Lista-1a-TVC-Analitica-V-2sem-2014

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Lista de Exercício 1ª TVC – Química Analítica V – Teoria 
 
Capítulo 7 (Skoog) 
Tratamento e Avaliação Estatística de Dados 
 
7-3. Discuta como a dimensão do intervalo de confiança da média é influenciada pelos seguintes 
aspectos (todos os outros fatores são constantes): 
(a) O tamanho N da amostra. 
(b) O nível de confiança. 
(c) O desvio padrão s. 
7-4. Considere os seguintes conjuntos de réplicas de medidas: 
 
Calcule a média e o desvio padrão para cada um dos seis conjuntos de dados. Calcule o 
intervalo de confiança de 95% para cada conjunto de dados. Qual o significado desse intervalo? 
 
7-6. O último resultado de cada conjunto de dados do Problema 7-4 pode ser um valor anômalo. 
Aplique o teste Q (nível de confiança de 95%) para determinar se há ou não base estatística para 
a rejeição. 
 
7-9. Quantas réplicas de medidas são necessárias para diminuir os intervalos de confiança de 
95% e 99% para a análise descrita no Problema 7-7 para +/- 1,5 g de Fe/mL? 
 
7-17. O esgoto e os poluentes industriais lançados em um corpo de água podem reduzir a 
concentração de oxigênio dissolvido e afetar negativamente espécies aquáticas. Em um estudo, 
foram feitas leituras semanais no mesmo local em um rio durante um período de dois meses. 
 
Alguns cientistas consideram que 5,0 ppm é um nível de O2 dissolvido que é limítrofe para a 
sobrevivência de peixes. Realize um teste estatístico para determinar se a média da concentração 
de O2 dissolvido é menor que 5,0 ppm em um nível de confiança de 95%. Defina claramente as 
hipóteses nula e alternativa. 
 
7-22. A homogeneidade dos níveis de cloreto presente em uma amostra de água de um lago foi 
testada por meio de análises de porções retiradas do topo e do fundo da coluna de água, tendo 
apresentado os seguintes resultados, em ppm de Cl
- 
: 
 
(a) Aplique o teste t em um nível de confiança de 95% para determinar se as médias são 
diferentes. 
(b) Agora use o teste t pareado e determine se há diferença significativa entre os valores para o 
topo e fundo em um nível de confiança de 95%. 
(c) Por que se chega a diferentes conclusões quando se usa o teste t pareado e quando apenas se 
combina os dados e se usa o teste t normal para diferenças nas médias? 
 
7-31. Aplique o teste Q aos conjuntos de dados que seguem para determinar se resultados 
anômalos devem ser mantidos ou rejeitados a um nível de confiança de 95%. 
(a) 41,27; 41,61; 41,84; 41,70 
(b) 7,295; 7,284; 7,388; 7,292 
Capítulo 8 (Skoog) 
Amostragem, Padronização e Calibração 
8-13. A concentração do íon sulfato em águas naturais pode ser determinada pela medida da 
turbidez que resulta quando um excesso de BaCl2 é adicionado a uma quantidade medida da 
amostra. Um turbidímetro, instrumento usado para essa análise, foi calibrado com uma série de 
padrões de soluções padrão de Na2SO4. Os seguintes dados foram obtidos na calibração: 
 
Considere que existe uma relação linear entre as leituras no instrumento e as concentrações. 
(a) Construa um gráfico e trace visualmente uma linha reta entre os pontos. 
(b) Calcule a inclinação e o intercepto da melhor linha reta pelo método dos mínimos 
quadrados. 
(c) Compare a linha reta da relação determinada em (b) com aquela determinada em (a). 
(e) Obtenha a concentração de sulfato em uma amostra que gerou uma leitura de 2,84 no 
turbidímetro. Encontre o desvio padrão absoluto e o coeficiente de variação. 
(f) Repita os cálculos para (e) considerando que 2,84 foi o valor médio de seis leituras no 
turbidímetro. 
 
8-19. A água pode ser determinada em amostras sólidas por espectroscopia no infravermelho. O 
conteúdo de água do sulfato de cálcio hidratado deve ser medido empregando-se carbonato de 
cálcio como padrão interno para compensar alguns erros sistemáticos do procedimento. Uma 
série de soluções padrão contendo sulfato de cálcio diidratado e uma quantidade constante 
conhecida do padrão interno é preparada. A solução com conteúdo desconhecido de água 
também é preparada contendo a mesma quantidade do padrão interno. A absorbância do 
composto diidratado é medida em um comprimento de onda (Aamostra) juntamente com aquela 
do padrão interno em outro comprimento de onda (Apadrão). Os seguintes resultados foram 
obtidos. 
 
 
(a) Construa um gráfico da absorbância da amostra (Aamostra) versus % de água e determine se 
o gráfico é linear a partir da regressão estatística. 
(b) Faça um gráfico da razão Aamostra/Apadrão versus % de água e comente se o uso do padrão 
interno melhora a linearidade obtida na parte (a). Se há melhoria na linearidade, explique por 
quê. 
(c) Calcule a porcentagem de água na amostra desconhecida usando os dados do padrão interno. 
 
8-23. Os seguintes resultados de absorção atômica foram obtidos para a determinação de Zn em 
um comprimido de multivitaminas. Todos os valores de absorbância foram corrigidos por um 
branco apropriado (cZn = 0,0 ng/mL). O valor médio para o branco foi 0,0000 com um desvio 
padrão de 0,0047 unidades de absorção. 
 
 
(a) Encontre o valor médio de absorbância para os padrões de 5,0 e 10,0 ng/mL e para amostras 
de comprimidos. Determine os desvios padrão desses valores. 
(b) Determine a melhor linha dos mínimos quadrados para os pontos de cZn = 0,0; 5,0 e 10,0 
ng/mL. Encontre a sensibilidade da calibração e a sensibilidade analítica. 
(c) Encontre o limite de detecção para um valor de k de 3. A que nível de confiança isto 
corresponde? 
(d) Determine a concentração de Zn na amostra de comprimido e o desvio padrão da 
concentração. 
 
Capítulo 24 (Skoog) 
Introdução aos Métodos Espectroquímicos 
 
24-1. Por que uma solução de Cu(NH3)4
2+
 é azul? 
 
24-2. Qual é a relação entre 
(a) absorbância e transmitância? 
(b) absortividade a e absortividade molar ? 
24-3. Identifique os fatores que fazem que a relação da lei de Beer se desvie da linearidade. 
 
24-4. Descreva a diferença entre os desvios “reais” da lei de Beer e aqueles advindos da 
instrumentação ou de fatores químicos. 
 
24-5. Como uma transição eletrônica se assemelha a uma transição vibracional? Como elas se 
diferem? 
 
24-9. Um instrumento ultravioleta/visível/infravermelho próximo sofisticado apresenta uma 
faixa de comprimento de onda de 185 a 3.000 nm. Quais são as faixas do instrumento em 
número de onda e em freqüência? 
 
24-10. Calcule a freqüência em hertz e a energia em joules de um fóton de raio X com 
comprimento de onda de 2,35 Å. 
 
24-13. Quais são as unidades de absortividade quando o caminho óptico é dado em centímetros 
e a concentração é expressa em 
(a) partes por milhão? 
(b) microgramas por litro? 
(c) porcentagem de massa por volume? 
(d) gramas por litro? 
 
Expresse as seguintes absorbâncias em termos de porcentagem de transmitância: 
(a) 0,0350 
(c) 0,310 
(e) 0,494 
 
24-19. Uma solução contendo 8,75 ppm de KMnO4 apresenta uma transmitância de 0,743 em 
uma célula de 1,00 cm a 520 nm. Calcular a absortividade molar do KMnO4. 
 
24-21. A 580 nm, o comprimento de onda de seu máximo de absorção, o complexo FeSCN
2+ 
apresenta uma absortividade molar de 7,00 x 10
3
 L cm
-1
 mol
_1
. Calcule (a) a absorbância de uma 
solução 3,75 x 10
_5
 mol L
_1
 do complexo a 580 nm em uma célula de 1,00 cm. 
(b) a absorbância de uma solução na qual a concentração do complexo é duas vezes aquela do 
item (a). 
(c) a transmitância das soluções descritas nos itens (a) e (b). 
(d) a absorbância de uma solução que apresenta a metade da transmitância daquela descrita no 
item (a). 
 
 
Capítulo 25 (Skoog) 
Instrumentos para Espectrometria Óptica 
 
25-1. Descreva as diferenças entre os seguintes itens e liste qualquer vantagem particular 
apresentada de um sobre o outro: 
(a) filtros e monocromadores como seletores de comprimento de onda. 
(b) fotodiodos de estado sólido e fototubos como detectores de radiação 
eletromagnética. 
(c) fototubos e tubos fotomultiplicadores. 
(d)espectrômetros convencionais e com arranjos de diodos. 
 
25-3. Por que os tubos fotomultiplicadores não são adequados para a detecção de radiação 
infravermelha? 
 
25-5. Por que algumas vezes introduz-se iodo em uma lâmpada de tungstênio? 
 
25-6. Descreva as diferenças entre os seguintes itens e liste qualquer vantagem particular 
apresentada de um sobre o outro: 
(a) espectrofotômetros e fotômetros. 
(b) espectrógrafos e policromadores. 
(c) monocromadores e policromadores. 
(d) instrumentos de feixe único e de feixe duplo para medidas de absorbância. 
(e) espectrofotômetros convencionais e com arranjos de diodos. 
 
25-10. Qual é o requisito mínimo para se obter resultados reprodutíveis em espectrofotômetros 
de feixe único? 
 
25-11. Qual é o objetivo do (a) ajuste de 0% T e (b) ajuste de 100% T de um espectrofotômetro? 
 
25-12. Quais variáveis experimentais devem ser controladas para assegurar dados reprodutíveis 
de absorbância? 
 
25-19. Descreva a diferença básica de desenho entre um espectrômetro para medidas de 
absorção e um para os estudos de emissão. 
 
 
Exercícios extras 
Questão 1: Em um experimento preliminar, uma solução contendo 0,0837 mol L
-1 
 de analito 
0,0666 mol L
-1 
 de PI (padrão Interno) fornece picos com área de 423 e 347, respectivamente. 
Para analisar a amostra desconhecida, 10 mL de uma solução 0,146 mol L-1 de padrão interno 
foram adicionados a 10 mL da amostra desconhecida, e a mistura foi diluída a 25,0 mL em um 
balão volumétrico. A mistura forneceu uma área para o analito de 553 e para o PI de 582. 
Encontre a concentração do analito na amostra. 
 
Questão 2: Um indivíduo faz quatro determinações de ferro em uma certa amostra e encontrou 
um valor médio de 31,40% m/v e uma estimativa do desvio padrão, s, de 0,11% m/v. Qual o 
intervalo em que deve estar a média da população, µ, com um grau de confiança de 95% ? 
 
Questão 3: Um método para determinar mercúrio pela técnica de absorção atômica com vapor 
frio, obteve os seguintes valores para um material de referência que contém 38,9% de mercúrio: 
38,9; 37,4; 37,1%. Há diferença significa em um nível de 95% de confiança entre a média das 
medidas e o valor de referência? 
 
Questão 4: Em uma comparação de dois métodos para a determinação de boro em amostras de 
soro sanguíneo foram obtidos os seguintes resultados (mg/Kg): 
Método 1 : média = 28,0, s = 0,3 
Método 2; média = 26,25, s = 0,23 
Os métodos dão médias que diferem significativamente? 
 
Questão 5: Em uma avaliação interlaboratorial foi avaliada a capacidade de dois analistas de 
executarem um mesmo procedimento de análise de um fármaco. Avalie os dados e diga se há 
diferença entre os resultados obtidos pelos dois analistas em um nível de 95% de confiança. 
Dados: 
Analista Fármaco (mg Kg
-1
) 
1 26,30 26,43 26,28 26,19 
2 26,22 26,32 26,20 26,42 
 
Questão 6:Considerando características de uma titulação fotométrica na região do visível 
esboce dois gráficos baseando-se nos seguintes dados: 
a) Absortividades molares do titulado (amostra) e do produto da titulação iguais à zero. 
Absortividade molar do titulante maior do que zero. 
b) Absortividade molar do titulante maior do que do produto da titulação que é maior do que 
zero. Absortividade molar do titulado (amostra) igual a zero. 
 
Questão 7: Considere a análise espectrofotométrica de um composto que absorve intensamente 
em 300 nm usando um espectrômetro UV-Vis. Nesse caso qual fonte de radiação é mais 
indicada para a análise desse composto? Justifique sua resposta. 
 
Questão 8: Explique porque a Lei de Beer falha na análise de soluções concentradas 
(concentrações maiores que 1,0 x 10
-2
 molL
-1
). 
 
Questão 9: Considere a determinação de AAS em um fármaco realizada por dois analistas 
usando curva de calibração e curva de calibração com adição de padrão. Um analista fez a 
leitura da curva de calibração em triplicata (n=3) obtenção a seguinte equação da reta: y = 
(280,9433 ± 1,4114)x – 0,0071. O outro analista obteve a seguinte equação da reta por adição de 
padrão: y = (323,07 ± 2,00)x - 0,0038. Considerando o método das adições de padrão como 
método de referência, qual estratégia de calibração que você, como chefe de laboratório, 
adotaria para a análise de cem (100) amostras de um lote de AAS? Explique porque da sua 
escolha.