O ferro é um micronutriente para os seres vivos, participando de uma série de processos bioquímicos dentro dos organismos vivos. O estado de oxidação em que se encontra exerce importância fundamental nesses processos, o que torna imprescindível a diferenciação entre as concentrações de Fe2+ e Fe3+ encontradas em solução, cujo procedimento analítico é denominado análise de especiação.
A fim de realizar a determinação das concentrações de Fe2+ e Fe3+ em uma amostra de água de poço, um analista químico explorou a reação entre o íon Fe2+ e o complexante orgânico 1,10-fenantrolina (C12H8N2), em pH 4,5, para formação de um complexo de cor alaranjada, com máximo de absorção em 510 nm. Nessas condições, o íon Fe3+ não reage com a 1,10-fenantrolina. Na reação entre Fe2+ e a 1,10-fenantrolina, apresentada abaixo, X representa a 1,10-fenantrolina e [FeX3]2+, o complexo formado.
Fe2+ + 3X !$ \rightleftharpoons !$ [FeX3]2+
O procedimento experimental adotado envolveu a construção de uma curva analítica, a partir de soluções padrões de Fe a 510 nm, com cubetas de 1,0 cm, cuja equação foi A = 0,50 C (mg Fe/L) + 0,0001; R2 = 0,9998.
As soluções oriundas da amostra foram preparadas a partir de alíquotas de 25,00 mL, acrescidas ou não de soluções tampão, ácido ascórbico a 2%, X a 1% e água deionizada até o traço de aferição do balão de 50,00 mL. Os volumes e as respectivas absorvâncias, nas mesmas condições espectrofotométricas, estão discriminadas na tabela abaixo.
| Volume da |
Tampão (pH=4,5) |
Ac. ascórbico (2% m/v) |
X (1% m/v) |
Volume final (1% m/v) |
A |
| 25,00 mL |
5,00 mL | 2,00 mL | 1,00 mL | 50,00 mL | 0,50 |
| 25,00 mL |
5,00 mL | 0 mL | 1,00 mL | 50,00 mL | 0,20 |
Considerando-se que o ácido ascórbico, nas condições de medida, é capaz de reduzir todo o Fe3+ a Fe2+, as concentrações dessas espécies na água de poço original são, em mg/L, respectivamente,
| Fe2+ | Fe3+ |