Ferro(III) pode ser determinado quantitativamente empregando a espectrofotometria UV-Vis por meio da reação com
. Um volume de 50 mL de uma amostra de água de torneira foram tratados com excesso de KSCN e em seguida diluída a 100 mL . Calcule a concentração de Fe(III) na amostra (em
) uma vez que a solução diluída apresentou absorbância de 0,506 quando medida em cubetas de
e a 480 nm . (Utilize
).
Passo 1
O enunciado pede que a gente calcule a concentração de Fe(III) na amostra original de água (em
). Dados fornecidos:
O que se pede: concentração de Fe(III) na amostra original (antes da diluição) em
.
Passo 2
Vamos lembrar a lei de Beer–Lambert (explicação didática):
Aqui:
-
é a absorbância (número adimensional medido no espectrofotômetro); -
é o coeficiente de extinção molar com unidades (aqui dado como ); -
é o comprimento do caminho óptico da cubeta em (aqui ); -
é a concentração molar da espécie absorvente na solução em .
Explicação: a lei diz que a absorbância é proporcional à concentração; portanto podemos isolarcomo
Como KSCN está em excesso e o complexo formado tem estequiometria 1:1 com Fe(III), a concentração do complexo medida é igual à concentração de Fe(III) na solução diluída.
Passo 3
Calcular a concentração de Fe(III) na solução diluída (aquela medida no espectrofotômetro):
Interpretação: essa é a concentração molar de Fe(III) na solução após a diluição para
.
Passo 4
Agora voltamos à amostra original: tomaram
da amostra e diluíram para
. Isso implica um fator de diluição:
A concentração na amostra original (
) é maior que na diluída por esse fator:
Passo 5
Converter a concentração molar para
(que é mais comum para concentração de metais na água).
- Massa molar do ferro:
(valor tabulado).
Converter mol/L para g/L:
Converter g/L para mg/L multiplicando por
:
Passo 6
Checagem rápida de ordem de grandeza: com absorbância moderada (
) e
na ordem de
, esperaríamos concentrações na faixa de
a
, o que convertido para mg/L dá alguns mg/L — compatível com o resultado. Está coerente.