Al 1.5 − a cor e a composição quantitativa de soluções com iões metálicos

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RELATÓRIO DA ACTIVIDADE EXPERIMENTAL

AL 1.5 − “A Cor e a Composição Quantitativa de Soluções com Iões Metálicos ”

Título: Determinação do Ferro em Águas Naturais

• Objetivos:
* Medir e comparar as absorvâncias de várias soluções de concentração conhecida com a amostra a estudar.
* Aplicar a lei de Beer-Lambert para a determinação da concentração deFerro numa água férrica.
* Traçar uma curva de calibração a partir da medição e comparação de várias soluções de concentração conhecida.
* Determinar o teor total do Ferro numa amostra de água para consumo humano e comparar com os valores legislados.

• Fundamentos Teóricos:

* O Ferro nas Águas Naturais: Um dos parâmetros usados para a caracterização de uma água própria paraconsumo humano é a presença de total em Ferro (soma de Fe2+ com Fe3+).
→ O Ferro pode ter duas origens:
* Ser de Origem Natural: O Ferro está presente numa grande quantidade de solos nas formas insolúveis, e, na ausência de O2, está dissolvido na forma solúvel. Se a água que contém o Ferro na sua forma reduzida for exposta ao ar atmosférico (que obviamente contém O2), o Ferro volta-se a oxidarà sua forma insolúvel, o que pode levar ao aparecimento de cor acastanhada na água.
* Resultar da Degradação de Canalizações: Na presença de humidade, os átomos de Ferro vão oxidar (ceder eletrões), visto que o oxigénio tem maior poder oxidante que o Ferro (menor p.n.r), vai ceder 2 eletrões para duas moléculas de água e consequentemente o Oxigénio vai reduzir (recebe esses 2 eletrões),sendo a água essencial pois vai funcionar como eletrólito. Esta reação de oxidação-redução vai originar Hidróxido de Ferro (II):
Fe2+ (aq) + 2 OH- (aq) → Fe(OH)2 (s)

Este precipitado vai ser imediatamente oxidado pelo oxigénio, formando uma substância castanha, a Ferrugem: Fe2O3 . x H2O. Todo este processo vai resultar numa corrosão da tubagem de Ferro e na sua consequente degradação.

* ODecreto-Lei 306/2007, de 27 de Agosto, respeitante à qualidade da água para consumo humano estabelece como valor máximo para o teor total de Ferro 200 µg/L Fe (ou 0,2 mg/L de Ferro). Este valor foi estabelecido tendo em conta o aspeto da água, uma vez que esta pode apresentar uma cor amarelada e um sabor metálico que, apesar de serem inofensivas, o consumidor não “aceita”. A OMS (Organização Mundialde Saúde) defende que uma concentração até 2mg/L na água para consumo humano não apresenta qualquer perigo para a saúde pública.

* Método Espectrofotométrico
* A espectrofotometria baseia-se na absorção da radiação nos comprimentos de onda entre o ultravioleta (λUV < 400 nm) e o infravermelho (λIV > 750 nm). O conjunto das absorvâncias (capacidade inerente dos materiais emabsorver radiações de frequência específica aos vários comprimentos de onda) para um composto chama-se espectro de absorção e varia de substância para substância.

Ilustração 1

* Uma vez que diferentes substâncias têm diferentes padrões de absorção, a espectrofotometria permite-nos identificar diferentes substâncias a partir do seu espectro. Permite também quantificá-las, dado que a quantidadede luz absorvida está relacionada com a concentração da substância. A absorvância de luz é baseada em dois princípios: o primeiro determina que a absorção é tanto maior quanto mais concentrada for a solução por ela atravessada, ao passo que o segundo determina que a absorção é tanto maior quanto maior for a distância percorrida pelo feixe luminoso através das amostras. A união destes doisprincípios resulta na Lei de Beer-Lambert, descrita pela equação:
Ilustração 2

* O fator que mede a capacidade de um objeto de transmitir energia radiante é indicada pela sua transmitância ( T = II0 , onde I corresponde à intensidade de luz não absorvida e I0 à intensidade fornecida à célula, neste caso, I0 = 508 nm ) e da mesma forma, a capacidade de absorver energia radiante é indicada pela sua...
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