Questão de Química — Soluções e Substâncias Inorgânicas — CESPE / CEBRASPE 2025

Espectrofotometria de Fe²⁺ com 1,10-fenantrolina

Gabarito: letra A. A diluição do ferinsol na proporção 1:1.000 foi necessária para trazer a concentração do medicamento para dentro da faixa linear de resposta do espectrofotômetro, condição essencial para aplicar a lei de Beer-Lambert e usar a curva padrão (y = 3,9509x − 0,0154) para quantificar o Fe²⁺. As demais alternativas trocam os papéis dos reagentes ou confundem os conceitos de precisão, exatidão e coeficiente de determinação.

A espectrofotometria na região do visível é uma técnica de análise quantitativa baseada na lei de Beer-Lambert, que estabelece uma relação linear entre a absorbância (A) e a concentração (c) da espécie absorvente: A = ε·b·c, onde ε é a absortividade molar, b é o caminho óptico e c é a concentração. Essa linearidade, porém, só é válida dentro de uma faixa limitada de concentrações — a chamada faixa linear de trabalho. Fora dela, a relação deixa de ser linear por efeitos como espalhamento de luz, associações moleculares ou desvios químicos, e a curva padrão não pode ser usada com confiança.

No texto, o medicamento ferinsol foi diluído 1:1.000 antes da leitura da absorbância (0,450). Essa diluição é exatamente o procedimento clássico para adequar uma amostra concentrada à faixa linear do método: se o medicamento fosse medido sem diluição, a absorbância provavelmente estaria fora da região de linearidade, inviabilizando a quantificação. A alternativa A captura precisamente essa finalidade.

A curva padrão é construída com soluções de concentração conhecida de Fe²⁺, e a equação da reta obtida (y = 3,9509x − 0,0154) relaciona a absorbância (y) com a concentração de Fe²⁺ (x). O coeficiente de determinação R² = 0,9960 indica o quão bem os pontos experimentais se ajustam à reta — ou seja, é uma medida da qualidade do ajuste linear, não da precisão do método. Precisão refere-se à repetibilidade dos resultados, enquanto R² mede a proporção da variância dos dados explicada pelo modelo linear.

Quanto aos reagentes, cada um tem um papel específico no método da fenantrolina: o cloridrato de hidroxilamina é um agente redutor, usado para reduzir Fe³⁺ a Fe²⁺, garantindo que todo o ferro esteja na forma que forma o complexo; a 1,10-fenantrolina é o ligante complexante, que reage com Fe²⁺ formando o complexo vermelho-alaranjado [Fe(phen)₃]²⁺; e o acetato de sódio atua como tampão, mantendo o pH adequado para a formação do complexo. A banca explora exatamente a inversão desses papéis nas alternativas D e E.

Guarde a fronteira entre os papéis de cada reagente e entre os conceitos de precisão e R²: é exatamente nesses pontos que as alternativas se dividem.

Alternativa A — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A diluição 1:1.000 do ferinsol foi necessária para adequar a concentração do medicamento à faixa linear de medição do espectrofotômetro. O texto informa que a absorbância da solução diluída foi 0,450, valor que se encaixa na faixa de trabalho da curva padrão (y = 3,9509x − 0,0154). Sem a diluição, a concentração de Fe²⁺ no medicamento seria alta demais, provavelmente excedendo a região de linearidade da lei de Beer-Lambert, o que tornaria a quantificação inválida. Essa é a finalidade clássica da diluição em análises espectrofotométricas.

Alternativa B — ❌ Incorreta

A equação da reta da curva padrão (y = 3,9509x − 0,0154) não indica a precisão do ajuste linear; ela descreve a relação entre absorbância e concentração. Quem indica a qualidade do ajuste linear é o coeficiente de determinação R² = 0,9960, que mede o quanto a variação dos dados é explicada pelo modelo linear. Precisão, por sua vez, é um conceito estatístico que se refere à repetibilidade das medições, avaliada por desvio padrão ou coeficiente de variação, não pela equação da reta. A alternativa confunde precisão com qualidade do ajuste.

Alternativa C — ❌ Incorreta

O coeficiente de determinação (R²) não relaciona a massa de Fe²⁺ com a absorbância; essa relação é estabelecida pela equação da reta da curva padrão (y = 3,9509x − 0,0154), onde y é a absorbância e x é a concentração de Fe²⁺. O R² = 0,9960 é uma medida estatística que indica a proporção da variância dos dados de absorbância que é explicada pela variação da concentração — ou seja, avalia a qualidade do ajuste linear, não a relação entre as grandezas em si. A alternativa troca o papel da equação da reta pelo do coeficiente de determinação.

Alternativa D — ❌ Incorreta

O cloridrato de hidroxilamina não foi utilizado como complexante; ele é um agente redutor. Sua função é reduzir Fe³⁺ a Fe²⁺, garantindo que todo o ferro presente na amostra esteja na forma que reage com a 1,10-fenantrolina. O complexante que reage especificamente com Fe²⁺ para formar o complexo vermelho-alaranjado é a 1,10-fenantrolina. A alternativa inverte os papéis dos dois reagentes: o redutor é apresentado como complexante e o complexante é omitido.

Alternativa E — ❌ Incorreta

A 1,10-fenantrolina não foi utilizada para reduzir Fe³⁺ a Fe²⁺; ela é o ligante complexante que forma o complexo [Fe(phen)₃]²⁺, responsável pela cor vermelho-alaranjada medida em 480 nm. Quem reduz Fe³⁺ a Fe²⁺ é o cloridrato de hidroxilamina, que atua como agente redutor. A alternativa inverte os papéis: atribui à fenantrolina a função redutora que pertence à hidroxilamina. Essa é uma pegadinha clássica, pois ambos os reagentes são essenciais ao método, mas com funções distintas.

Gabarito: letra A