a) Descreva, em detalhes, as estratégias usadas para aumentar a sensibilidade das medidas absorciométricas.
b) Na determinação simultânea de Co e Ni, baseada na absorção de seus complexos com 8-hidroxiquinolinol, obtiveram-se, a partir de dados experimentais, as absortividades molares de cada complexo, nos respectivos comprimentos de onda de absorção máxima. Calcule a concentração molar de níquel e cobalto, em função dos dados fornecidos na tabela ao lado, sabendo que a amostra produziu as absorvâncias de 0,516 a 365 nm , e 0,033 a 700 nm . b =1 \mathrm{~cm}
Absortividades molares
\varepsilon\left(\mathbf{m o l}^{-1} \mathbf{c m}^{-1} \mathbf{L}\right)
Complexo de 365 nm 700 nm
Co 3529 430
Ni 3228 0

Passo 1

O exercício tem duas partes. Na parte (a), pede para descrever em detalhe estratégias para aumentar a sensibilidade em medidas absorciométricas (ou seja, como fazer para detectar concentrações mais baixas). Na parte (b), trata de uma determinação simultânea de \mathrm{Co} e \mathrm{Ni} por formação de complexos com 8-hidroxiquinolinol, usando a lei de Beer–Lambert e os valores de absortividade molar ( \varepsilon) a 365 nm e a 700 nm. A espessura da cubeta é b=1,cm, e as absorbâncias medidas são A_{365}=0,516 e A_{700}=0,033.

Passo 2

Para aumentar a sensibilidade de medidas absorciométricas, podemos:
  • usar comprimentos de caminho óptico maiores (cubetas de caminho b maior aumentam A=\varepsilon b c);
  • escolher o comprimento de onda de máxima absorção ( \lambda_{\max}) do analito ou do complexo para maximizar \varepsilon;
  • derivatizar quimicamente o analito para formar um composto com \varepsilon maior (ex.: complexos coloridos);
  • pré-concentrar o analito (extração líquido-líquido, adsorção em resinas, evaporação de solvente);
  • reduzir o ruído do instrumento (melhor monocromador, redesenhar o sistema óptico, usar lâmpada estável);
  • empregar técnicas de correção de linha de base e de fundo (celdas de referência, correção espectral).

Passo 3

Na parte (b), aplicamos a lei de Beer–Lambert para cada comprimento de onda. Como a absorbância total é soma das contribuições de \mathrm{Co} e \mathrm{Ni}, obtemos o sistema:
A_{365} = \bigl(\varepsilon_{\mathrm{Co},365}\,[\mathrm{Co}]+\varepsilon_{\mathrm{Ni},365}\,[\mathrm{Ni}]\bigr)\,b,
A_{700} = \bigl(\varepsilon_{\mathrm{Co},700}\,[\mathrm{Co}]+\varepsilon_{\mathrm{Ni},700}\,[\mathrm{Ni}]\bigr)\,b.
Substituindo b=1,cm, A_{365}=0,516, A_{700}=0,033 e os valores de \varepsilon na tabela:
\begin{cases} 0,516 = (3529\,[\mathrm{Co}]+3228\,[\mathrm{Ni}])\\\\ 0,033 = (430\,[\mathrm{Co}]+0\,[\mathrm{Ni}]) \end{cases}

Passo 4

Da segunda equação deduzimos diretamente a concentração de cobalto:
[\mathrm{Co}] = \frac{0,033}{430} \approx 7{,}67\times 10^{-5}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}.

Passo 5

Substituindo [\mathrm{Co}] na primeira equação:
0,516 = 3529\,(7{,}67\times10^{-5}) + 3228\,[\mathrm{Ni}],
3228\,[\mathrm{Ni}] = 0,516 - 3529\times7{,}67\times10^{-5} \approx 0,2452,
[\mathrm{Ni}] = \frac{0,2452}{3228} \approx 7{,}59\times 10^{-5}\,\mathrm{mol\,L^{-1}}.

Resposta

[\mathrm{Co}] \approx 7,67\times10{-5},\mathrm{mol,L{-1}}
[\mathrm{Ni}] \approx 7,59\times10{-5},\mathrm{mol,L{-1}}

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