Livro-Texto Analítica

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Autora: Profa. Daniela Patto
Colaboradores: Profa. Sabrina Martins Boto
 Profa. Laura Cristina da Cruz Dominciano
Química Analítica
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Professora conteudista: Daniela Patto
Nascida em São Paulo, é engenheira química formada pela Escola de Engenharia de Lorena (EEL-USP), mestre em 
química pelo Instituto de Química da Unicamp, doutora em ciências na área de química orgânica pelo Instituto de 
Química da Unicamp, com pós-doutorado pela Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP.
Atuou como química de pesquisa na indústria farmoquímica, no desenvolvimento de produtos farmacêuticos 
e cosméticos, atuando também como auditora interna do sistema de gestão da qualidade (ISO 9001, ISO 14000 e 
Ohsas 18000). Atualmente, é professora titular da Universidade Paulista (UNIP), ministra aulas nos cursos de farmácia, 
ciências biológicas, engenharia civil e elétrica. De 2014 a 2016 foi coordenadora auxiliar do curso de gestão ambiental. 
Além disso, é conteudista de materiais para o ensino a distância, incluindo gravações de aulas.
© Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ou 
quaisquer meios (eletrônico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem 
permissão escrita da Universidade Paulista.
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
P322q Patto, Daniela.
Química Analítica / Daniela Patto. – São Paulo: Editora Sol, 2019.
200 p., il.
Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e 
Pesquisas da UNIP, Série Didática, ano XXV, n. 2-057/19, ISSN 1517-9230.
1. Gravimetria. 2. Volumetria. 3. Espectrofotometria. I. Título.
CDU 543
U501.43 – 19
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Prof. Dr. João Carlos Di Genio
Reitor
Prof. Fábio Romeu de Carvalho
Vice-Reitor de Planejamento, Administração e Finanças
Profa. Melânia Dalla Torre
Vice-Reitora de Unidades Universitárias
Prof. Dr. Yugo Okida
Vice-Reitor de Pós-Graduação e Pesquisa
Profa. Dra. Marília Ancona-Lopez
Vice-Reitora de Graduação
Unip Interativa – EaD
Profa. Elisabete Brihy 
Prof. Marcelo Souza
Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar
Prof. Ivan Daliberto Frugoli
 Material Didático – EaD
 Comissão editorial: 
 Dra. Angélica L. Carlini (UNIP)
 Dra. Divane Alves da Silva (UNIP)
 Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR)
 Dra. Kátia Mosorov Alonso (UFMT)
 Dra. Valéria de Carvalho (UNIP)
 Apoio:
 Profa. Cláudia Regina Baptista – EaD
 Profa. Betisa Malaman – Comissão de Qualificação e Avaliação de Cursos
 Projeto gráfico:
 Prof. Alexandre Ponzetto
 Revisão:
 Rose Castilho
 Ricardo Duarte
 Vitor Andrade
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Sumário
Química Analítica
APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................................................7
INTRODUÇÃO ...........................................................................................................................................................8
Unidade I
1 DEFINIÇÕES ........................................................................................................................................................ 11
2 INTRODUÇÃO À ANÁLISE QUALITATIVA ................................................................................................. 14
2.1 Técnicas gerais da análise qualitativa .......................................................................................... 15
2.1.1 Reações por via seca ............................................................................................................................. 15
2.1.2 Reações por via úmida ......................................................................................................................... 18
2.2 Classificação de cátions e ânions ................................................................................................. 19
2.3 Amostragem e preparação de amostra para análises............................................................ 30
2.4 Dissolução da amostra ....................................................................................................................... 37
2.5 Interferências ........................................................................................................................................ 40
2.6 Métodos gerais de separação .......................................................................................................... 42
3 ESTATÍSTICA APLICADA AOS CÁLCULOS EM QUÍMICA QUANTITATIVA ...................................... 51
3.1 Distribuição gaussiana ....................................................................................................................... 52
3.2 Média e desvio padrão ....................................................................................................................... 52
3.3 Algarismos significativos ................................................................................................................... 54
3.3.1 Operações com algarismos significativos ..................................................................................... 55
3.4 Erros ........................................................................................................................................................... 58
3.5 Intervalos de confiança ..................................................................................................................... 66
3.6 Teste Q para dados incorretos ......................................................................................................... 69
3.7 Método dos mínimos quadrados ................................................................................................... 70
4 VALIDAÇÃO DO MÉTODO E ADIÇÃO DE SOLUÇÕES PADRÃO ........................................................ 72
4.1 Validação do método .......................................................................................................................... 72
4.1.1 Especificidade ........................................................................................................................................... 72
4.1.2 Linearidade ................................................................................................................................................ 73
4.1.3 Exatidão ...................................................................................................................................................... 74
4.1.4 Precisão ....................................................................................................................................................... 75
4.1.5 Limites de detecção e de quantificação ........................................................................................ 76
4.1.6 Robustez ..................................................................................................................................................... 78
4.2 Adição de soluções padrão ............................................................................................................... 78
4.2.1 Adição padrão .......................................................................................................................................... 78
4.2.2 Padrões internos ...................................................................................................................................... 80
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Unidade II
5 CONCEITOS FUNDAMENTAIS: GRAVIMETRIA E TITRIMETRIA ........................................................ 86
5.1 Tipos de análise titrimétrica e gravimétrica .............................................................................. 86
6 GRAVIMETRIA DE PRECIPITAÇÃO ............................................................................................................. 91
6.1 Precipitados coloidais ......................................................................................................................... 95
6.2 Precipitação a partir de uma solução homogênea ...............................................................102
6.3 Secagem e calcinação de precipitados ......................................................................................104
6.4 Análise gravimétrica por combustão .........................................................................................106
6.5 Aplicações dos métodos gravimétricos .....................................................................................110
6.6 Gravimetria de volatilização ..........................................................................................................115
6.7 Métodos eletrogravimétricos ........................................................................................................117
Unidade III
7 ANÁLISE VOLUMÉTRICA: VOLUMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO E DE PRECIPITAÇÃO ............128
7.1 Volumetria de neutralização ..........................................................................................................133
7.1.1 Titulações de ácidos e bases fortes ............................................................................................... 137
7.1.2 Curvas de titulação para ácidos fracos ....................................................................................... 142
7.2 Volumetria de precipitação ............................................................................................................148
7.2.1 Método de Mohr .................................................................................................................................. 152
7.2.2 Método de Fajans ................................................................................................................................ 153
7.2.3 Método de Volhard .............................................................................................................................. 154
8 VOLUMETRIA DE COMPLEXAÇÃO, DE OXIRREDUÇÃO E ESPECTROFOTOMETRIA ................156
8.1 Volumetria de complexação ..........................................................................................................156
8.1.1 Efeito de tampões e agentes mascarantes .............................................................................. 168
8.2 Volumetria de oxirredução .............................................................................................................171
8.3 Aplicações das medidas de energia radiante: espectrofotometria ................................178
8.3.1 Espectrofotometria de ultravioleta/visível ................................................................................ 178
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APRESENTAÇÃO
Nesta disciplina, vamos estudar as técnicas mais comuns para determinação da identidade química 
de uma amostra e/ou sua quantificação. Temos como objetivo aprender, aplicar e questionar os aspectos 
teóricos e práticos envolvidos nas várias técnicas que serão apresentadas.
A química analítica envolve reações químicas que nos permitem reconhecer e quantificar substâncias 
de maneira precisa, desde que o método utilizado seja o correto.
Podemos dividir a química analítica na utilização dos métodos clássicos e métodos instrumentais. 
Nos métodos clássicos, a maioria das análises qualitativas são realizadas por separação dos componentes 
de interesse (os analitos) de uma amostra, empregando-se os métodos de precipitação, extração 
ou destilação. Para a análise quantitativa, a quantidade do analito era determinada por medidas 
titulométricas ou gravimétricas. 
Os métodos instrumentais exploram outros fenômenos, distintos daqueles usados nos métodos 
clássicos, para resolver os problemas analíticos. Utilizam propriedades físicas, tais como condutividade, 
potencial de eletrodo, emissão ou absorção de luz, razão massa/carga e fluorescência, para construir 
equipamentos capazes de identificar e quantificar amostras. Dessa forma, técnicas como cromatografia 
começaram a substituir a destilação, a extração e a precipitação. 
Neste livro-texto estudaremos os métodos clássicos, como escolher o método mais adequado, a 
preparação da amostra e o tratamento estatístico dos resultados, quando aplicável.
Este livro-texto será divido em três unidades, nas quais estudaremos técnicas gerais de análise 
qualitativa, métodos de separação dos principais cátions e ânions, noções de amostragem e preparação 
de amostras, incluindo métodos de dissolução de analitos. Para garantir a qualidade dos dados gerados 
nas análises, é importante conhecer as principais interferências que podem atrapalhá-las. Para todo 
resultado gerado, é importante realizar um estudo estatístico para garantir a precisão e a exatidão dos 
resultados. A estatística ainda nos auxilia, através do teste F, a manter ou descartar dados que, às vezes, 
nos deixam em dúvida se estão corretos ou não. Para garantir a qualidade do método utilizado, ainda 
estudaremos os parâmetros de validação de métodos analíticos.
Depois, veremos os conceitos fundamentais das análises titrimétricas ou volumétricas e da análise 
gravimétrica, dando ênfase nos tipos de métodos existentes.
Estudaremos também os métodos de análise titrimétrica de neutralização, de precipitação, de 
oxirredução e complexação, apresentando as principais aplicações de cada um deles, com exemplos de 
cálculos, e, por fim, estudaremos os métodos utilizados em análise gravimétrica.
Esperamos que, ao final desta disciplina, você, aluno, seja capaz de identificar os principais cátions, 
expressar os resultados quantitativos com o rigor científico e reconhecer as técnicas empregadas para 
as diversas determinações quantitativas.
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Temos um longo caminho para explorar todos os detalhes dos tópicos listados acima. Espero que 
este material seja muito útil durante o seu aprendizado nessas técnicas.
Bons estudos!
INTRODUÇÃO
Considerada uma ciência de medição, a química analítica é constituída por um conjunto de 
métodos muito úteis em vários campos da medicina e da ciência. Podemos citar como exemplo o fato 
que aconteceu em 4 de julho de 1997, dia em que a nave espacial Pathfinder aterrissou em Marte e 
desembarcou o robô Sojourner (SKOOG et al., 2009).
A missão do robô era mandar para Terra informações sobre a constituição do planeta vermelho. 
Sojourner usou um espectrômetro de raios X por prótons alfa (APXS), o qual combina três técnicas 
instrumentais avançadas. Os dados coletados pelo robô tinham como objetivo determinar a identidade 
e a concentração da maioria dos elementos da tabela periódica, permitindo que os cientistas pudessem 
comparar os dados obtidos em Marte com os dados conhecidos da Terra. A missão Pathfinder é um 
ótimo exemplo da aplicação da química analítica a problemas práticos.
O exemplo da Pathfinder mostra que tanto as informações qualitativas como as quantitativas são 
importantes para uma análise. A análise qualitativa tem como objetivo determinar a identidade química 
da substância presente na amostra, enquanto a análise quantitativa estabelece asquantidades relativas 
às substâncias presentes na amostra, em termos numéricos. 
Os dados coletados pela Pathfinder permitiram a determinação da composição elementar das rochas 
do planeta vermelho pelos geólogos, por meio de análises qualitativas e quantitativas. Neste caso, não 
foi necessária a separação química de vários elementos existentes nas rochas, mas frequentemente a 
etapa de separação é uma parte necessária e muito importante do processo analítico, como estudaremos 
na análise qualitativa.
A química analítica é aplicada em muitas áreas, como na medicina, na indústria e na ciência de 
forma geral. A determinação das concentrações de dióxido de carbono e oxigênio em amostras de 
sangue utilizadas para diagnóstico e tratamento de inúmeras doenças. A determinação da composição 
dos gases que saem do escapamento de veículos para avaliar a eficiência de dispositivos de controle 
de poluição do ar. A quantificação de cálcio iônico no sangue auxilia no diagnóstico de distúrbios da 
tireoide em humanos. 
A determinação da concentração de nitrogênio em alimentos mostra o seu valor proteico e, assim, 
o seu valor nutricional. Durante a produção do aço, a sua análise possibilita ajustar a concentração de 
elementos como o níquel, o cromo e o carbono, promovendo propriedades físicas desejadas, como: 
resistência mecânica, resistência à corrosão, dureza e flexibilidade, entre outras. Os fazendeiros, baseados 
em análises quantitativas das plantas e do solo, estabelecem a programação de fertilização e irrigação 
para obter as melhores condições para o crescimento das plantas de suas lavouras (SKOOG et al.; 2009).
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Nas áreas de pesquisas em química, bioquímica, biologia, geologia, física, entre outras, a química 
analítica também representa um papel fundamental. Muitos pesquisadores passam muito tempo 
dentro do laboratório produzindo informações quantitativas sobre os sistemas estudados por eles. 
Na figura a seguir, podemos observar que a química analítica está relacionada a muitas áreas. A 
química é geralmente chamada de ciência central; sua posição superior central, sua posição central 
superior e a posição central da química analítica ressaltam essa importância. A análise química possui 
uma natureza interdisciplinar, sendo considerada uma ferramenta vital em laboratórios, indústrias, 
espaços acadêmicos, governamentais e médicos.
Química analítica
Química
Bioquímica
Química inorgânica
Química orgânica
Físico-química
Ciências sociais
Arqueologia
Antropologia
forense
Engenharia
Civil
Química
Elétrica
Mecânica
Medicina
Química clínica
Química medicinal
Farmácia
Toxicologia
Geologia
Geofísica
Geoquímica
Paleontologia
Paleobiologia
Ciências do 
meio ambiente
Ecologia
Meteorologia
Oceanografia
Biologia
Botânica
Genética
Microbiologia
Biologia molecular
Zoologia
Física
Astrofísica
Astronomia
Biofísica
Agricultura
Agronomia
Ciência dos animais
Ciência da produção
Ciência dos alimentos
Horticultura
Ciência dos solos
Ciência dos materiais
Metalurgia
Polímeros
Estado sólido
Figura 1 – Relações entre a química analítica e outras áreas da ciência
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QUÍMICA ANALÍTICA
Unidade I
1 DEFINIÇÕES
Existem muitas definições para a química analítica; entre elas, podemos dizer que é a aplicação de 
um ou uma série de processos destinados a quantificar e identificar uma substância, os componentes 
de uma mistura ou solução ou ainda determinar a fórmula de um composto químico. Isso quer dizer 
que a química analítica é muito abrangente e inclui um grande número de técnicas e procedimentos 
instrumentais, manuais e químicos (VOGEL, 2015).
Mesmo que de maneira inconsciente, usamos, no nosso dia a dia, alguma forma de análise química, 
por exemplo, quando cheiramos um alimento para saber se está estragado ou quando provamos 
frutas para saber se estão doces ou ácidas. São procedimentos muito simples, quando comparados 
com alguns procedimentos mais complexos que estudaremos ao longo deste livro-texto. Como vimos, 
para realizarmos uma análise química, nem sempre é necessário usar um procedimento instrumental 
avançado, e muitas vezes uma análise rápida e simples é mais vantajosa que métodos complicados e 
demorados. Para a escolha do melhor método, é muito importante levar em consideração o objetivo da 
análise (VOGEL, 2015).
Quando temos que analisar uma amostra desconhecida, a primeira coisa que devemos fazer é a 
identificação das substâncias presentes. Também podemos considerar essa questão de maneira inversa, 
identificando quais as impurezas presentes na amostra. Esses problemas envolvem a análise qualitativa 
(VOGEL, 2015).
Após identificar os componentes da amostra, devemos determinar a quantidade de cada componente 
ou de uma substância em especial. Essas questões envolvem a análise quantitativa e existe um grande 
número de técnicas para essas determinações (VOGEL, 2015).
Para garantir que suas matérias-primas contemplem determinadas especificações, as 
indústrias de transformação dependem de análises quantitativas e qualitativas, promovendo a 
qualidade desejada para o produto final. Para terem certeza de que as matérias-primas atendem às 
especificações, elas são analisadas para verificar se certas impurezas que podem afetar o processo de 
fabricação não estão presentes.
Analisamos as matérias-primas para a determinação da concentração dos componentes essenciais, 
visto que o seu preço depende das quantidades desses componentes, realizando a análise quantitativa 
da amostra. Esse processo é chamado de dosagem. De forma geral, o produto final de um processo 
produtivo é submetido ao controle de qualidade, para garantir que as quantidades dos componentes da 
amostra estejam dentro das faixas estabelecidas na especificação (VOGEL, 2015).
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Unidade I
Uma análise química é formada por várias etapas e procedimentos, mesmo quando a amostra é 
formada por uma única substância. Cada etapa deve ser realizada com cuidado e atenção, visando 
minimizar os erros ao máximo e mantendo a reprodutibilidade e conformidade. Veja a seguir uma lista 
das etapas do processo analítico, com alguns procedimentos que devem ser usados para obtermos 
resultados confiáveis. 
Quadro 1 
Etapas Exemplo de procedimentos
1. Amostragem Depende da natureza física e do tamanho do analito.
2. Preparação da amostra analítica
Diminuição do tamanho das partículas, 
homogeneização, secagem, determinação 
da quantidade da amostra.
3. Dissolução da amostra Aquecimento, ignição, fusão, utilização de solventes, diluição.
4. Eliminação de interferentes Extração, filtração, separação, cromatografia.
5. Análise da amostra Calibração, padronização, medida da resposta.
6. Resultados Cálculo do resultado e sua avaliação estatística.
7. Apresentação dos resultados Impressão dos resultados, gráficos e arquivamento dos dados obtidos.
Fonte: Vogel (2015, p. 2).
A amostragem deve ser realizada de forma correta, utilizando técnicas de coleta de forma a gerar 
uma amostra que realmente represente o todo. Quando a substância a ser analisada é um líquido 
homogêneo, a amostragem é simples, mas quando é sólida, a tarefa é mais complexa, e devemos 
retirar várias partes do sólido, juntar todas as partes e homogeneizá-las, para garantir uma amostra 
representativa.Dessa forma, devemos conhecer os procedimentos padrão de amostragem para 
os vários tipos de materiais. A preparação do analito é uma das etapas mais difíceis da análise. 
Geralmente, quando a amostra é sólida, podem ser necessárias várias etapas antes da quantificação 
das propriedades do material a ser analisado (VOGEL, 2015).
 Observação
Os analitos são os componentes de uma amostra a serem determinados.
O próximo passo de um processo analítico é a seleção do método analítico, entre muitas possibilidades, 
para determinada amostra. Para realizar a melhor escolha, devemos conhecer detalhes práticos das 
várias técnicas e seus princípios teóricos. Devemos saber ainda as condições em que cada método é 
confiável e saber quais são as possíveis interferências e como contorná-las, se ocorrerem. Devemos nos 
preocupar com a exatidão, a precisão, o tempo de análise e o custo. Métodos muito complexos para 
uma determinação podem exigir reagentes caros e ser muito lentos. Devemos levar em consideração o 
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QUÍMICA ANALÍTICA
meio ambiente e a economia de recursos, e às vezes um método menos exato pode levar a resultados 
satisfatórios em um tempo razoável (VOGEL, 2015).
Na hora de selecionarmos um método para análise de uma determinada substância, devemos levar 
em consideração:
• O tipo de informação procurada.
• A quantidade disponível de amostra.
• O uso dos resultados na análise.
Geralmente, as análises químicas podem ser classificadas em (VOGEL, 2015): 
• Análise aproximada: quando se estabelece a quantidade de cada elemento em uma amostra, 
mas não as substâncias presentes.
• Análise parcial: quando se estabelecem alguns constituintes da amostra.
• Análise de traços: quando se estabelece que certos constituintes da amostra se encontram em 
quantidades muito pequenas; é um tipo de análise parcial.
• Análise completa: quando se estabelece a proporção de cada componente da amostra. 
Os métodos de análise podem ser classificados de acordo com o tamanho da amostra:
• Macro: quantidades maiores ou iguais a 0,1 g.
• Meso ou semimicro: quantidades entre 0,01 e 0,1 g.
• Submicro: quantidades entre 10-3 e 10-2 g.
• Ultramicro: quantidades inferiores a 10-4 g.
• Traços: quantidades entre 102 e 104 µg/g (100 a 10.000 partes por milhão).
• Microtraços: quantidades entre 10-1 e 102 pg/g (10-7 a 10-4 ppm).
• Nanotraços: quantidades entre 10-1 e 102 fg/g (10-10 a 10-7 ppm).
Quando a escala das reações for reduzida, notaremos que a concentração dos íons não varia. 
Foram desenvolvidas técnicas especiais para a manipulação de pequenos volumes e pequenas 
quantidades de precipitados. Geralmente, a escolha das escalas para estudantes pode variar entre semimicro 
e macroanálise. No entanto, existem muitas vantagens em adotar a técnica semimicro (VOGEL, 1981):
• Consumo reduzido de substâncias químicas, com uma boa economia no orçamento 
do laboratório.
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Unidade I
• Maior velocidade de análise, devido à menor escala; redução de tempo na execução das operações 
de filtração, lavagem, evaporação, entre outras.
• Maior eficiência na separação, como a lavagem de precipitados, que pode ser realizada de forma 
rápida e eficaz, substituindo o filtro por uma centrífuga.
• A quantidade de sulfeto de hidrogênio é bem menor.
• Economia de espaço no armazenamento de reagentes.
Podemos considerar um composto principal com quantidades entre 1% e 100% da amostra analisada, 
um composto secundário possui quantidades entre 0,01% e 1% da amostra e um composto traço possui 
menos de 0,01% da amostra (VOGEL, 2015).
Vários detalhes de procedimentos utilizados para a análise de muitos materiais são 
publicados por instituições acadêmicas e oficiais, como a Sociedade Americana de Testes e 
Materiais (American Society for Testing and Materials, ASTM), o British Standards Institution 
e a comissão europeia. Podemos fazer uma pesquisa em periódicos e revistas especializadas, 
que trazem informações recentes sobre procedimentos analíticos específicos. Avaliações gerais 
de métodos e resultados estão disponíveis em jornais de revisões, como o Annual Reports of 
the Chemical Society, além de em jornais especializados em química analítica (The Analyst e 
Analytical Chemistry) (VOGEL, 2015).
2 INTRODUÇÃO À ANÁLISE QUALITATIVA
A química analítica qualitativa tem como objetivo identificar a composição química de uma 
amostra. Dependendo da natureza do material a ser analisado, utilizamos um tipo de análise. 
A análise química qualitativa orgânica é empregada para identificar quais compostos orgânicos 
constituem a amostra. A análise química qualitativa inorgânica é empregada para estabelecer a 
identidade dos íons que formam a amostra, visto que a maioria dos compostos inorgânicos são 
iônicos (BACCAN et al., 1995).
A análise qualitativa é constituída por dois tipos de experimentos: reações por via seca e reações por 
via úmida. 
As reações por via seca são empregadas em substâncias sólidas. Grande parte dessas reações 
podem ser usadas nas técnicas de semimicroanálise com pequenas modificações. Atualmente, os 
ensaios por via seca são pouco utilizados, mas fornecem informações úteis em um curto período de 
tempo (VOGEL, 1981).
As reações por via úmida são empregadas em substâncias líquidas. Geralmente esses experimentos 
usam escala macro, semimicro e microanálise (VOGEL, 1981).
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QUÍMICA ANALÍTICA
2.1 Técnicas gerais da análise qualitativa
É muito importante para os químicos ter conhecimentos sobre a análise química qualitativa, pois:
• Promove a oportunidade de relembrar conceitos de química já estudados, como as reações ácido-
base, de precipitação, de oxidorredução, que serão empregados para identificar os íons separados.
• Auxilia na resolução de problemas analíticos, empregando técnicas de detecção, separação 
e confirmação.
• Auxilia na obtenção de prática em manipulação de reagentes em laboratório.
2.1.1 Reações por via seca
Muitos ensaios podem ser realizados por via seca, sem dissolver a amostra. A seguir, mostraremos 
alguns dos procedimentos mais comuns:
Aquecimento: a amostra é colocada em um tubo pequeno de calcinação, feito a partir de um tubo 
de vidro mole e aquecido na chama do bico de Bunsen. Podemos usar, também, pequenos tubos de 
ensaio, de baixo custo. Durante o procedimento pode ocorrer a sublimação, a fusão ou a decomposição 
da amostra, acompanhada pela alteração na coloração ou desprendimento de gás, que pode ser 
reconhecido por certas características (VOGEL, 1981).
Ensaio do maçarico de sopro: para esse ensaio, usamos a chama de aproximadamente 5 cm 
de comprimento, gerada por um bico de Bunsen com a entrada de ar completamente fechada. 
Uma chama redutora é produzida quando colocamos o bico de um tubo de sopro bucal quase 
fora da chama e sopramos levemente, de forma que o cone interno atue sobre a amostra. A 
chama oxidante é obtida mantendo a extremidade do tubo de sopro aproximadamente um terço 
para dentro da chama e soprando um pouco mais vigorosamente em direção paralela ao topo do 
queimador, a ponta extrema da chama age sobre a amostra. A figura a seguir mostra as chamas 
oxidantes e redutoras (VOGEL, 1981).
Oxidante Redutora
Figura 2 – Chamas do maçarico de sopro
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Unidade I
Os ensaios são realizados sobre um pedaço de carvão vegetal limpo, noqual foi produzida uma 
pequena cavidade com um canivete. Na cavidade, colocamos uma pequena quantidade de amostra, que 
é aquecida na chama oxidante. Os sais cristalinos se quebram em fragmentos menores; a queima indica 
a presença de agentes oxidantes, como nitratos (NO3
-), nitritos (NO2
-), cloratos (ClO3
-), entre outros. 
Geralmente, a amostra pulverizada é misturada com o dobro de seu volume de carbonato de sódio 
anidro ou com uma mistura fundente na chama redutora, uma mistura equimolar de carbonato de 
sódio e potássio, sendo que esta mistura possui um ponto de fusão mais baixo que o carbonato de sódio 
separadamente (VOGEL, 1981).
A reação inicial tem o objetivo de formar carbonatos de cátions presentes e de sais alcalinos, como 
ânions, os quais são facilmente absorvidos pelo carvão poroso, e os carbonatos são decompostos 
em dióxidos e óxidos de carbono. Em seguida, os óxidos dos metais podem ou não se decompor 
ou ser reduzidos a metais. Os produtos finais da reação são metais, metais e seus óxidos, e óxidos. 
Os óxidos de ouro e prata são decompostos, sem a ajuda do carvão, em metal, que é geralmente obtido 
como um glóbulo e oxigênio. Os óxidos de chumbo, cobre, bismuto, antimônio, estanho, ferro, níquel e 
cobalto são reduzidos a um glóbulo de metal fundido (chumbo, bismuto, estanho e antimônio), a uma 
massa sintetizada de cobre ou a fragmentos metálicos cintilantes (ferro, níquel e cobalto). Os óxidos 
de cádmio, arsênio e zinco são prontamente reduzidos a metal, mas são tão voláteis que se evaporam 
e são levados da zona redutora para a oxidante da chama, onde eles são convertidos em óxidos pouco 
voláteis. Esses óxidos são depositados como incrustação ao redor da cavidade do carvão. O zinco produz 
uma incrustação amarela quando quente e branca quando fria. A incrustação do cádmio é marrom e 
com volatilidade moderada; a do arsênio é branca e acompanhada de odor de alho, por causa da sua 
volatilização (VOGEL, 1981).
Alguns óxidos, como os de alumínio, cálcio, estrôncio, magnésio e bário, não são reduzidos pelo 
carvão, pois são infundíveis, incandescendo-se quando aquecidos a altas temperaturas. Se no carvão 
for deixada uma incrustação branca e esta for tratada com uma gota de solução de nitrato de 
cobalto e for novamente aquecida, produzindo uma cor azul brilhante, pode ser um composto sólido 
dos óxidos de cobalto e alumínio, indicando a presença de alumínio; uma coloração verde-pálida 
indica a presença de óxido de zinco; e uma massa rosa-pálida é formada na presença do óxido de 
magnésio (VOGEL, 1981).
Ensaio da chama: para entendermos os experimentos de coloração de chama, é necessário ter 
algumas noções sobre a estrutura da chama não luminosa do bico de Bunsen, como podemos observar 
na figura a seguir.
Uma chama não luminosa de Bunsen consiste em três partes: um cone interno azul (ADB), 
incluindo principalmente o gás não queimado; uma ponta luminosa em D (que só é visível 
quando os orifícios de ar estão ligeiramente fechados); um manto externo (ACBD), no qual 
ocorre a combustão completa do gás. As partes principais da chama de acordo com Bunsen são 
mostradas na figura a seguir. A temperatura mais baixa está na base da chama (a), que é usada 
para testar substâncias voláteis, a fim de determinar se elas comunicam alguma cor à chama. 
A parte mais quente é a zona de fusão (b), que fica a aproximadamente um terço da altura da 
chama, equidistante do interior e exterior do manto, e é empregada para ensaios de fusibilidade 
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QUÍMICA ANALÍTICA
das substâncias e também, conjugada com a base (a), para testar as volatilidades relativas das 
substâncias ou de uma mistura de substâncias. 
A zona oxidante inferior (c) encontra-se na borda mais externa da zona de fusão (b) e pode ser 
utilizada para a oxidação de compostos dissolvidos em: pérolas de bórax, carbonato de sódio ou 
sal microcósmico. 
A zona oxidante superior (d) é a ponta não luminosa da chama; aqui um grande excesso de oxigênio 
está presente e a chama não é tão quente como na zona oxidante inferior (c). Pode ser utilizada para 
todos os procedimentos de oxidação nos quais não são necessárias altas temperaturas. 
A zona redutora superior (e) está na ponta do cone interno azul e é rica em carbono incandescente, 
muito útil para reduzir incrustações de óxidos a metal.
A zona redutora inferior (f) está situada na borda interna do manto próximo ao cone azul e 
é aqui que os gases redutores se misturam com o oxigênio do ar. É uma zona redutora de menor 
poder que a superior (e) e pode ser usada para a redução de bórax fundido e pérolas semelhantes 
(VOGEL, 1981).
Zona oxidante superior (d)
Zona oxidante inferior (c)
Zona redutora superior (e)
Zona redutora inferior (f)
Porção mais quente da chama (b)
Porção de temperatura mais baixa (a)
C
D
A B
FE
Figura 3 – Chama do bico de Bunsen
Agora podemos estudar o ensaio da chama. Alguns compostos metálicos são volatilizados na chama 
não luminosa de Bunsen, liberando cores características. Os cloretos estão entre as substâncias mais 
voláteis e eles podem ser preparados in situ, misturando a substância com um pouco de ácido clorídrico 
concentrado (HCl), antes da realização do ensaio. 
Utiliza-se um fio fino de platina de cerca de 5 cm de comprimento e 0,03 a 0,05 mm de 
diâmetro fixado na extremidade de um bastão de vidro, que serve como suporte. A limpeza do fio 
é feita com ácido clorídrico concentrado contido em um vidro de relógio e em seguida aquecido 
na zona de fusão (b) da chama de Bunsen. O fio está limpo quando não confere cor à chama. 
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Unidade I
O fio é mergulhado no ácido e então colocado em uma porção da amostra; desta forma um pouco 
do sólido fica aderido ao fio. Ele é, então, introduzido na zona oxidante inferior (c) e em seguida 
observa-se a coloração emitida pela chama. As substâncias menos voláteis são aquecidas na zona 
de fusão (b); assim a diferença de volatilidade pode ser usada para separar os constituintes da 
amostra (VOGEL, 1981).
No quadro a seguir podemos observar as cores emitidas pela chama quando diferentes metais são 
ensaiados. Faça os ensaios com cloretos de sódio, potássio, cálcio, estrôncio e bário. Anote as cores 
obtidas e repita os testes com uma mistura de cloretos de sódio e potássio. A cor amarela emitida 
pelo sódio mascara a coloração do potássio. Se observarmos a coloração da chama através de um 
vidro de cobalto, a cor amarela do sódio é absorvida e a chama do potássio aparece como carmesim 
(VOGEL, 1981).
Quadro 2 – Ensaio da chama
Observação Interferência
Chama amarela Sódio
Chama violeta Potássio
Chama vermelho-carmim Cálcio
Chama vermelho-tijolo Estrôncio
Chama carmesim Bário
Chama verde-limão Boratos, cobre
Chama verde-escura Chumbo, arsênio, antimônio, bismuto
Chama azul-clara Cobre
Fonte: Vogel (1981, p. 432).
O cloreto de potássio é muito mais volátil do que os cloretos dos metais alcalino terrosos. Assim, é 
possível detectar potássio na chama oxidante inferior, e cálcio, estrôncio e bário na zona de fusão. 
Após todos os ensaios, o fio de platina deve ser limpo com ácido clorídrico concentrado. É melhor 
conservar o fio permanentemente no ácido. Para isso, devemos escolher uma rolha que se encaixe em 
um tubo de ensaio e fazer um furo na rolha, através do qual será inserido o bastão de vidro do fio de 
platina. Colocamos ácido clorídrico até a metade do tubo de ensaio, de forma que, quando colocamos o 
bastão de vidro no furo, o fio de platina fique imerso no ácido (VOGEL, 1981).
2.1.2 Reações por via úmida
A análise qualitativa envolveum número muito grande de procedimentos entre os métodos 
mais modernos, como: cromatográficos, nucleares e espectrográficos. No entanto, o método mais 
utilizado inclui a dissolução da amostra e a análise da solução por meio de reações químicas. 
Dessa forma, na maioria dos casos, a primeira etapa do procedimento analítico é preparar a 
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solução aquosa da amostra. Essa etapa pode ser extremamente simples, colocando água sobre 
a amostra sólida, ou pode exigir um tratamento mais complexo, como reações com ácidos. Uma 
vez preparada a solução, a análise ocorre por separações, detecções e confirmações (BACCAN 
et al., 1995).
Quando uma solução é constituída por muitos íons diferentes, há grande chance de qualquer teste 
realizado com o objetivo de identificar um deles sofrer interferência de outros.
 Observação
O Ag+ forma o AgCl, que é um precipitado branco, mas o Pb2+ e o Hg2
2+, 
quando reagem com o íon cloreto, também formam precipitados brancos.
As separações são empregadas para separar o íon de interesse dos outros, que podem provocar 
interferências. Essas separações podem ser realizadas por meio de precipitações de um ou vários cátions, 
enquanto outros ficam dissolvidos na solução.
A detecção em análise qualitativa é uma espécie de identificação, mas não definitiva, do íon. Isso 
pode ser feito assim que a amostra é recebida, por meio de observações da cor, estado físico, odor ou 
procedência da amostra.
A observação do comportamento de uma espécie química frente a vários reagentes diferentes 
estabelece procedimentos para sua identificação com certo grau de certeza. A identificação dos íons é 
realizada por meio de reações químicas que produzem precipitados, liberação de gás ou reações coloridas 
(BACCAN et al., 1995).
É necessário ainda realizar um teste confirmatório, para se ter certeza da identidade do íon, 
geralmente realizado por meio de uma solução contendo apenas um tipo de íon, e o comportamento 
característico deste com determinados reagentes comprova a presença da espécie em questão 
(BACCAN et al., 1995).
2.2 Classificação de cátions e ânions 
Os cátions são classificados em cinco grupos, com base em seu comportamento ao reagir com 
determinados reagentes. Através dessa classificação, podemos separar e concluir a presença de 
determinados cátions em solução, para análise posterior.
Os reagentes mais comuns utilizados na separação dos cátions são: o ácido clorídrico (HCl), o 
ácido sulfúrico (H2SO4), o ácido sulfídrico (H2S), o sulfeto de amônio ((NH4)2S) e o carbonato de amônio 
((NH4)2CO3). A classificação foi baseada na forma como os cátions reagem com alguns reagentes, 
formando precipitados ou não. Assim, podemos dizer que a classificação dos íons foi estabelecida por 
diferenças de solubilidade de seus cloretos, sulfetos e carbonatos (VOGEL, 1981).
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Unidade I
Os cinco grupos de cátions são (VOGEL, 1981):
• Grupo I: seus cátions precipitam com a adição de ácido clorídrico diluído, formando cloretos 
insolúveis. São o chumbo, a prata e o mercúrio I.
• Grupo II: seus cátions formam precipitados com o ácido sulfídrico em meio ácido diluído, 
mas não reagem com o ácido clorídrico. São mercúrio II, cobre, bismuto, cádmio, que 
formam o grupo IIa, e arsênio III, arsênio V, antimônio III, antimônio V, estanho II, estanho III 
e estanho IV, que formam o grupo IIa. Os cátions do grupo IIb são solúveis em polissulfetos 
de amônio, os do grupo IIa não.
• Grupo III: os cátions deste grupo são divididos em IIIa, que formam precipitados com o hidróxido 
de sódio, e IIIb, que formam precipitados com sulfeto de amônio em meio amoniacal ou neutro, 
não reagem com o ácido clorídrico, nem com o ácido sulfídrico. São: 
―— IIIa: ferro II, ferro III, cromo III, alumínio.
―— IIIb: cobalto II, níquel II, zinco em manganês II.
• Grupo IV: os cátions deste grupo formam precipitados com o carbonato de amônio na presença 
de cloreto de amônio, em meio levemente ácido ou neutro, não reagem com o ácido clorídrico, o 
ácido sulfídrico, nem o sulfeto de amônio. São cálcio, estrôncio e bário.
• Grupo V: são cátions que não reagem com nenhum dos reagentes utilizados até o momento. 
São sódio, potássio, amônio e magnésio.
Na figura a seguir podemos observar um esquema da marcha analítica por via úmida, 
representada por um fluxograma, no qual dentro dos quadros os íons representam as espécies 
que estão dissolvidas em água na solução. Do lado esquerdo estão representados os sais 
precipitados em cada etapa. Nota-se que, nesse momento, os sais de cada grupo estão misturados. 
Do lado direito do fluxograma estão representados os reagentes adicionados em cada etapa para 
precipitação de cada grupo.
Para explicarmos a sequência de etapas mostradas na figura, vamos imaginar que temos uma 
amostra de água contaminada com metais pesados, mas não sabemos exatamente quais são os 
metais presentes nessa amostra. Uma maneira de identificar alguns metais é através da marcha 
analítica por via úmida. 
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Ni2+, Co2+, Zn2+, Mn2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Mg2+, Na+, K+ e NH4
+
Ag+, Hg2
2+, Pb2+, Hg+2, Bi3+, Cu2+, Cd2+, As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+, Sn4+, Fe3+, Al3+,
Cr3+, Ni2+, Co2+, Zn2+, Mn2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Mg2+, Na+, K+ e NH4
+
Hg+2, Bi3+, Cu2+, Cd2+, As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+, Sn4+, Fe3+, Al3+, Cr3+, Ni2+, Co2+, 
 Zn2+, Mn2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Mg2+, Na+, K+ e NH4
+
Fe3+, Al3+, Cr3+, Ni2+, Co2+, Zn2+, Mn2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Mg2+, Na+, K+ e NH4
+
Ca2+, Sr2+, Ba2+, Mg2+, Na+, K+ e NH4
+
Mg2+, Na+, K+ e NH4
+
AgCl, Hg2Cl2, PbCl2
Grupo I
1) H2O2 3%
2) ajustar HCl 0,3 M
3) ∆ e saturar com H2S
1) ∆
2) HNO3 concentrado
NaOH 4 M
H2O2 3%
∆ (aquecimento)
(NH4)2S 0,2 M
∆ (aquecimento)
HCl 6 M + NH4 OH 6 M
(NH4)2CO3 1,5 M
1) HCl diluído
HgS, Bi2S3, CuS, CdS, As2S3, 
Sb2S3, Sb2S5, SnS2
Grupo IIa e IIb
Al(OH)3, Fe (OH)3, Cr (OH)3
Grupo IIIa 
NiS, CoS, MnS, Zns
Grupo IIIb 
CaCO3, SrCO3, BaCO3
Grupo IV 
Grupo V 
Figura 4 – Classificação dos cátions, conforme Vogel (1981) e Baccan et al. (1995)
Para conseguirmos separar os cátions dos quatro grupos, devemos realizar a sequência de reações 
desde o início, e não apenas a etapa dos cátions de interesse para obtermos sucesso na separação.
Para iniciarmos a análise, adicionamos ácido clorídrico diluído a uma amostra de água. Caso haja 
a formação de precipitado, indica a presença dos cátions do grupo I, todos os cátions podem estar 
presentes simultaneamente ou apenas um deles. O precipitado formado pode conter uma mistura 
dos sais AgCl, Hg2Cl2, PbCl2, ou apenas um deles. O precipitado é filtrado e retirado da solução, sendo 
armazenado para posterior análise.
Na solução que foi filtrada, adicionamos H2O2 3%, HCl 0,3 M, aquecemos e saturamos com H2S. 
Caso os cátions do grupo II estejam presentes, haverá a formação de precipitado, que pode conter um 
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Unidade I
ou uma mistura dos seguintes sais: HgS, Bi2S3, CuS, CdS, As2S3, Sb2S3, Sb2S5, SnS2. Esse precipitado é 
separado da solução por filtração e armazenado para posterior análise.
Aquecemos o filtrado e nele adicionamos ácido nítrico concentrado, solução 4 M de hidróxido 
de sódio, peróxido de hidrogênio 3%, mantendo o aquecimento. Se houver a formação de 
precipitado, nele pode conter um ou uma misturados sais: Al(OH)3, Fe(OH)3, Cr(OH)3. Os sais são 
removidos da solução por meio de uma filtração, mas ainda podem existir cátions do grupo III 
na solução. Para removê-los, precisamos adicionar uma solução 0,2 M de sulfeto de amônio e 
aquecer. Se houver a formação de precipitado, os sais NiS, CoS, MnS e ZnS podem estar presentes. 
Para isso, devemos reservar o sólido para posterior investigação.
Para verificarmos a presença dos cátions do grupo IV, adicionamos ao filtrado uma solução 6 M 
de HCl, uma solução 6 M de NH4OH e uma solução 1,5 M de carbonato de amônio. Se houver 
a formação de precipitado, podemos encontrar um ou uma mistura dos seguintes sais: CaCO3, 
SrCO3, BaCO3. Estes serão separados da solução por meio de uma filtração e o precipitado será 
armazenado para posterior separação.
Finalmente, se houver cátions do grupo V em solução, eles poderão ser isolados de acordo com o 
fluxograma da figura a seguir.
Mg2+, Na+, K+ e NH4
+
Mg2+, Na+, K+
Mg(NH4)PO4.6H2O 
K3[Co(NO2)6] 
NaZn(UO2)3(CH3COO)9 
NH4Cl, Na2HPO4 
Zn(UO2)3(CH3COO)8
Na3[Co(NO2)6]
NH3↑
Grupo V 
NaOH, ∆
Figura 5 – Separação de cátions do grupo V, conforme Vogel (1981) e Baccan et al. (1995)
Para separarmos os cátions do grupo V, adicionamos hidróxido de sódio ao filtrado e 
aquecemos, se houver o desprendimento de gás, indica a presença do cátion amônio, sendo 
liberado na forma de amônia (NH3). Em seguida, adicionamos a solução cloreto de amônio e 
fosfato ácido de sódio, se o cátion magnésio estiver presente na solução, o precipitado Mg(NH4)
PO4 hexahidratado será formado. Uma vez que este for filtrado, adicionamos o complexo reagente 
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Zn(UO2)3(CH3COO)8. Caso haja a formação de um precipitado, indica a presença do cátion sódio 
na solução, com a formação do complexo NaZn(UO2)3(CH3COO)9. Esse complexo será filtrado e, 
ainda na solução, adicionamos o reagente Na3[Co(NO2)6]. Se o cátion potássio estiver presente na 
solução, haverá a formação de um precipitado de fórmula K3[Co(NO2)6]. Assim, separamos todos 
os cátions do grupo V.
Voltamos agora à mistura de precipitados filtrados na separação de cátions do grupo I. A separação 
do chumbo, prata e mercúrio ocorrerá de acordo com a figura a seguir.
HCl diluído
Ag+, Hg2
2+, Pb2+
AgCL, Hg2CL2, PbCL2
Pb2+
PbCrO4
AgCL, Hg2Cl2
Hg0 + Hg(NH2)Cl
[Ag(NH3)2]
+
AgCl
H2O ∆(aquecimento)
K2CrO4 1M
em CH3COOH dil.
NH3 ∆
HNO3 diluído
Figura 6 – Separação dos cátions do grupo I, conforme Vogel (1981) e Baccan et al. (1995)
Adicionamos água à mistura de precipitados e aquecemos com o objetivo de solubilizarmos parte 
da amostra. Em seguida, filtramos os sólidos insolúveis. Adicionamos ao filtrado uma solução de 1 M 
de dicromato de potássio em ácido acético diluído. A formação de um precipitado amarelo indica a 
presença do cátion chumbo. O sólido não solubilizado é colocado em uma solução contendo amônia, 
sob aquecimento. Se houver a formação de um complexo de coloração escura, indica a presença de 
mercúrio. Esse complexo é filtrado e, na solução, adicionamos ácido nítrico diluído. A formação de um 
precipitado branco indica a presença de prata.
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Unidade I
HgS, Bi2S3, CuS, CdS, As2S3, Sb2S3, Sb2S5, SnS2
AsO3
3-, AsS3
3-, SbO2
-, SbS2
-,SbSO3
3-, SbS4
3-, SnO3
2-, SnS3
2-
As2S3, Sb2S3, Sb2S5, SnS2
As2S3
Sb2S3
As2S3, Sb2S3, Sb2S5, SnS2
Sb3+, Sn4+
Sn4+
HgS, Bi2S3, CuS, CdS
HgS, Bi2S3, CuS, CdS
HgS Bi3+, CuS2+, CdS2+
Cu(NH3)
2+, Cd(NH3)
2+
Cd(NH3)
2+
CdS
Cu2[Fe(CN)6] 
Bi(OH)3
KOH 2M
H2S
HCl concentrado
H2S
H2S
NH3
HCl conc. e ∆
HNO3 diluído
K4 [Fe(CN)6] em ác. acético
NH3
Grupo lla Grupo llb
Figura 7 – Separação de cátions do grupo IIa e IIb, conforme Vogel (1981) e Baccan et al. (1995)
A mistura de precipitados, filtrados na separação de cátions do grupo II, é dissolvida em uma solução 
de hidróxido de potássio 2M e ácido sulfídrico. Uma parte do precipitado não se dissolve, correspondendo 
aos cátions do grupo IIa, enquanto os cátions do grupo IIb se dissolvem. Em seguida, separamos por 
filtração os cátions insolúveis do grupo IIa. 
No filtrado estão os cátions do grupo IIb. A ele adicionamos ácido clorídrico concentrado e ácido 
sulfídrico, obtendo a mistura insolúvel dos sulfetos de arsênio III, antimônio III, antimônio V e estanho 
IV. Essa mistura de sais é filtrada e posteriormente dissolvida em ácido clorídrico concentrado. Se a 
solução ainda apresentar uma parte insolúvel, indica a presença do arsênio, que é separado da solução 
por filtração. Adicionamos ácido sulfídrico e amônia à solução e a formação de um precipitado indica a 
presença de antimônio. O estanho permanece dissolvido na solução.
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QUÍMICA ANALÍTICA
O precipitado contendo os cátions do grupo IIa é dissolvido em ácido nítrico diluído. Se uma parte 
do sólido ainda permanecer insolúvel, indica a presença do mercúrio II. Este deve ser separado por 
filtração. Ao filtrado, adicionamos uma solução contendo amônia. A formação de um precipitado 
indica a presença de bismuto, que será precipitado na forma de hidróxido de bismuto, o qual será 
filtrado. À solução filtrada, adicionamos ferricianeto de potássio em ácido acético. A formação de 
um precipitado, o ferricianeto de cobre II, indica a presença do cobre, que será filtrado. À solução 
remanescente adicionamos ácido sulfídrico e a formação de um precipitado indica a presença de 
cádmio, separando assim todos os cátions do grupo II.
O grupo III foi dividido em IIIa e IIIb. Para separarmos os cátions do grupo IIIa, adicionamos as 
misturas de sais em uma solução de NaOH e peróxido de hidrogênio 3% e aquecemos, com o objetivo 
de solubilizar parte da amostra. Se ainda houver uma parte sólida, indica a presença do ferro na forma 
do sal Fe(OH)3. Este é removido da solução por filtração. À solução filtrada, adicionamos ácido clorídrico, 
amônia e aquecemos. A formação de um precipitado indica a presença de alumínio, já o cromato 
permanece dissolvido na solução, como podemos observar na figura a seguir.
Grupo IIIa 
HCl, NH3, ∆
Al(OH)3, Fe(OH)3, Cr(OH)3
Fe(OH)3 Al(OH)4, CrO4
2-
CrO4
2-Al(OH)3
NaOH
H2O2 3%
 ∆
Figura 8 – Separação de cátions do grupo IIIa, conforme Vogel (1981) e Baccan et al. (1995)
O precipitado do grupo IIIb foi solubilizado em uma solução de ácido clorídrico 2 M. Apenas 
uma parte do precipitado foi dissolvida, a outra foi filtrada e separada. À solução, foi adicionada uma 
solução de hidróxido de sódio, peróxido de hidrogênio e a mistura foi aquecida. A formação 
de um precipitado indica a presença de manganês, que deve ser separado por filtração. 
A formação de um novo precipitado na solução do filtrado após a adição de sulfeto de hidrogênio 
indica a presença de zinco. 
Retornando à parte insolúvel da primeira etapa dessa separação, o sólido foi solubilizado em uma 
solução contendo NaOCl, HCl sob aquecimento. Após solubilização total, foi adicionada dimetilglicina 
(DMG). A formação de um precipitado indica a presença de níquel e o cobalto permanece dissolvido na 
solução, como podemos observar na figura a seguir.
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Unidade I
Grupo IIIb 
NaOH, H2O2 3%, ∆
H2S
HaOCl, HCl, ∆
DMG
NiS, CoS, MnS, ZnS
NiS, CoS
Ni2+, Co2+
Mn2+, Zn2+
[Zn(OH)4]2+
Co2+ ZnS
MnO2xH2O
Ni(DMG)2
HCl 2 M
Figura 9 – Separação de cátions do grupo IIIb, conforme Vogel (1981) e Baccan et al. (1995)
A figura a seguir mostra o fluxograma para a separação dos cátions precipitados no grupo IV. A mistura 
foi totalmente solubilizada em ácido acético e, em seguida, foi adicionado cromado de potássio. 
A formação de um precipitado indica a presença do bário, que foi separado por filtração. Ao filtrado, 
foi adicionada uma solução de sulfato de amônio e a formação de um precipitado indica a presença do 
estrôncio. O cátion cálcio permanece dissolvido na solução.
Grupo IV
(NH4)2SO4
Ca2+, Sr2+ BaCrO4
Ca2+ SrSO4
ácido acético
K2CrO4
CaCO3, SrCO3, BaCO3
Ca2+, Sr2+, Ba2+
Figura 10 – Separação de cátions do grupo IV, conforme Vogel (1981) e Baccan et al. (1995)
Após a separação e detecção dos cátions, podemos dar início à identificação de ânions, visto 
que já temos muitas informações sobre a presença de alguns deles. Não apenas os ensaios por via 
seca, mas os ensaios por via úmida também nos trouxeram informações durante as separações 
dos grupos e cátions. Pudemos observar, por exemplo, a presença de boratos, fosfatos, oxalatos 
e fluoretos antes da precipitação dos cátions do grupo III, assim como cromatos, arseniatos e 
permanganatos também puderam ser encontrados de forma semelhante em algumas etapas da 
separação (VOGEL, 1981).
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QUÍMICA ANALÍTICA
Podemos classificar os ânions em grupos, porém isso não é muito comum porque, ao contrário dos 
cátions, não existe uma separação sistemática para eles. A classificação dos ânions tem como base 
as reações que se processam em meio ácido diluído na ausência ou presença de cátions prata. 
Podemos observar essa classificação na tabela a seguir (ABREU et al., 2006).
Os ânions que se decompõem em solução ácida diluída, formando gases, são do grupo I. Dessa forma, o 
CO3
2- gera CO2, NO2
- se decompõe em NO e NO2, o S
2- produz H2S e SO3
- e S2O3
2- formam o SO2. Os ânions do 
grupo II não precipitam quando reagem com cátion prata em meio ácido e os ânions que precipitam em meio 
neutro com o cátion prata são do grupo III. Não existe um reagente comum para o grupo IV. Como podemos 
observar na tabela a seguir, alguns ânions aparecem em mais de um grupo (ABREU et al., 2006). 
Para a análise de ânions, o grupo no qual cada ânion aparecerá depende da sequência de reações 
adotada para os testes de identificação. Se uma amostra constituída por todos os ânions apresentados 
na tabela for acidificada inicialmente, todos os ânions do grupo I serão precipitados e, na sequência, 
não precipitarão novamente. Mas, caso o meio não seja acidificado, esses ânions não serão eliminados 
e precipitarão como sais de prata. Por exemplo: os ânions C2H3O2
-, NO2
- e SO4
2- são classificados como 
pertencentes ao grupo III. Porém, os ânions desse grupo precipitarão apenas como sais de prata se sua 
concentração em solução for maior que 5 mg/mL, uma concentração considerada alta. Por isso, C2H3O2
- 
e SO4
2- também aparecem no grupo IV (ABREU et al., 2006).
Tabela 1 – Classificação de ânions
Grupos Reagente de grupo Ânions constituintes
I HClO4 diluído (6 mol/L) CO3
2-, NO2
-, S2-, SO3
-, S2O3
2-
II HClO4 diluído (6 mol/L) e AgNO3 Br
-, Cl-, I-, S2- e S2O3
2-
III Solução neutra e AgNO3
C2H3O2
-, AsO4
3-, CO3
2-, Cr04
2-, NO2
-,C2O4
2-, PO4
3-, 
BO3
3-, SO4
2-, SO3
-, S2O3
2-
IV Não Possui reagente de grupo C2H3O2
-, F-, NO3 
-, MnO4
-, SO4
2-
Fonte: Abreu et al. (2006, p.1.382).
 Observação
Os ânions em negrito na tabela são classificados em mais de um grupo.
Para a identificação dos ânions, precisamos preparar um extrato de soda e, a partir dele, descrevermos 
vários testes para a identificação dos ânions.
Extrato de soda: aqueça, até a fervura, 1 g de amostra sólida, finamente dividida, em uma solução 
saturada de CaCO3 puro por dez minutos, fazendo uso de um frasco de Erlenmeyer e de um pequeno 
funil, colocado na boca do Erlenmeyer com o objetivo de reduzir a perda da solução por evaporação. 
Em seguida, filtre para eliminar os resíduos sólidos e lave-os com água destilada quente, recolha todas 
as porções de água de lavagem e o filtrado. O volume total deve ser de cerca de 30 a 35 ml. Não descarte 
o resíduo sólido (VOGEL, 1981).
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Unidade I
Ensaio para sulfato: adicione algumas gotas de HCl diluído a 2 ml do extrato de soda. Em seguida, 
adicione mais 1 ou 2 ml de ácido em excesso. Aqueça até a fervura e deixe ferver por 2 minutos para 
eliminação do CO2 e, em seguida, adicione 1 ml de BaCl2. A formação de um precipitado branco indica a 
presença de sulfato (VOGEL, 1981).
Ensaio para agentes redutores: adicione gotas de ácido sulfúrico a 2 ml do extrato de soda. Em seguida, 
adicione 1 ml de excesso de ácido. Adicione 0,5 ml de uma solução 0,4 M de KMnO4 lentamente, por meio 
de um conta-gotas. Se houver o branqueamento da solução, indica a presença de um ou uma mistura 
dos ânions arsenito, iodeto, brometo, tiocianato, cianeto, nitrito, sulfeto, sulfito e tiossulfato. 
Se a solução não sofrer descoloração, submeta a aquecimento e observe. Se houver branqueamento, 
oxalato, tartarato e formiato podem estar presentes. Um ensaio com resultado negativo indica a 
presença dos ânions acima, exceto quando o cianeto apresentar concentração baixa, pois não conseguirá 
descolorir o permanganato (VOGEL, 1981).
Ensaio para agentes oxidantes: para a realização deste ensaio, é importante que a solução 
saturada de cloreto de manganês II em HCl concentrado seja convertida em sal de manganês III 
de cor marrom-escuro, contendo íons complexos, por agentes oxidantes fracos. Adicione 1 ml de 
HCl a 2 ml de extrato de soda e 2 ml do reagente de cloreto de manganês II. Se a solução ficar 
marrom, podem estar presentes os íons pemanganato, cromato, iodato, bromato, clorato, nitrito e 
nitrato. Um resultado negativo indica a ausência de íons oxidantes, com exceção de quantidades 
pequenas de arseniatos, nitrato e nitritos. Em caso de ânions redutores serem encontrados, este 
ensaio não pode ser considerado conclusivo (VOGEL, 1981).
Ensaio com solução de nitrato de prata: com esse reagente, é possível separar um grande número 
de ânions presentes no extrato de soda. Porém, podemos encontrar algumas dificuldades na separação 
dos ânions caso o tiossulfato, sulfito, sulfeto e cianeto estejam presentes. Desta forma, esse ânions 
devem ser testados antecipadamente e removidos. 
O ensaio preliminar para detectar o tiossulfato é feito com ácido sulfúrico diluído. Caso seja positivo, 
o ânion deverá ser removido por aquecimento da mistura com ácido sulfúrico diluído até que não haja 
a formação de SO2 gasoso. A mistura residual deve ser evaporada até a secura e, em seguida, deve ser 
aquecida com solução 1,5 M de carbonato de sódio.
Podemos identificar o sulfeto com a adição de algumas gotas de solução de nitrato de chumbo a 
0,5 ml de extrato de soda, com a formação de um sólido preto de sulfeto de chumbo.
O cianeto pode ser identificado com um ensaio prévio com HCl diluído. Enquanto o sulfito pode ser 
identificado com um ensaio prévio com H2SO4 diluído (VOGEL, 1981).
Ensaio com solução de cloreto de ferro III: adicione ao reagente da bancada, que contém 
ácido clorídrico livre, uma solução de amônia diluída, até a formação de um precipitado. Filtre e 
utilize o filtrado, solução neutra de cloreto de ferro III, para o ensaio. Adicione à segunda parte do 
extrato de soda neutralizado a solução de FeCl3, gota a gota, até que não ocorra nenhuma mudançaposterior (VOGEL, 1981).
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QUÍMICA ANALÍTICA
Ensaio para silicato: adicione à terceira parte do extrato de soda neutralizado NH4Cl e uma solução 
de (NH4)2CO3. Caso ocorra a formação de um precipitado gelatinoso, existe a presença de silicato. 
O hidróxido de hexamino de zinco [Zn(NH3)6](OH)2 é o reagente mais indicado para essa precipitação, 
visto que o silicato de zinco é menos solúvel em uma solução alcalina diluída que o ácido silícico livre. 
Assim, o reagente é adicionado em excesso e a solução é aquecida à fervura até que toda a amônia seja 
eliminada na forma de vapor (VOGEL, 1981).
Ensaio para fluoretos: podemos identificar fluoretos em ensaios preliminares, quando, no tubo de 
ensaio, surgir uma substância de aparência oleosa, com a adição de ácido sulfúrico ou ainda por um 
ensaio utilizando uma solução de cloreto de cálcio. 
Prepare um tubo de ensaio pequeno com uma rolha, na qual haja um tubo de vidro com as duas 
extremidades abertas. Corte a lateral da rolha, fazendo um entalhe em V, permitindo a expansão do 
ar no tubo, durante o aquecimento. Em um cadinho, misture uma pequena quantidade da substância 
original com aproximadamente três vezes seu volume de sílica em ignição e transfira essa mistura para 
o tubo. Adicione cerca de duas vezes o volume de sólido de ácido sulfúrico concentrado usando um 
conta-gotas. Umedeça o tubo de vidro com água e introduza a parte molhada no tubo, formando 
um anel de água na extremidade inferior. Ajuste a altura do tubo, de maneira que sua extremidade 
fique próxima à mistura no fundo do tubo. Aqueça suavemente a mistura sobre uma chama por cerca 
de 2 a 3 minutos. A formação de uma película branca de ácido silícico na água indica a presença de 
fluoreto (VOGEL, 1981).
Ensaio para o cianeto: o cianeto pode ser perdido no ensaio preliminar com o ácido sulfúrico 
diluído e no ensaio com o permanganato de potássio para ânions redutores. Para um ensaio de cianeto 
conclusivo devemos colocar 2,0 g da amostra no tubo de ensaio, adicionar 3 ou 4 pedrinhas de mármore 
e adicionar 5 ml de ácido clorídrico 2 M. Tampe imediatamente com uma rolha, a qual foi furada com 
um tubo de vidro aberto das duas extremidades. A extremidade externa ao tubo foi conectada a uma 
mangueira de silicone que foi mergulhada em uma solução de 5 ml de solução de hidróxido de sódio 
2 M para borbulhar o gás desprendido. Após 5-10 minutos, adicione 0,5 ml de solução saturada de FeSO4 
à solução alcalina, aqueça até a fervura e deixe esfriar. Adicione algumas gotas de Fe2(SO4)3. A formação 
de um precipitado azul indica a presença de pequenas quantidades de cianeto, a solução torna-se azul 
ou verde-azulado (VOGEL, 1981).
Este ensaio ainda pode ser feito com 2 ml do extrato de soda. A presença de nitrito pode causar 
interferências na reação devido à oxidação do HCN, enquanto o carbonato, sulfito e tiossulfato não 
interferem. A presença de sulfeto provoca a precipitação do FeS preto, quando o sulfato é adicionado 
à solução alcalina. Dessa forma, devemos ferver a solução novamente para eliminar o H2S dissolvido. 
Quando adicionamos 1 gota de solução de Fe2(SO4)3, produzimos um precipitado azul na presença de 
cianeto (VOGEL, 1981).
Ensaio para o cromato: quando extrato de soda é incolor, indica a ausência de cromato, mas se 
é amarelo indica sua presença. A confirmação da presença do cromato ocorre com a precipitação do 
hidróxido de cromo III verde, utilizando uma solução de nitrato de prata.
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Unidade I
Adicione ácido sulfúrico diluído a 2 ml do extrato de soda e aqueça a fervura por 1 minuto para 
eliminar o dióxido de carbono, filtre se for necessário, adicione de 1 a 2 ml de álcool amílico, seguido de 
1 a 2 ml de H2O2 10 volumes e agite. Se houver a formação de uma cor azul de álcool amílico, o cromato 
está presente (VOGEL, 1981).
Ensaio para o iodato: o iodato pode ter sua presença indicada nos ensaios para agentes oxidantes, 
mas geralmente não é detectado na análise sistemática.
No extrato de soda, sua presença pode ser identificada tratando 2 ml do extrato de soda com uma 
solução de AgNO3 até que a precipitação acabe, em seguida aquecer até a fervura por 2 a 3 minutos e 
filtrar. Adicione ácido clorídrico, para diminuição de pH, e 2 ml de solução de FeSO4. Agite com 2 ml de 
CCl4. A presença de uma coloração púrpura na parte orgânica indica a presença do iodato (VOGEL, 1981).
2.3 Amostragem e preparação de amostra para análises
O processo de amostragem inclui a obtenção de uma pequena quantidade de material que represente 
de forma exata o que está sendo analisado como um todo. A coleta de uma amostra representativa 
envolve métodos estatísticos, pois grande parte dos métodos analíticos não é absoluto e precisam 
que os seus resultados sejam comparados com os resultados obtidos por padrões, que são amostras 
de composição conhecida. Muitos métodos incluem a comparação direta com padrões, mas alguns 
precisam de um procedimento de calibração indireto (SKOOG et al., 2009).
Podemos classificar os métodos analíticos de muitas maneiras, uma delas se baseia no tamanho da 
amostra. A quantidade de amostra pode ser usada para classificar o tipo de análise a ser feito. 
 Lembrete
Uma amostra considerada ultramicro possui massa até 0,0001 g ou 
0,1 mg; uma amostra micro, entre 0,1 e 10 mg; uma amostra semimicro, 
entre 10 mg e 100 mg. Amostras com massas maiores que 100 mg são 
consideradas macro.
Ultramicro
Semimicro
Macro
Micro
0,0001 0,001 0,01 0,1
Dimensão da amostra, g
Ti
po
 d
e 
an
ál
ise
Figura 11 – Classificação da amostra pela quantidade
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QUÍMICA ANALÍTICA
Uma amostra de solo de 1 g usada para determinação de um provável poluente, por exemplo, 
poderia ser classificada como macroanálise, enquanto 5 mg de um pó suspeito de ser uma substância 
ilegal poderia ser considerada uma microanálise. Um laboratório analítico trabalha com amostras que 
variam de tamanhos entre macro e micro, podendo chegar a ultramicro. As técnicas usadas para análise 
são bem diferentes, dependendo do tamanho da amostra.
A constituição da amostra pode ter uma grande faixa de concentração, o que também influencia na 
escolha do método mais adequado. Muitos métodos são apropriados para determinação de constituintes 
majoritários, nos quais as concentrações variam de 1% a 100%. Os constituintes ditos minoritários estão 
presentes na amostra em concentrações que variam de 0,01% a 1%, constituintes em concentrações 
menores são chamadas de traços ou subtraços.
Podemos citar como exemplo a determinação da concentração de mercúrio em amostras de água de 
rios, na faixa de ppb a ppm, em amostras de 1 ml. Essa análise pode ser classificada como microanálise 
de um constituinte traço (SKOOG et al., 2009).
A análise de amostras reais pode ser complexa devido à sua matriz, que pode ser constituída de 
espécies com propriedades químicas semelhantes às do analito. Essas espécies podem interferir na 
análise, reagindo com os mesmos reagentes, assim como a espécie a ser analisada, ou podem provocar 
uma resposta instrumental que não pode ser distinguida da resposta do analito. Essas interferências 
podem ser causadas por espécies estranhas contidas na matriz, as quais são chamadas de efeito 
matriz. Esses efeitos podem ser causados pela matriz, mas também por reagentes e soluções usadas na 
preparação da amostra para a análise. 
A composição da matriz pode sofre variação por causa do tempo, perdendo água por desidratação,sofrendo reações fotoquímicas durante o armazenamento, entre outros. Assim, podemos analisar 
amostras, determinando as concentrações de seus constituintes, por exemplo: podemos determinar a 
concentração de glicose em soro sanguíneo (SKOOG et al., 2009).
Uma análise química é realizada em uma fração do material em que se quer determinar sua 
composição. A composição dessa amostra precisa refletir a composição do material como um todo, para 
que o resultado da análise tenha algum valor. O processo pelo qual coletamos uma fração representativa 
é conhecido como amostragem. Em muitos casos a amostragem é uma etapa difícil no processo analítico, 
pois pode limitar a exatidão do procedimento. Isso pode ocorrer quando o material a ser analisado tiver 
grande volume e for um líquido heterogêneo, como um lago, um minério, caso seja um sólido, um solo 
ou um pedaço de tecido animal (SKOOG et al., 2009).
 Lembrete
A amostragem para análise química envolve métodos estatísticos, 
uma vez que serão tiradas conclusões de uma quantidade muito maior de 
material a partir da análise de uma fração.
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Unidade I
O processo de amostragem precisa garantir que os itens escolhidos representem o material como 
um todo. Esses itens são chamados de unidades de amostragem. Se considerarmos que uma coleção 
possui 100 moedas, podemos determinar a concentração média de chumbo em cada uma delas. 
Nossa amostra deve possuir cinco moedas, cada uma é uma unidade de amostra. Do ponto de vista 
estatístico, a amostra corresponde a várias pequenas partes tiradas de diferentes partes do todo. 
Os químicos chamam a coleção de unidades de amostragem de amostra bruta. As composições da 
amostra bruta e da amostra de laboratório precisam ser similares à composição média da massa de 
material a ser analisada (SKOOG et al., 2009).
A amostra bruta geralmente é reduzida em tamanho para se tornar amostra de laboratório. Materiais 
em pó, líquido ou gases podem não ser homogêneos e serem formados por partículas microscópicas 
de composições variadas. Para esses materiais, para garantir a representatividade da amostra, devemos 
recolher partes do material de regiões diferentes de todo o material. A figura a seguir mostra as três 
etapas para a obtenção de uma amostra de laboratório. 
Identificar 
a população
Coletar uma 
amostra bruta
Reduzir a amostra bruta 
para uma amostra de 
laboratório
Figura 12 – Etapas para preparação de uma amostra de laboratório
Do ponto de vista estatístico, a amostragem tem como objetivo:
• Obter um valor médio que seja uma estimativa real média do todo. Este objetivo só pode ser 
alcançado se todos os membros da população tiverem uma probabilidade igual de estarem 
inclusos na amostra.
• Obter uma variância que seja uma estimativa real da variância da população, para que os limites 
de confiança válidos para a média possam ser encontrados e alguns testes de hipóteses possam ser 
aplicados. Esse objetivo pode ser alcançado apenas se toda amostra possível puder ser igualmente 
coletada (SKOOG, et al., 2009).
Os dois objetivos precisam de uma amostra aleatória. Nesse caso, o termo aleatório não indica 
que as amostras sejam escolhidas de forma casual, mas que o procedimento seja randômico. Isto é, se 
considerarmos que a nossa amostra seja formada por 10 tabletes farmacêuticos a serem coletados de 
1.000 tabletes de uma linha de produção. Uma maneira de garantir uma amostra aleatória é escolher 
os tabletes para análise a partir de uma tabela com números aleatórios. Isto pode ser gerado a partir de 
uma tabela de números aleatórios ou a partir de uma planilha de cálculos. Designaríamos um número 
de 1 a 1.000 para cada tablete e usaríamos os números escolhidos aleatoriamente exibidos na coluna C 
da planilha, retirando para a análise os tabletes 37, 71, 171 e assim por diante.
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QUÍMICA ANALÍTICA
A figura a seguir ilustra a geração de 10 números aleatórios de 1 a 1.000 por meio de uma planilha. 
A função número aleatório do Excel [=ALEATÓRIO ( )] gera números aleatórios entre 0 e 1. O multiplicador 
mostrado na documentação garante que os números gerados na coluna B estejam entre 1 e 1.000. 
Para se obter números inteiros, usamos o comando Formatar/Células na barra de menus, escolhemos o 
número e então zero nas casas decimais. Desta forma, o número de dígitos não varia a cada cálculo, os 
números aleatórios da coluna B são copiados e colados como valores na coluna C usando o comando 
copiar/colar especial da barra de menus. Na coluna C os números foram colocados em ordem crescente, 
usando-se o comando Dados/Classificar, contido na barra de menus do Excel (SKOOG et al., 2009).
Figura 13 – Planilha de números aleatórios
Os erros sistemáticos e os erros aleatórios, quando aparecem em dados analíticos, podem ser devido 
a causas instrumentais, do método e pessoais. A maioria dos erros sistemáticos pode ser reduzida ou 
eliminada, de forma cuidadosa, por meio de calibração e pelo uso apropriado de padrões de controle e 
de amostras de referência. Os erros aleatórios, que estão representados na precisão dos dados, podem 
ser mantidos em níveis aceitáveis através do controle rigoroso das variáveis que podem influenciar as 
medidas. Erros provenientes da amostragem são únicos, no sentido de que não são controláveis pelo uso 
de brancos e padrões ou pelo controle rigoroso das variáveis experimentais. Por esse motivo, os erros de 
amostragem são tratados separadamente das demais incertezas ligadas à análise (SKOOG et al., 2009).
Para as incertezas independentes e aleatórias, o desvio padrão global Sg para uma medida analítica 
está relacionado com o desvio padrão do processo de amostragem Sa e com o desvio padrão do método 
Sm pela relação:
Sg2 = Sa2 + Sm2
A variância do método será conhecida a partir de réplicas de medidas realizadas em uma única 
amostra de laboratório. Dessa forma, Sa pode ser calculada a partir de medidas de Sg para uma série 
de amostras de laboratório, cada uma delas obtida de várias amostras brutas. Uma análise de variância 
pode revelar se as variações entre as amostras são muito elevadas. Se não puderem ser melhoradas, 
muitas vezes, é preciso utilizar um método de análise menos preciso, porém mais rápido, podendo 
analisar mais amostras em um certo tempo. Como consequência, se a incerteza da amostragem for 
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Unidade I
muito alta e não puder ser melhorada, muitas vezes é importante mudar para um método de análise 
menos preciso, porém mais rápido. Assim, mais amostras podem ser analisadas em um dado intervalo 
de tempo. Quando o desvio padrão é menor em relação à média, por um fator de √N, a aquisição de um 
número maior de amostras pode melhorar a precisão (SKOOG et al., 2009).
A amostra bruta é uma réplica menor da massa inteira do material que vai ser analisado. Ela deve ser 
correspondente ao todo do material em relação à sua composição química e à distribuição de tamanho 
de partículas, se for aplicável.
A amostra bruta não pode pesar mais que o necessário, por questões econômicas. Esse peso é determinado 
pela incerteza que pode ser tolerada entre a composição da amostra bruta e do todo, pelo grau de heterogeneidade 
do todo e do nível de tamanho de partícula no qual a heterogeneidade se inicia. Uma solução homogênea, 
bem misturada, de um gás ou líquido heterogêneo somente em escala molecular e os pesos das moléculas 
governam o peso mínimo da amostra bruta. Um sólido particulado, como um solo ou um minério, representa