Os dados de absortividade molar para os complexos de Co e Ni com o 2,3quinoxalineditiol são 36400 e 5520 a 510 nm e 1240 e 17500 a 656 nm 0,519 g de uma amostra foi dissolvida e diluída para 50,0 mL. Uma alíquota de 25 mL foi tratada para eliminar as interferências e depois da adição do complexante, o volume foi ajustado para 50,0 mL. Essa solução apresentou uma absorbância de 0,477 a 510 nm e 0,219 a 656 nm , em uma célula de 1,0 cm. Calcule a concentração dos analitos em ppm na amostra.
DADOS: MMCo=58,9 g / mol e MMNi=58,7 g / mol.
lambda (nm) ABS varepsilonC o (L/mol.cm) varepsilonN i(L / m o l c m)
510 0,477 36400 5520
656 0,219 1240 17500

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente tem um problema que envolve absorvência de luz por complexos de Cobalto (Co) e Níquel (Ni) com um reagente específico chamado 2,3-quinoxalineditiol. O conteúdo aqui é sobre a Lei de Beer-Lambert, que relaciona a absorvência de uma solução com a concentração das substâncias nela. Vamos precisar usar essa lei e um pouco de álgebra para calcular a concentração dos analitos (Co e Ni) na amostra original.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da Lei de Beer-Lambert:
A = varepsilon cdot c cdot l
Onde:
  • é a absorvência,
  • é a absortividade molar (L/mol.cm),
  • é a concentração (mol/L),
  • é o comprimento da célula (cm).
No nosso caso, o comprimento da célula é 1,0 cm. Temos dados de absorvência nas duas lâmpadas (510 nm e 656 nm) para ambos os complexos de Co e Ni.

Passo 3

Vamos montar um sistema de equações usando os dados fornecidos para as duas lâmpadas. Para cada comprimento de onda, teremos uma equação para Co e outra para Ni.
Para a lâmpada de 510 nm:
A510 = varepsilonCo,510 cdot cCo + varepsilonNi,510 cdot cNi
0,477 = 36400 cdot cCo + 5520 cdot cNi
Para a lâmpada de 656 nm:
A656 = varepsilonCo,656 cdot cCo + varepsilonNi,656 cdot cNi
0,219 = 1240 cdot cCo + 17500 cdot cNi

Passo 4

Agora, temos o seguinte sistema de equações:
Vamos resolver esse sistema para encontrar e .

Passo 5

Primeiro, vamos simplificar as equações para facilitar a resolução. Podemos dividir a primeira equação por 10:
  1. 4513600cCo + 686,400cNi = 0,059148
  2. 451, 3600cCo + 63,700,000cNi = 0,79616
Agora, vamos multiplicar a primeira equação por 1240 para eliminar :
E a segunda equação multiplicada por 3640:

Passo 6

Agora, subtraímos a primeira equação ajustada da segunda para eliminar (451,3600cCo + 63,700,000cNi) - (451,3600cCo + 686,400cNi) = 0,79616 - 0,059148 :
63,013,600cNi = 0,737012
cNi = 0,73701263,013,600
Resolvendo para cNi approx 1,169 times 10^-5 , mol/L :

Passo 7

Agora que temos 3640cCo + 552cNi = 0,0477 , vamos substituir esse valor em uma das equações originais para encontrar 3640cCo + 552 times 1,169 times 10^-5 = 0,0477 . Vamos usar a primeira equação simplificada:
3640cCo + 0,00645 = 0,0477
Substituindo 3640cCo = 0,0477 - 0,00645 :
3640cCo = 0,04125
cCo = 0,041253640
cCo approx 1,133 times 10^-5 , mol/L

Passo 8

Agora, temos as concentrações na solução tratada. Mas precisamos encontrar as concentrações na amostra original. Vamos lembrar dos passos de diluição:
  1. 0,519 g da amostra foi diluída para 50,0 mL.
  2. Uma alíquota de 25 mL foi tratada e depois diluída para 50,0 mL.
Isso significa que a concentração na solução final é o quíntuplo da concentração na solução tratada (porque diluímos 25 mL para 50 mL, dobrando o volume).
Então, as concentrações na solução original (dilu��da a 50,0 mL) são:
cCo, original = 1,133 times 10^-5 , mol/L times 2 = 2,266 times 10^-5 , mol/L
cNi, original = 1,169 times 10^-5 , mol/L times 2 = 2,338 times 10^-5 , mol/L

Passo 9

Agora, vamos converter essas concentrações para ppm (partes por milhão). Primeiro, usamos as massas molares fornecidas:
  • ppm = c times MM times 1000
  • ppmCo = 2,266 times 10^-5 , mol/L times 58,9 , g/mol times 1000 = 1,337 , ppm
A conversão de mol/L para ppm é feita por:
ppmNi = 2,338 times 10^-5 , mol/L times 58,7 , g/mol times 1000 = 1,373 , ppm
Então:

Resposta

A concentração dos analitos na amostra original é aproximadamente 1,34 ppm de Cobalto (Co) e 1,37 ppm de Níquel (Ni).

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