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DETERMINAO DA CONCENTRAO DE Fe (II) POR ESPECTROMETRIA DE ABSORO NO VISVEL.

RESUMO

O objetivo deste experimento foi quantificar o on Fe2+ em antianmico comercializado. A amostra foi analisada pela tcnica de espectrometria de absoro molecular na regio do visvel do espectro e a padronizao externa foi o mtodo de calibrao adotado para a quantificao de ferro, visto que um padro externo foi preparado separadamente da amostra. Para evitar a interferncia do ferro (III) e garantir o pH adequado adicionou-se a amostra e s solues padro, soluo de hidroxilamina 5% e acetato de sdio, respectivamente. O indicador 1,10 fenantrolina tambm foi adicionada s solues para formar o complexo de cor detectvel e por isso determinou o comprimento de onda em que a anlise foi realizada. O resultado de concentrao de Fe2+ encontrado est de acordo com a indicao na caixa do medicamento.

1 - INTRODUO

A espectrofotometria uma tcnica muito empregada para anlises quantitativas em

qumica analtica. Este fato pode ser explicado pelo baixo custo e pela praticidade da tcnica

quando comparada a outras. Quando um composto analisado por espectrofotometria ele

absorve luz, essa absoro o que ir determinar sua concentrao, pois a absorbncia

medida diretamente proporcional a concentrao. Assim, de acordo com a lei de Beer, que

a base matemtica para medidas de radiao 1,2:

(1)

onde: absortividade da amostra;

b o caminho ptico percorrido;

c a concentrao da amostra.

A absoro molecular pode ser realizada na regio do visvel, infravermelho e

ultravioleta. As anlises na regio do visvel so chamadas colorimtricas, isto porque quando

a luz transmitida atravs do composto a poro que absorvida caracterstica de sua cor.

Quando o composto no possui cor suficiente para ser distinguvel de outras substncias

necessria a ocorrncia de uma reao qumica com um reagente seletivo, para formao de

um complexo intensamente colorido 2,3.

No experimento realizado, determinou-se a concentrao de ferro (II) em amostra de

medicamento contra a anemia, atravs da espectrofotometria de absoro molecular na

regio do visvel. Utilizou-se soluo de 1,10-fenantrolina para formar um complexo colorido

estvel com o ferro e assim realizar a leitura. Para evitar a interferncia do ferro (III) e garantir

o pH adequado adicionou-se tambm a amostra soluo de hidroxilamina 5% e acetato de

sdio, respectivo. As duas substncias tambm foram colocadas no branco. A padronizao

externa foi o mtodo de calibrao adotado para a quantificao de ferro.

2 - OBJETIVOS

Determinar a concentrao de Fe(II) em antianmicos por espectrometria de absoro

molecular na regio visvel do espectro.

2

3 - MATERIAIS E MTODOS

3.1 - MATERIAIS

3.1.1 - Materiais e reagentes:

- Bales volumtricos de 50, 100, 250 e 500 mL

- Bqueres de 250 mL

- Pipetas volumtricas de 1,0 e 10,0 mL

- cido sulfrico concentrado (Neon comercial LTDA). 95% a 98% P.A

- cido ntrico concentrado (Impex) 65% P.A.

- Acetato de sdio (Proqumios) P.A.

- Sulfato ferroso amoniacal (Proqumios) P.A. ([Fe(NH4)2(SO4)2].6H2O)

- Cloridrato de hidroxilamina (Proqumios) P.A. (NH2OH.HCl)

- 1,10-fenantrolina (Vetec qumica fina) P.A.

- xarope antianmico (Sulferbel 25 mg de sulfato ferroso/mL BELFAR)

3.1.2 - Instrumentos:

Balana analtica

Espectrmetro de absoro molecular no UV/VIS. (Bioespectro- Modelo: FT 220)

3.2 - MTODOS

3.2.1 - Preparo dos reagentes

Preparou-se uma soluo padro de Fe2+. Para tanto, pesou-se exatamente 0,7065 g

de sulfato ferroso amoniacal padro primrio [Fe(NH4)2(SO4)2].6H2O e transferiu-se

quantitativamente para um balo volumtrico de 500 mL. Acidificou-se com gotas de cido

sulfrico concentrado, dissolveu-se e completou-se o volume com gua deionizada.

Logo aps preparou-se a soluo padro diluda de Fe2+, onde 10mL de soluo

padro de Fe2+ foram pipetados em um balo volumtrico de 100 mL e completando-se o

volume com gua deionizada.

As solues de cloridrato de hidroxilamina 5% (m/v), de acetato de sdio 2 mol/L e de

1,10-fenantrolina 0,25% (m/v) foram preparadas previamente. Neste experimento j se

encontravam prontas para uso.

A soluo de cloridrato de hidroxilamina foi preparada dissolvendo-se 5 g de

NH2OH.HCl em 100 mL de gua destilada. Para preparar a soluo de acetato de sdio 2 mol/L

pesou-se cerca de 41 g de acetato de sdio anidro, transferindo-o para um balo volumtrico

de 250 mL e completando-se o volume com gua deionizada. J a soluo de 1,10-fenantrolina

foi preparada pesando-se 0,25 g de 1,10-fenantrolina, transferindo-a para um balo

volumtrico de 100 mL, adicionando-se cerca de 50 mL de gua deionizada e 5 gotas de cido

ntrico concentrado. Essa soluo foi agitada e, ento, o volume foi completado com gua

deionizada.

3.2.2 - Confeco da curva analtica

Numerou-se 6 bales volumtricos de 50 mL. Nos bales 2, 3, 4, 5, 6, adicionou-se os

volumes de soluo padro de ferro (II) 0,0202 mg/mL que esto na Tabela 1.

3

Tabela 1: Volumes de soluo padro de ferro (II) adicionados aos bales

N do Balo Vol. da soluo de Fe2+ 0, 0202 mg/mL (mL)

1 0,0 2 2,0 3 4,0 4 6,0 5 8,0 6 10,0

As solues a seguir foram adicionadas em todos os bales, inclusive no branco, na

ordem indicada:

2 mL de soluo aquosa de cloridrato de hidroxilamina a 5% (m/v);

2 mL de soluo aquosa de acetato de sdio 2 mol L-1;

4 mL de soluo de 1,10-fenantrolina a 0,25% (m/v).

Completou-se os volumes dos 6 bales com gua destilada, homogeneizou-se as

solues e as deixou em repouso por 10 minutos antes de fazer as leituras.

Escolheu-se o comprimento de onda de mxima absoro da fenantrolina, que de

510 nm.

Mediu-se as absorbncias de todas as solues usando a soluo do balo de n 1

como branco. Traou-se a curva (AxConc.) no Excel.

3.2.3 Determinao da concentrao de ferro em medicamentos.

Mediu-se o volume da amostra de medicamento (antianmicos a base de sulfato

ferroso na forma lquida), usando-se pipeta volumtrica, conforme concentrao contida no

rtulo. Como o medicamento continha 25 mg/mL de FeSO4 diluiu-se 4 mL do antianmico em

100 mL de gua destilada.

A seguir, transferiu-se 2 mL da amostra diluda para um balo volumtrico de 100 mL e

adicionou-se, na ordem indicada:

2 mL de soluo aquosa de cloridrato de hidroxilamina a 5%;

2 mL de soluo aquosa de acetato de sdio 2 mol L-1;

4 mL de soluo de 1,10-fenantrolina a 0,25% (m/v).

Completou-se o volume com gua destilada e deixou-se em repouso por 10 minutos.

Fez-se a leitura no espectrofotmetro em %T, no comprimento de onda de 510 nm

previamente selecionado. Passou-se para absorbncia e obteve-se a concentrao atravs da

curva analtica. Ento, calculou-se o resultado em mg de ferro por mL de medicamento.

4 - RESULTADOS E DISCUSSO

Solues de hidroxilamina 5% (m/v), acetato de sdio 2 mol/L e 1,10 fenantrolina

0,25% (m/v) foram preparadas previamente e adicionadas nesta ordem s solues dos itens

3.2.1 e 3.2.2 para que a leitura se realizasse. A hidroxilamina uma substncia que tem por

objetivo garantir a estabilidade de Fe (II), visto que a oxidao de Fe (II) a Fe (III) muito rpida

em meio aerbio. O acetato de sdio tampona as solues mantendo o pH prximo a 4,7 para

manter a estabilidade do complexo formado. A fenantrolina reage com o Fe2+ para formar um

complexo de cor vermelho-alaranjado, que detectvel na regio do visvel. Essa converso

qumica do analito numa forma detectvel uma reao que recebe o nome de derivatizao

e esta descrita na reao 1 1,4,5 .

4

Fe 2+ + 3C12H8N2 [Fe2+( C12H8N2)3]

2+ (1)

O composto [Fe(NH4)2(SO4)2].6H2O no absorve a luz incidente e os ons Fe2+ so

determinados pela absorbncia a 510 nm, correspondente ao complexo produzido pela adio

de orto-fenantrolina 6.

O branco contem todos os reagentes e solventes usados na anlise, mas nenhum

analito, por isso foi preparado segundo o mesmo procedimento das solues padro diludas,

exceto que a soluo de Fe2+ no foi adicionada. Com isso ele mede a resposta do mtodo

analtico para impurezas e espcies interferentes, de modo a obter a resposta analtica

corrigida 2.

A soluo padro de Fe (II) foi preparada a partir da massa de sulfato ferroso amonical

pesada: 706,5 mg. Com esta, obteve-se a quantidade em massa de ferro contida no composto,

atravs da equao 2.

MMFe x mSFe = MMSFe x mFe (2)

56 g/mol x 706,5 mg =392 g/mol x mFe

mFe = 100,93 mg

onde: MMFe a massa molar do ferro;

mSFe a massa de sulfato ferroso amonical pesada;

MMFe a massa molar do sulfato ferroso amonical;

mFe a massa de ferro;

A partir da massa de ferro calculada, obteve-se a concentrao de Fe (II) contida na

soluo padro, usando-se a equao 3.

(3)

Uma alquota de 10 mL desta soluo foi diluda a 100 mL. Admitindo-se a diluio 1:10,

obteve-se a concentrao de Fe(II) na soluo padro diluda: 0,0202 mg/L. Com esta, foi

possvel calcular as concentraes de Fe2+ nas alquotas de soluo padro, de acordo com a

equao 4. Os resultados encontram-se na Tabela 2.

(4)

onde: C1 concentrao inicial (0,0202 mg/mL);

v1 o volume inicial (mL);

C2 concentrao final (mg/mL);

v2 volume final (50 mL).

Tabela 2: Concentraes das alquotas de soluo padro de Fe2+

Vol. da sol. de Fe2+ 0,0202 mg/mL Concentrao de Fe2+ mg/mL

0,0 0,0 2,0 0,000808 4,0 0,00162 6,0 0,00242 8,0 0,00323

10,0 0,00404

5

A maioria das anlises qumicas realizada em rplicas quando, por exemplo, massas

so determinadas por medies feitas com balanas analticas. As rplicas melhoram a

qualidade dos resultados e fornecem confiabilidade 7. A leitura das absorbncias foi feita em

triplicata para cada uma das solues diludas e para a amostra, assim calculou-se a mdia e o

desvio padro das absorbncias de acordo com as equaes 5 e 6 respectivamente.

(5)

(6)

Os resultados das leituras em triplicata para as alquotas de soluo padro encontram-se na

Tabelas 3, juntamente com as respectivas mdias e desvios.

Tabela 3: Absorbncia em triplicata para cada concentrao de Fe2+

Concentrao de Fe2+ nas solues padro diludas

(mg/mL)

Absorbncia 1

Absorbncia 2

Absorbncia 3

Mdia das Absorbncias

Desvio padro

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,000808 0,149 0,149 0,146 0,148 0,00173 0,00162 0,308 0,297 0,292 0,299 0,00818 0,00242 0,468 0,471 0,468 0,469 0,00173 0,00323 0,642 0,622 0,624 0,629 0,0110 0,00404 0,756 0,756 0,738 0,750 0,0104

Analisando a Tabela 3 possvel dizer que os desvios padro possuem valores que

podem ser considerados pequenos.

A calibrao realizada obtendo-se o sinal de resposta como uma funo da

concentrao conhecida. A curva analtica foi preparada colocando-se os dados em forma de

grfico, ajustados por meio de uma equao linear 7. Dessa forma, plotou-se as absorbncias

das alquotas de soluo padro em funo das concentraes conhecidas de Fe (II) nas

mesmas.

6

Figura 1- Grfico de calibrao linear para determinao de Fe2+.

A concentrao de um analito numa amostra original calculada a partir da

concentrao diluda da alquota da amostra, aplicando-se a esta fatores de diluio

apropriados decorrentes do preparo da amostra 7.

A concentrao de Fe (II) em cada alquota da amostra foi calculada a partir da

equao de regresso linear fornecida pela Figura 1, onde y a absorbncia de cada alquota e

x cada concentrao.

Nos resultados obtidos, apresentados na Tabela 4, a concentrao do anlito j est

considerando o fator de diluio (1:1250), que engloba as duas diluies realizadas com a

amostra no item 3.2.3.

Tabela 4: Resposta analtica em triplicata para a concentrao de Fe(II) na amostra

Alquota Transmitncia (%)

Absorbncia Concentrao de Fe(II) (mg/mL)

Mdia das concentraes

(mg/mL)

Desvio Padro

1 16,2 0,789 5,20 2 17,3 0,761 5,02 5,13 0,1 3 16,5 0,784 5,17

O xarope antianmico analisado descreve em sua caixa que contem 5 mg/mL de Fe (II).

O resultado encontrado de 5,13 mg do analito por mL, o que pode ser considerado

satisfatrio. A anlise de amostras reais pode ser complicada devido ao possvel efeito matriz

da amostra. A matriz todas as espcies que esto na amostra e tm propriedades similares

ao analito e por isso causam interferncia na analise. Este fator pode ser agravado quando o

mtodo de calibrao a padronizao externa, pois este mais afetado pelo efeito matriz.

No experimento este efeito foi consideravelmente minimizado devido grande diluio da

amostra.

y = 189,72x - 0,0007R = 0,9982

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005

Ab

sorb

nci

a

Concentrao de Fe 2+ (mg/mL)

7

5 - CONCLUSO

A concentrao de Fe (II) na amostra analisada no tem diferenas significativas

quando comparada quela fornecida pelo fabricante na caixa do medicamento. A curva

analtica construda pelo mtodo de padronizao externa forneceu uma concentrao de 5,13

mg de ons de Fe (II) por mL de amostra, enquanto que na indicao da caixa a concentrao

de ferro de 5 mg por mL de xarope. Este resultado pode ser considerado satisfatrio,

indicando que as interferncias laboratoriais que possam ter ocorrido durante a realizao da

anlise no foram significativas e que as condies da amostra, principalmente o alto fator de

diluio estavam adequadas para o mtodo de calibrao escolhido.

6 - REFRENCIAS BIBLIOGRFICAS

1 - ROCHA, F. R. P.; TEIXEIRA, L. S. G. Estratgias para aumento de sensibilidade em

espectrofotometria UV-VIS. Qumica Nova, So Paulo, v. 27, n. 5, set./out. 2004. Disponvel

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3 - EWING, G. W. Mtodos Instrumentais de Anlise Qumica. So Paulo: Edgar Blcher, 2004,

vol. 1, 296 p.

4 - MENDONA, C. C. T. N.; PACCOL, A. A.; SARGENTELLI, V. Influncia do pH na liberao de

ons ferro para a soluo de um latossolo vermelho escuro tratado com sacarose. Energia

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. Acesso em: 10 de abril de 2011.

5 - ALENCAR, M. A. S.; BENEDETTI, A. V.; FUGIVARA, C. S.; MESSADEQ, Y. Construo de clula

eletroqumica para observao de amostras in situ em estereomicroscpio. Qumica Nova, So

Paulo, v. 33, n. 6, 2010. Disponvel em: . Acesso em: 10 de abril de 2011.

6 CAMILO, R. M. Complexos de Metais de Transio Neuroativos: Investigaes

Fotoqumicas, Fotofsicas, Fsico-qumicas e Citotoxicidade para Drogas Neuroativas em Fase

III. Dissertao Universidade Federal de So Carlos, 2010. 97 f. Disponvel em:

. Acesso em: 12 de abril de 2011.

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