7/29/2019 Analiza prin spectrometria de absorbtie a ionului feric

1/4

Analiza prin spectrometria de absorbtie a ionului feric

PRINCIPIUL METODEI

Aplicarea metodelor spectrofotometrice, pentru cele mai multe cazuri practice, consta

in determinarea concentratiei unui compus colorat, rezultat in urma unei reactii de complexare

in solutia de analizat.

Relatia:

A = c l (1)

unde: - A = absorbanta

- = coeficient molar de absorbtie

- c = concentratia

- l = lungimea stratului absorbant (respectiv grosimea cuvei)

Relatia (1) sta la baza determinarilor analitice cantitative a concentratiilor substantelor

ce absorb radiatiile electromangentice, utilizand metoda dreptei de etalonare A = f(c). Se

lucreaza la o lungime de unda monocromatica, stabilita din spectrele de absorbtie ale

substantei analizate.

Cunoscuta si sub denumirea de legea Bouguer-Lambert-Beer, relatiaA = f (c) este o dreapta (fig 1) a carei linearitate determina domeniul de aplicabilitate al

acestei legi.

Fig. 1. Graficul de etalonare A = f (c) pentru o metoda spectrofotometrica

0 1 2 3 4 5 6

0

1

2

3

4

5

6

Absorbanta

concentratie

7/29/2019 Analiza prin spectrometria de absorbtie a ionului feric

2/4

Dupa trasarea dreptei de etalonare (care consta in masurarea absorbantei a 5 10

probe etalon de concentratii diferite si cunoscute), in aceleasi conditii practice ( si b

constante) si reprezentarea grafica A = f (c) se masoara absorbanta probei necunoscute Ax.

Din graficul de etalonare se determina concentratia Cx a probei necunoscute, corespunzatoare

absorbantei Ax.

La trasarea dreptei de etalonare, citirea absorbantelor pentru etalonare si probe se

efectueaza in comparatie cu o proba martor in care concentratia de analizat este zero.

La trecerea unui flux luminos de intensitate Io printr-o cuva transparenta ce contine

proba de analizat o parte din energia radianta este absorbita de moleculele probei si ca urmare

la iesirea din cuva radiatia transmisa are o intensitate mai mica Ix. Reducerea intensitatii mai

poate avea loc si datorita reflexiei, absorbtia luminii de moleculele solventului sau a altor

compusi prezenti in probe.

Pentru a elimina influenta acestor factori se compara intensitatea radiatiei ce a

traversat cuva continand componentul de analizat cu intensitatea radiatiei ce traverseaza proba

martor, introdusa intr-o cuva identica cu prima. Radiatia incidenta are aceeasi intensitate

pentru ambele cuve, ca urmare fenomenele interferente mentionate mai inainte decurg identic

in ambele cuve.

Acidul sulfosalicilic (A.S.S.) cu formula:

reactioneaza cu fierul trivalent, formand functie de pH-ul solutiei, combinatii complexe cu

raporturi de combinare diferite. Astfel in domeniile:

pH = 0,5 2 se formeaza complecsi cu raport de combinare Fe3+ : A.S.S. = 1 : 1, de

culoare rosu-violet;

pH = 4 8 se formeaza complexul Fe3+ : A.S.S. 1 : 2 de culoare rosu-brun

pH = 8 11,5 complexul Fe3+ : A.S.S. 1 : 3 de culoare galben.

In aceasta lucrare se se obtine complexul cu raportul de combinare Fe3+ : A.S.S. = 1 : 2

utilizand o solutie tampon de acid acetic- acetat de amoniu cu pH = 5.

Acest complex are maximul de absorbtie la lungimea de unda = 460 nm, asa cum

reiese din figura 2 (curba b). In figura 2 sunt prezentate spectrele de absorbtie ale

combinatiilor complexe ale fierului trivalent cu A.S.S. la diverse valori de pH = 2 (curba a),

HO3S COOH

OH

7/29/2019 Analiza prin spectrometria de absorbtie a ionului feric

3/4

pH = 5 (curba b) si pH = 10 (curba c). Din figura 2 se observa ca in functie de valoarea pH-

ului, maximele de absorbtie ale combinatiilor formate sunt situate la lungimi de unda diferite

(500 nm, 460 nm, 430 nm). Spectrele din figura 2 sunt trasate fata de probe martor.

Pentru trasarea graficului de etalonare si determinarea concentratiei Fe3+ dintr-o proba

necunoscuta se lucreaza la lungimea de unda de 460 nm, corespunzatoare maximului de

absorbtie al complexului cu raportul de combinare 1 : 2.

Concentratia fierului se poate determina si prin calculul statistic aplicand metoda celor

mai mici patrate.

MODUL DE LUCRU

Prepararea solutiilor

Solutia de fier se poate prepara din sare Mohr (NH 4)2Fe(SO4)2 care este o substanta

etalon, din alaun feroamoniacal NH4Fe(SO4)2 12 H2O sau clorura ferica FeCl3. Fierul

bivalent din sarea Mohr se oxideaza cu acid azotic concentrat la fier trivalent.

De exemplu pentru o solutie ce contine 55,85 g Fe3+/cm3 se cantaresc 0,3921 g sare

Mohr pentru un volum de 100 cm3 solutie. Concentratiile solutiilor de fier obtinute din alaun

feroamoniacal sau clorura ferica se determina printr-o metoda gravimetica. In analiza, se

folosesc: o solutie tampon de acid acetic acetat de amoniu si o solutie apoasa de acid

sulfosalicilic de concentratie 20%. Solutia tampon se prepara astfel: intr-un balon cotat de

1000 cm3 se adauga 40 g CH3COONH4, 50 cm3 acid acetic glacial si apa distilata pana la

semn. Solutia de acid sulfosalicilic se prepara prin cantarirea a 20 g substanta care se trece

cantitativ cu apa distilata intr-un balon de 100 cm3.

Solutiile de fier trivalent de concentratie cunoscuta, de solutie tampon si de acid

sulfosalicilic sunt preparate de tehnicianul care raspunde de laborator.

Pentru trasarea graficului de etalonare, din solutia de fier trivalent de concentratie

cunoscuta, se adauga cu ajutorul unor pipete gradate, curate si uscate, in baloane cotate de 25

cm3 volume cuprinse intre 0,5 4 cm3. In fiecare balon cotat se adauga 10 cm3 solutie tampon

acid acetic-acetat de amoniu si 1 cm3 solutie de acid sulfosalicilic 20%. Se completeaza

baloanele pana la semn cu apa distilata, se astupa cu dopurile, se agita pentru omogenizare si

se masoara absorbanta fata de o solutie martor la lungimea de unda de 460 nm in cuve de 1

cm. Solutia martor se prepara prin adaugarea intr-un balon cotat de 25 cm 3 a 10 cm3 solutie

tampon acid acetic acetat de amoniu si 2 cm3 solutie de acid sulfosalicilic 20%. Se

completeaza balonul cotat la semn cu apa distilata si se agita pentru omogenizare.

7/29/2019 Analiza prin spectrometria de absorbtie a ionului feric

4/4

Nr. proba Volumul solutie

de Fe3+(cm3)

Concentratie Fe3+

(g/cm3)

Absorbanta

1

2

3

C1

C2

C3

A1

A2

A3

PRELUCRAREA DATELOR EXPERIMENTALE

a) Cu datele obtinute se traseaza un grafic de etalonare asemanator celui prezentat in

figura 1.

Se primeste o proba de solutie de ion Fe3+, care se pregateste conform modului de

lucru. Se determina absorbantele solutiilor probelor de concentratii necunoscute si din graficul

de etalonare se determina aceste concentratii. Se exprima concentratia probelor necunoscute

in g / cm3.

b) Concentratia probelor primite in analiza se determina si prin calculul stratistic

aplicand metoda celor mai mici patrate. Prin acest calcul, folosind datele de la trasarea

graficului de etalonare se determina parametrii b si a conform relatiilor de la capitolul 1, apoi

concentratia cu relatia y = a + bx.

Se exemplifica acest calcul pentru un set de determinari obtinut la determinarea

fierului cu acid sulfosalicilic. Se compara rezultatele obtinute prin cele doua metode de

interpretare.