O hexano puro possui uma absorbância no ultravioleta desprezível acima de um comprimento de onda de 200 nm. Uma solução preparada dissolvendo-se
de benzeno (
; Massa molar
em hexano e diluindo-se a 250 mL tem um pico de absorção em 256 nm e uma absorbância de 0,266 numa célula de 1 cm de caminho óptico.
Uma amostra de hexano, contaminada com benzeno, tem uma absorbância de 0,070 em 256 nm numa célula com 5 cm de caminho óptico. Determine a concentração de benzeno em mg/L.
Uma amostra de hexano, contaminada com benzeno, tem uma absorbância de 0,070 em 256 nm numa célula com 5 cm de caminho óptico. Determine a concentração de benzeno em mg/L.
Passo 1
Vamos lá! Você tem um problema envolvendo espectrofotometria no ultravioleta, onde precisamos determinar a concentração de benzeno em uma amostra de hexano contaminado. A gente vai usar a Lei de Beer-Lambert, que relaciona a absorbância de uma solução com sua concentração. Para isso, vamos precisar dos dados fornecidos sobre a absorbância e as características da solução padrão.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a Lei de Beer-Lambert, que é dada por:
Onde:
-
é a absorbância, -
é o coeficiente de absorção molar, -
é o caminho óptico da célula (em cm), -
é a concentração da solução (em mol/L).
No nosso caso, a solução padrão de benzeno tem uma absorbância (
) de 0,266 em um caminho óptico (
) de 1 cm a 256 nm.
Passo 3
Vamos calcular o coeficiente de absorção molar (
) usando os dados da solução padrão. Primeiro, precisamos encontrar a concentração (
) da solução padrão.
A massa de benzeno dissolvida é 25,8 mg, que precisamos converter para gramas:
Agora, calculamos o número de mols de benzeno:
A solução foi diluída para 250 mL, ou seja, 0,250 L. Então, a concentração (
) é:
Agora, aplicamos a Lei de Beer-Lambert para a solução padrão:
Então, isolando
:
Passo 4
Agora, vamos aplicar a mesma lei para a amostra contaminada. Sabemos que a absorbância (
) é 0,070 em um caminho óptico (
) de 5 cm a 256 nm. Queremos encontrar a concentração (
) dessa amostra.
Usando a Lei de Beer-Lambert:
Substituindo os valores conhecidos:
Isolando
:
Passo 5
Agora, precisamos converter essa concentração de molaridade para mg/L. Para isso, usamos a massa molar do benzeno (
) que é 78,11 g/mol.
Primeiro, calculamos a massa de benzeno por litro:
Convertendo para mg/L:
Resposta
A concentração de benzeno na amostra contaminada é de aproximadamente 5,42 mg/L.