 0.203 2,898 0.207 2,956 0.2032,898 0.2022,884 0.2082,971 0.2082,971 0.2062,942 0.2062,942 0.2082,971 Dados: x= 3ppm

2,937

E=0.063 -Determinao do limite de deteco e a sensibilidade do mtodo () () () ()()() -Determinao do erro relativo

()