ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: EFEITO DO pH SOBRE A QUANTIFICAÇÃO DO VERDE DE BROMOCRESOL POR ESPECTROFOTOMETRIA UV-VIS
AUTORES: Lopes, A. (UTFPR) ; David, D. (UTFPR) ; Boffo, E.V. (UTFPR) ; Maestre, K.L. (UTFPR) ; Almeida, P.B. (UTFPR) ; Martin, C.A. (UTFPR) ; Tonel, J.J. (UNIOESTE)
RESUMO: Este experimento objetivou a quantificação do indicador verde de bromocresol por
espectrometria UV-VIS, tomando como referência o comprimento de onda de 616 nm e
443 nm, valores máximos e mínimos de absorção em solução pura do indicador, e
medindo-se a absorvância nesta região em soluções com distintos valores de pH.
Pelo ponto de inflexão da curva de absorção no comprimento de onda máximo, o pKa
corresponde ao seu valor, sendo o experimental de ≈ 4,96 e o teórico de 4,66.
PALAVRAS CHAVES: Verde de Bromocresol; pH; Absorvância
INTRODUÇÃO: A espectroscopia de radiação ultravioleta-visível (UV-VIS) é uma ferramenta
muito útil para a realização de análises quantitativas que dependem da medição
de propriedades elétricas ou na medida da intensidade de radiação emitida e
absorvida, sendo as radiações ultravioletas utilizadas para a detecção de grupos
cromóforos, como o verde de bromocresol, empregado em soluções diluídas (SKOOG,
2006, P. 746; VOGEL, 1992, P.7).
O indicador verde de bromocresol, é um ácido orgânico fraco, com denominação
química de tetrabromometacresolsulfonoftaleína e fórmula molecular C21H14Br4O5S,
resultando em uma massa molecular de 698,01386 g.mol-1, sua constante
de
ionização (pKa) corresponde a 4,66, em força iônica 0,1, constitui-se de dois
átomos de hidrogênio doadores e cinco átomos de hidrogênio aceptores. A mudança
de coloração deste corante ocorre devido a concentração de íon hidrogênio na
solução, do amarelo para solução predominante ácida para o azul em solução
predominante alcalina, variando entre os pH 3,8 e 5,4, este intervalo de pH é
influenciado pela temperatura, pela força iônica e pela presença de solventes
orgânicos e partículas coloidais. (ATKINS, 2006, P.519; SKOOG, 2006, P. 351;
VOGEL, 1992, P.219).
Deste modo pretende-se analisar os efeitos que envolvem o pH na quantificação do
indicador verde de bromocresol por espectrofometria UV-VIS.
MATERIAL E MÉTODOS: Além do indicador, utilizaram-se no experimento as soluções de: Etanol 0,1
mol.L-1, Ácido Clorídrico 0,01 mol.L-1, Hidróxido de Sódio
0,01 mol.-1, e Água Destilada.
Preparou-se a solução estoque do corante pela dissolução de 0,1 g pesados em uma
balança analítica SHIMADZU modelo AY220 em 5,0 mL de etanol e, a seguir,
completando-se o volume com água até 500 mL (solução final com 1% deste álcool).
Retirou-se uma alíquota de 75,00 mL diluída em 500,0 mL de água destilada.
Visto que o verde de bromocresol é um indicador ácido, obteve-se os valores de
616 nm e 443 nm para os comprimentos de onda máximo e mínimo de absorção
respectivamente, utilizando estes valores como referência para as demais
soluções.
Foi utilizado um espectrofotômetro de varredura PG INSTRUMENTS, modelo T80+,
acoplado a um microcomputador, e cubetas de vidro com caminho óptico de 1,0 cm.
Referentes ao pH, prepararam-se cinco amostras, sendo que cada uma continha
40,00 mL da solução do indicador e 60,00 mL da solução de cloreto de sódio
(NaCl) 0,1 mol.L-1, utilizada para o controle da força iônica. O pH
inicial das amostras encontravam-se na faixa de 5,0. A força iônica da solução
de cloreto de sódio equivale à concentração da mesma, pois a proporção
estequiométrica deste eletrólito é de 1:1, visto que seus íons são monovalentes.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Figura 1 consta as medidas de pH de cada solução.
Observou-se que as soluções 1 e 2 apresentaram uma tonalidade amarelada, pois
sua absorvância máxima foi determinada em comprimento de onda próximo a 440 nm,
na região do violeta, cor complementar à amarela. A solução 3 verde,
característica do ponto de viragem (pH = 5), sendo esta coloração complementar à
vermelha, região de absorção máxima da solução (620 nm), e as soluções 4 e 5
apresentaram uma tonalidade azulada por obterem absorvância máxima na região de
616 nm, correspondente à cor complementar do azul (laranja). A solução 5
apresentou absorvância máxima e mínima nos comprimentos de onda 616 e 443 nm
respectivamente tornando-se a solução com melhores resultados, devido a leitura
mais ampla. As curvas de absorvância encontram-se dispostas na Figura 2.
As soluções 1, 2 e 3 estão em sua forma protonada (HInd), pelo fato do verde de
bromocresol ser um indicador ácido e estar em um meio com pH < 7, desta forma a
molécula é forçada a manter seus hidrogênios devido ao efeito do íon comum,
tornando-se neutra. Já as soluções 4 e 5 estão em sua forma desprotonada (Ind-),
assim, os hidrogênios são fortemente atraídos pelos grupos OH- para formarem
água, liberando seus ânions, como descrito na reação:
HInd + H2O ↔ Ind- + H3O+
Foi verificado que a solução 2 desviou-se, de certa forma, do que era esperado,
visto que a presença do ponto isosbéstico no comprimento de onda ≈495 nm
concretizou-se apenas para as demais soluções e ocorrência de outro ponto
isosbéstico antecessor a 400 nm, onde o equipamento não pôde realizar a leitura,
pois a molécula do indicador apresenta dois átomos de hidrogênios ionizáveis. As
soluções 1, 3, 4 e 5 apresentaram a mesma absorção no comprimento de onda ≈495
nm.
Figura 1
Dados quantitativos para ajuste do pH das soluções
Figura 2
Espectro de absorção das soluções de verde de
bromocresol em valores distintos de pH
CONCLUSÕES: A espectrometria UV-VIS mostrou-se um método instrumental de alta confiabilidade
e praticidade para a determinação dos efeitos do pH sobre a quantificação do
indicador verde de bromocresol. Verificou-se que o melhor pH para a absorção
deste corante equivalia a aproximadamente 9 (básico), pois a solução nestas
condições apresentou maior absorvância. A partir do ponto de absorção máxima da
solução em pH distintos, podemos determinar o valor de pKa, através do ponto de
inflexão da curva, equivalente a ≈4,96 visto na Figura 2B.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ATKINS, Peter; JONES, Loretta, 2006. Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. 3ₐ ed. – Porto Alegre: Bookman.
SKOOG, Douglas. A., 2006, et al. Fundamentos de Química Analítica. 8ª ed. São Paulo: Thomson.
VOGEL, Arthur I. , 1992, Análise Química Quantitativa. 5ₐ edição - Rio de Janeiro: LTC.
