Análise Instrumental – Profa. Dra. Carmen Luisa Barbosa Guedes – carmen@uel.br

Aula prática 2 - DETERMINAÇÃO DE FERRO COM ORTOFENANTROLINA

1. OBJETIVOS Quantificar o ferro presente em uma amostra mediante a absorção de luz através de um complexo organo-metálico. 2. FUNDAMENTOS

A fenantrolina ou 1,10-fenantrolina ou orto-fenantrolina ou o-fenantrolina, é um composto orgânico heterocíclico.

Nesta experiência, o ferro reage com 1,10-fenantrolina para formar um complexo colorido, e

medindo-se a quantia de luz absorvida por este complexo pode-se determinar a concentração relativa de ferro na amostra.

Para formar um complexo, primeiro, o ferro deve ser reduzido a seu estado ferroso. Esta redução é determinada pela reação do Fe

3+ com cloridrato de hidroxilamina.

Então, a reação com 1,10-fenantrolina é:

A complexação do ferro (II) ocorre numa faixa de pH entre 3 e 9, sendo recomendado realizar-se a

um pH de 3,5 para prevenir eventuais precipitações de sais de ferro. O complexo, uma vez formado, é muito estável. No entanto, é necessário utilizar excesso de agente redutor, como a hidroxilamina para manter o ferro no estado de oxidação 2+.

Uma vez o complexo colorido formado, o comprimento de onda da luz que é mais fortemente

absorvida (max.) é determinada por medidas de absorvância entre 400 e 600 nm. Depois de encontrado o comprimento de onda onde a absorvância é máxima, uma série de soluções

padrões férreos são medidas a este comprimento de onda e uma curva de calibração, concentração versus absorvância, deve ser preparada.

É um ligante em química de coordenação. A abreviação é fen (phen). Sendo um ligante

bidentado, é comumente usado como um agente quelante para íons metálicos. Na temperatura ambiente se apresenta na forma monohidrata como um sólido branco inodoro. É um composto tóxico, perigoso ao ambiente. O complexo [Fe(phen)3]

2+, chamado "ferroína", é usado para a determinação fotométrica de Fe(II) a aproximadamente 510 nm.

Análise Instrumental – Profa. Dra. Carmen Luisa Barbosa Guedes – carmen@uel.br A absorvância da(s) amostra(s) desconhecida é medida e a curva de calibração é usada para calcular

a concentração de ferro na amostra. 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 Preparo de soluções: a) Solução padrão de Fe (III) (100 mg/L): dissolva 0,1 g de fio ou limalha de ferro em 10 ml de HCl 1:1. Adicione 5 mL de HNO3 para oxidar todo o ferro e dilua a 1 litro (fazer curva de calibração). b) 1, 10 fenantrolina 0,1%: dissolva 0,25 g em etanol a 95% para 250 mL (formar complexo com Fe

+2).

c) Cloridrato de Hidroxilamina: solução aquosa a 10% (reduzir Fe+3

a Fe+2

). d) Acetato de sódio: solução aquosa saturada (17 g/100 mL) (atuar como tampão). 3.2 Procedimentos: ETAPA 1

Transfira 5 mL da solução padrão de Fe (III) para um frasco volumétrico de 100 mL. Adicione 10 mL da solução de acetato para tamponar a solução a um pH na faixa entre 3 e 6. Teste o pH com papel apropriado. Adicione 10 mL da solução de cloridrato de hidroxilamina e espere 5 minutos para completar a redução. Adicione 10 mL da solução de 1, 10 fenantrolina e dilua à marca com água deionizada. Espere 10 minutos para que a cor amarelo-alaranjado se desenvolva totalmente.

Prepare um branco seguindo os mesmos procedimentos. Faça leitura do padrão e do branco, em absorvância, de 400 a 600 nm com intervalo de 10 nm.

Observações: O padrão e o branco devem ser preparados paralelamente. Os ajustes no equipamento devem ser realizados com o branco (referência) no caminho ótico. ETAPA 2

Prepare uma série de soluções padrões contendo 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 e 10 mL da solução estoque de Fe (III) 100 mg/L. Ajuste o pH de cada solução padrão entre 3 e 6, adicionando a cada uma 10 mL da solução de acetato de sódio. Transfira a cada uma das soluções, 10 mL da solução de cloridrato de hidroxilamina e espere 5 minutos para completar a redução. Adicione a seguir, a cada solução, 10 mL da solução 0,1% de fenantrolina em etanol. Dilua cada padrão a 100 mL.

O mesmo procedimento deve ser realizado na preparação da(s) amostra(s) e do branco. A alíquota da amostra a ser transferida será indicada durante a aula prática. Faça as leituras das absorvâncias das soluções padrões e da amostra no comprimento de onda

selecionado na ETAPA 1, transcorridos10 minutos após o preparo. NOTA: Todas as soluções, após o experimento, devem ser armazenadas em recipiente adequado para descarte de resíduo químico perigoso. 4. PONTOS PARA DISCUSSÃO E ELABORAÇÃO DO RELATÓRIO:

1) O que é um agente complexante ou quelante? 2) O que é um cromóforo? 3) Por que é necessário esperar por pelo menos 10 min. antes de prosseguir fazendo as leituras no

espectrofotômetro? 4) Construa o espectro de absorção da solução padrão que você utilizou para determinar o comprimento

de onda máximo de absorção do complexo de ferro. 5) Qual foi o comprimento de onda máximo de absorção do complexo de ferro? 6) Coloque em um gráfico, absorvância medida no comprimento de onda máximo versus concentração.

Monte uma curva de calibração. 7) Determine a concentração de ferro em água da torneira, água de rio, água do mar, efluentes e outras

amostras. 5. BIBLIOGRAFIA:

BACCAN, N., ANDRADE, IC, GODINHO, O. E. S et al. Química Analitica Quantitativa Elementar. 3 ed. São Paulo: Edgard Blucher LTDA, 2004.