Uma análise espectrofotométrica foi realizada numa certa amostra para determinação do teor de cobre. Os seguintes procedimentos foram adotados: 1-Pesouse 9,000 g de amostra e a mesma foi tratada com ácido sulfúrico em recipiente adequado (convertendo todo o cobre em
). 2- Todo o conteúdo do procedimento 1 foi transferido para um balão volumétrico 200 mL e completado com água. 3- Uma alíquota da solução obtida em 2 foi usada para leitura direta no espectrofotômetro. 4Uma curva analítica foi construída com um reagente de
para determinação do teor de cobre na amostra. As absorbâncias dos pontos da curva e da amostra foram obtidas no comprimento de onda igual a 670 nm . Os dados obtidos foram:
|
Absorbância |
---|---|
0,00 | 0,000 |
0,10 | 0,355 |
0,20 | 0,723 |
0,30 | 1,025 |
0,40 | 1,435 |
0,50 | 1,756 |
Amostra | 0,850 |
Admitindo-se que a única espécie absorvente em 670 nm pós-tratamento advém apenas do sulfato de cobre formado e o branco tem valor igual à zero, qual o teor de cobre (
) na amostra?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre espectrofotometria para encontrar o teor de cobre numa amostra. A gente vai precisar entender como funciona a análise espectrofotométrica, construir uma curva de calibração, e usar essa curva para determinar a concentração de cobre na amostra. Basicamente, vamos relacionar a absorbância medida com a concentração de
para descobrir quanto cobre tem na amostra inicial.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a tabela de dados que temos. Ela relaciona a concentração de
em mol/L com a absorbância medida pelo espectrofotômetro no comprimento de onda de 670 nm. Esses dados vão nos ajudar a construir a curva de calibração, que é essencial para determinar a concentração da nossa amostra.
Passo 3
Vamos construir a curva de calibração plotando a concentração de
no eixo X e a absorbância no eixo Y. Essa curva deve seguir a Lei de Beer-Lambert, que diz que a absorbância (
) é proporcional à concentração (
), ou seja,
, onde
é a absorvância molar e
é o comprimento do caminho da luz.
Passo 4
Com os pontos da tabela, podemos traçar a reta da curva de calibração. Observando os dados, parece que há uma relação linear entre a concentração e a absorbância. Vamos calcular a equação dessa reta no formato
, onde
é o coeficiente angular e
é o coeficiente linear.
Passo 5
Para encontrar os valores de
e
, podemos usar qualquer par de pontos da tabela. Por exemplo, usando os pontos (0, 0.000) e (0.10, 0.355):
Como quando
,
, então
. Portanto, a equação da reta é:
Passo 6
Agora, vamos usar a absorbância da amostra, que é 0.850, para encontrar a concentração de
na solução:
Passo 7
Sabemos que essa concentração está na solução final de 200 mL. Para encontrar a quantidade de mols de
nessa solução:
Passo 8
Como usamos uma alíquota da solução para a leitura no espectrofotômetro, essa quantidade de mols corresponde à quantidade total na amostra original. Então, temos 0.0478 mol de
na amostra de 9 g.
Passo 9
Agora, vamos converter mols de
para massa de cobre. A massa molar de
é aproximadamente 159.61 g/mol, e cada mol de
contém 1 mol de cobre (Cu), cuja massa molar é 63.55 g/mol.
Passo 10
Por fim, para encontrar o teor de cobre em porcentagem na amostra:
Resposta
O teor de cobre na amostra é de aproximadamente 33,8% m/m.