A constante de equilíbrio para a reação
é
. As absortividades molares para as duas espécies principais na solução de
são
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345 |
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370 |
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400 |
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Quatro soluções foram preparadas dissol-vendo-se
; e
mols de
em água e diluindo-se a
com um tampão a
. Calcular a absorbância teórica (em célula de
) para cada solução e plotar os dados para (a) 345 nm ; (b) 370 nm ; © 400 nm .
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a absorbância teórica de quatro soluções diferentes de
em água, usando um tampão com pH 5,60. A gente vai trabalhar com conceitos de equilíbrio químico e a Lei de Beer para absorbância. Precisamos usar as absortividades molares fornecidas para as espécies
e
em três comprimentos de onda diferentes (345 nm, 370 nm e 400 nm).
Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação de equilíbrio:
Sabemos que a constante de equilíbrio
é
, o que indica que a reação favorece bastante a formação de
.
Passo 3
Como o valor de
é muito alto, podemos assumir que quase toda a
vai se converter em
. Assim, a concentração final de
será praticamente igual à concentração inicial de dissolvida.
Passo 4
Vamos calcular a concentração de
para cada solução:
Para cada solução, a molaridade inicial (
) de
é:
Passo 5
Como quase toda a
se transforma em
, a concentração de
será muito pequena e pode ser desprezada. Portanto, para cada solução, teremos:
E:
Passo 6
Agora, vamos usar a Lei de Beer para calcular a absorbância. A Lei de Beer é dada por:
Onde:
-
é a absorbância, -
é a absortividade molar, -
é o comprimento da célula (1,00 cm), -
é a concentração da espécie que absorve.
Como temos duas espécies, a absorbância total será a soma das absorbâncias individuais:
Mas como
, simplificamos para:
Passo 7
Vamos calcular a absorbância para cada comprimento de onda e para cada solução.
Exemplo: Para a primeira solução com
mol:
- Concentração de
:
- Absorbância em 345 nm:
Repetimos esse cálculo para todas as combinações de soluções e comprimentos de onda.
Passo 8
Vamos organizar os cálculos para todas as soluções e comprimentos de onda:
Mols de
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Resposta
As absorbâncias teóricas para cada solução são:
(a) 345 nm
-
mol: -
mol: -
mol: -
mol:
(b) 370 nm
-
mol: -
mol: -
mol: -
mol:
© 400 nm
-
mol: -
mol: -
mol: -
mol: