DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DO ALARANJADO DE METILA POR ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR

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CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

2QUI095 – MÉTODOS ESPECTROANALÍTICOS

ALINE ARAUJO

GUILHERME SANTANA DE OLIVEIRA

SUELEN MAGALHÃES

RELATÓRIO 1: DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DO ALARANJADO DE METILA POR ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR

Londrina

2016

ALINE ARAUJO

GUILHERME SANTANA DE OLIVEIRA

SUELEN MAGALHÃES

RELATÓRIO 1: DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DO ALARANJADO DE METILA POR ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR

Relatório apresentado ao departamento de Química da Universidade Estadual de Londrina como requisito parcial para a conclusão da disciplina de 2QUI095 – Métodos Espectroanalíticos.

Profa. Dra. Carmem Luísa Barbosa Guedes

Londrina

2016

1. INTRODUÇÃO

        A interação da radiação eletromagnética com a matéria, podemos relacionar com a sua energia, pois a natureza da partícula de luz, ou seja, feixe de fótons tem certa energia, e o comprimento de onda é inversamente proporcional a essa energia resultando na equação:

        Onde:         E: energia, em (J, joules).

                c: velocidade da luz no vácuo, (3,00×108 m s–1).

                comprimento de onda, (m, metros).[pic 3]

                 constante de Planck, (6,63×10–34 J∙s).1[pic 4]

        Quando a radiação eletromagnética contínua atravessa um material, ou seja, tem interação com a matéria, uma parte desta radiação pode ser absorvida. Se isso ocorrer os átomos ou moléculas passam de um estado denominado estado fundamental (de mais baixa energia), para um estado excitado (com maior energia). Os átomos e as moléculas liberam essa energia por um processo denominado de relaxação, que tem energia igual à diferença de energia entre os estados excitado e fundamental.2

        O espectro eletromagnético cobre uma faixa de alta energia em consequência baixo comprimento de onda (1pm) até baixa energia e alto comprimento de onda (10–1m). A região denominada Ultravioleta e Visível tem comprimento de onda associado que varia de aproximadamente 100 nm a 1μm. Na tabela 1, é apresentada os tipos de transições de energia em algumas regiões do espectro eletromagnético.

                 Tabela 1. Regiões do espectro e suas respectivas transições de energia

                         Fonte: Introdução à Espectroscopia, Ref.: 2.

        No caso da espectroscopia ultravioleta e visível (UV-Vis) as energias envolvidas nestas interações provocam transições eletrônicas, onde um elétron é promovido de um orbital ocupado de maior energia (HOMO) para um orbital desocupado de menor energia (LUMO).3 

        Em moléculas orgânicas a transição de menor energia é sempre a mais importante como no caso a transição n → π⋆. Mas há certas regras para as transições eletrônicas, chamadas regras de seleção, uma delas é a regra que envolva uma alteração do número quântico de spin de um elétron durante a transição, não têm permissão de ocorrer, e, por isso, são denominadas transições proibidas.2 A absorção da radiação UV-Vis de maior comprimento de onda (  > 185 nm) está restrita a um número limitado de moléculas e grupos funcionais denominados cromóforos. Cromóforos são moléculas que contém elétrons de valência com energias de excitação relativamente baixas. [pic 5]

        A relação de cor absorvida e a cor observada são definidas pela estrutura da substância em questão. Um exemplo são os azobenzenos, que possuem sistemas conjugado extenso que auxilia na absorção de luz na região UV-Vis. Um exemplo de azobenzeno é o alaranjado de metila, empregado como um indicador ácido-base. A estrutura do alaranjado de metila é apresentada na figura 1.

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Figura 1. Estrutura do indicador alaranjado de metila

        A estrutura apresentada está evidentemente na forma de um sal de sódio de alaranjado de metila, quando em solução aquosa dissociando-se em Na+ e In–. A faixa de pH de transição do alaranjado de metila é de 3,1 (vermelho) a 4,4 (amarelo) e as respectivas mudança de cor ocorrida. O pKa do alaranjado de metila é de 3,46. A figura 2 apresenta as estruturas na forma do par ácido-base conjugada. Sendo (a) a base conjugada e (b) o ácido. A mudança de cor nesta faixa de pH é de Vermelho para Lilás. 4 

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Figura 2. Estrutura do par ácido-base conjugada do alaranjado de metila

        A lei de Lambert-Beer (Johann Lambert 1728-1777, e Wilhelm Beer 1797-1850) descreve que em um dado comprimento de onda, a absorvância de uma molécula depende da quantidade de espécie absorvendo luz. Em outras palavras a absorvância depende da concentração da amostra quanto do comprimento de onda. A relação entre absorvância, concentração e comprimento do caminho percorrido pela Luz é conhecida como lei de Lambert-Beer:5 

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