[SKOOG, WEST & HOLLER, 1992] Uma amostra contendo dois comprimidos de um suplemento de vitaminas / minerais foi pesado (6,08 g) e lavado para eliminar matéria orgânica e, então, diluído para 1,00L. Duas alíquotas de 10,00 mL desta solução foram analisadas, conforme a tabela abaixo. Calcule a concentração média de Fe em cada comprimido.
Fe(II) 1,00 ppm Ligante água Absorbância
0,00 25,00 15,0 0,492
0
15,00 25,00 0,00 0,571

Passo 1

Vamos lá! Você tem um exercício que envolve química analítica, mais especificamente determinação da concentração de ferro (Fe) em comprimidos usando espectrofotometria. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos como diluição de soluções, absorvância e como relacionar esses dados para encontrar a concentração média de Fe em cada comprimido.

Passo 2

Primeiro, vamos entender os dados fornecidos. Você tem dois comprimidos que pesam juntos 6,08 g. Esses comprimidos foram lavados para remover matéria orgânica e depois diluídos para um volume total de 1,00 L. Isso significa que toda a quantidade de Fe presente nos comprimidos está agora distribuída nessa solução de 1 litro.

Passo 3

Em seguida, foram tomadas duas alíquotas de 10,00 mL dessa solução para análise. As alíquotas foram analisadas usando espectrofotometria, onde medimos a absorvância da luz pela solução. A absorbância está relacionada à concentração de Fe na amostra, de acordo com a Lei de Beer-Lambert.

Passo 4

Vamos olhar para a tabela de dados:
Fe(II) (ppm) Ligante (mL) Água (mL) Absorbância
0,00 25,00 15,0 0,492
15,00 25,00 0,00 0,571
Aqui, vemos duas soluções padrão com concentrações conhecidas de Fe(II) e suas respectivas absorbâncias.

Passo 5

A Lei de Beer-Lambert nos diz que a absorbância (A) é proporcional à concentração © da solução:
A = varepsilon cdot b cdot c
Onde:
  • é a absorbância,
  • é o coeficiente de absorção molar,
  • é o caminho óptico (geralmente constante no equipamento),
  • é a concentração da solução.
Como e são constantes para o mesmo experimento, podemos simplificar a relação entre absorbância e concentração.

Passo 6

Vamos construir uma equação usando os dados das soluções padrão para encontrar a relação entre absorbância e concentração de Fe.
Para a solução sem Fe (0 ppm):
0,492 = k cdot 0
Isso confirma que, sem Fe, a absorbância é de 0,492, que é provavelmente a absorbância de fundo ou vazia.
Para a solução com 15 ppm de Fe:
0,571 = k cdot 15
Onde é a constante de proporcionalidade.

Passo 7

Vamos determinar o valor de k = 0,57115 :
k = 0,03807 , Absorbância por ppm
â

Passo 8

Agora, queremos encontrar a concentração de Fe na solução diluída de 1,00 L. Para isso, usamos a absorbância medida da amostra diluída.
A absorbância da amostra foi de, digamos, . (Note: O enunciado não fornece diretamente a absorbância da amostra, então vamos assumir que a absorbância da amostra é medida de forma semelhante às soluções padrão.)
Considerando que as alíquotas analisadas foram de 10,00 mL da solução total a 1,00 L, a concentração original pode ser calculada multiplicando o pela absorbância medida.

Passo 9

Supondo que a absorbância da amostra seja csolução = Aamostrak (igual à da solução padrão de 15 ppm), então:
csolução = 0,5710,03807 çã
csolução approx 15 , ppm çã
çã

Passo 10

Agora, sabendo que essa concentração de 15 ppm está na solução diluída de 1,00 L que contém os dois comprimidos de 6,08 g, podemos calcular a concentração média de Fe por comprimido.
Primeiro, vamos calcular a quantidade total de Fe na solução:
Quantidade de Fe = csolução times Volume çã
Quantidade de Fe = 15 , ppm times 1,00 , L
Quantidade de Fe = 15 , mg
(Considerando que 1 ppm = 1 mg/L)

Passo 11

Como essa quantidade de Fe vem de dois comprimidos, a quantidade de Fe por comprimido é:
Concentração por comprimido = 15 , mg2 çã
Concentração por comprimido = 7,5 , mg por comprimido çã

Resposta

A concentração média de Fe em cada comprimido é de 7,5 mg.

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