Alíquotas de 10 mL de amostra de água foram pipetadas para 5 balões de 50 mL . Exatamente 0,0,5,1,0,1,5 e 2,0 mL de solução padrão contendo 100 ppm de Fe^3+ foram adicionados a cada balão, acompanhados de um excesso de solução de KSCN, para formação do complexo Fe(SCN)^2+ vermelho. Os balões foram avolumados e a resposta do equipamento (colorímetro) para cada solução foi:
S 0,240 0,437 0,621 0,809 1,009
Vpadrão (mL) 0 0,5 1,0 1,5 2,0
Calcular a concentração de Fe^3+ na amostra.

Passo 1

Beleza, vamos usar aqui o método de adição de padrão pra achar quanto de Fe³⁺ tinha na sua amostra de água. A ideia geral é: a gente pipeta 10 mL da amostra em cinco balões de 50 mL, adiciona volumes crescentes de um padrão de 100 ppm de Fe³⁺, mede a absorbância (ou sinal do colorímetro) e faz uma reta “sinal vs volume de padrão”. Daí, extrapolando até o sinal zero, descobre-se quanto de padrão compensaria o Fe da amostra – e isso dá a concentração original. O conteúdo quimicamente é “adição de padrão” + “regressão linear”.

Passo 2

Anotei os dados assim (Vp é o volume de padrão de 100 ppm em mL, S é o sinal):
c|ccccc Vp (mL) & 0 & 0,5 & 1,0 & 1,5 & 2,0hline S & 0,240 & 0,437 & 0,621 & 0,809 & 1,009

Passo 3

Agora vamos achar a reta S = m·Vp + b por regressão linear (mínimos quadrados). Primeiro calculamos as médias:
bar V = 0+0,5+1,0+1,5+2,05 = 1,0, bar S = 0,240+0,437+0,621+0,809+1,0095 = 0,6232
E aí
m = sum (Vi - bar V)(Si - bar S)sum (Vi - bar V)^2 = 0,9552,5 = 0,382
b = bar S - m,bar V = 0,6232 - 0,382cdot1,0 = 0,2412
Logo a reta é
S = 0,382,Vp + 0,2412

Passo 4

No método de adição de padrão, o ponto em que S = 0 (isto é, o intercepto no eixo V_p) indica quanto de padrão “anula” o sinal da amostra pura. Ou seja,
0 = m,Vrm int + b Longrightarrow Vrm int = -bm = -0,24120,382 = -0,631 mL

Passo 5

Finalmente, relacionamos esse V_{\rm int} com a concentração da amostra. Na equação do método:
0 = Crm amostra,1050 ;+; Crm std,Vrm int50
onde C_std = 100 ppm. Reorganizando para C_amostra original:
Crm amostra = -,Crm std,Vrm int10 = -,100,-0,63110 = 6,31 ppm

Resposta

A concentração de Fe³⁺ na amostra de água é de aproximadamente 6,3 ppm.

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