12 Amostragem em Quimica

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AMOSTRAGEM EM QUIMICA 
 
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Química Analítica 
A química analítica é o segmento da química que atua na separação, identificação e determinação 
quantitativas ou qualitativas dos componentes de uma amostra através do desenvolvimento de méto-
dos e procedimentos para que essa determinação seja possível. 
Trata-se de uma ciência de medições que envolve um conjunto de ideias, métodos e procedimentos 
para que ocorra a caracterização e identificação da quantidade de componentes de compostos quími-
cos conhecidos ou não em uma amostra. Estas técnicas e métodos são utilizados na indústria, medi-
cina e em diversos outros segmentos, como, meio ambiente, agricultura, geologia, engenharias e bio-
logia por exemplo. 
Termos usuais: utilizamos termos específicos na química analítica, para que seja facilitado o entendi-
mento, vejamos as definições desses termos: 
Amostra: porção representativa da espécie ou composto a ser analisado. 
Analito: produto químico de espécies já analisadas. 
Técnica: conjunto de informações escolhidos para definir a análise de uma amostra 
Método: conjunto de operações e técnicas para definir o composto de interesse. 
Análise: estudo de uma amostra para determinar sua composição. 
A Química Analítica se subdivide em dois tipos: Química analítica quantitativa e Química analítica 
qualitativa. 
Química analítica quantitativa 
São métodos e procedimentos que visam determinar a quantidade dos componentes desejados den-
tro de uma amostra. Podem ser feitos procedimentos utilizando doseamentos, determinação de tra-
ços de determinadas substâncias através de métodos clássicos ou instrumentais. Os principais méto-
dos empregados na análise quantitativa são: gravimetria, titrimetria e titulação volumétrica. 
Química analítica qualitativa 
São métodos e procedimentos que visam determinar quais as espécies presentes em uma dada 
amostra. Para isto são utilizados métodos e procedimentos físico, químicos e físico – químicos que 
identificam os elementos, íons e moléculas que formam a amostra de interesse. 
Métodos de análise 
Podem ser classificados em Métodos Clássicos, Métodos Instrumentais. 
Métodos Clássicos 
Utilizados para análises esporádicas, com baixo custo, com equipamentos e vidrarias de fácil aquisi-
ção e é possível realizar macroanálises. Os métodos clássicos são largamente utilizados devido à re-
lativa simplicidade com que são realizados e obtenção de resultados confiáveis. 
Métodos Instrumentais 
É aconselhável para análises rotineiras, possui equipamentos de custo elevado e requer profissionais 
capacitados para realizar as análises, os equipamentos analíticos requerem calibração e é ampla-
mente utilizada na indústria e em laboratórios. 
Fatores importantes para a escolha da técnica 
Para se definir qual técnica analítica deve-se utilizar para realizar determinada análise, existem al-
guns fatores que devem ser considerados, são eles: 
Natureza da Análise: Elemental ou molecular; Repetitiva ou intermitente; 
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Especificidade do analito: se radioativo, por exemplo; 
Interferências: similaridade de elementos; 
Prioridade: Determinar corretamente a ordem dos elementos a serem analisados; 
Equipamentos e vidrarias: Verificar se há disponibilidade de todos os equipamentos e vidrarias para 
realizar as técnicas. 
Infraestrutura e Insumos: Verificar a disponibilidade de todos os reagentes, água, energia elétrica, 
gás, bancadas, capelas, fornos, etc., para realizar os métodos sem surpresas desagradáveis durante 
o percurso; 
Existem diversas fórmulas e cálculos que são utilizados na química analítica, a fim de obter-se resul-
tados os mais precisos possíveis. Dentre os principais cálculos utilizados estão: valor médio, medi-
ana, cálculos de concentração, cálculos de erros, cálculos de volume e massa, etc. 
Química analítica quantitativa 
Métodos clássicos de análise quantitativa 
 
Os métodos analíticos utilizados na caracterização de amostras são divididos em métodos clássicos e 
métodos eletroquímicos. Entre os métodos clássicos de análise, os principais são os métodos gravi-
métricos e os métodos volumétricos. 
 
Métodos Gravimétricos de análise 
 
Métodos gravimétricos são métodos analíticos quantitativos que se baseiam na determinação da 
massa de um composto puro ao qual o analito está quimicamente relacionado. 
 
O analito pode ser determinado gravimetricamente de duas formas, sendo pela determinação direta 
ou pela determinação indireta. A determinação direta está relacionada à determinação da massa do 
analito ou da massa de um composto que contém o analito. Já a determinação indireta está relacio-
nada à medida de variação da massa em razão da perda do analito ou a massa do composto for-
mado como resultado de uma reação envolvendo o analito. 
 
Os métodos gravimétricos podem ser de vários tipos. Abaixo descreveremos as principais técnicas 
gravimétricas utilizadas nas análises químicas. 
 
Gravimetria por precipitação 
 
Na gravimetria por precipitação, o analito é transformado em um precipitado pouco solúvel. Esse pre-
cipitado é filtrado e lavado, objetivando a remoção de impurezas. Após esse procedimento, o precipi-
tado é convertido a um produto de composição conhecida por meio de um tratamento térmico ade-
quado. Após essa etapa, realiza-se a sua pesagem. 
 
O reagente precipitante gravimétrico deve ser específico e seletivo e formar, juntamente com o ana-
lito, um produto que apresente as seguintes características: 
 
- O produto deve ser facilmente filtrável e lavável, a fim de facilitar a remoção de impurezas; 
- O produto deve apresentar baixa solubilidade, a fim de que não haja perda do analito durante o pro-
cesso de lavagem e filtração; 
- O produto não deve apresentar reatividade com os constituintes da atmosfera; 
- O produto deve apresentar composição química conhecida após a sua secagem e se necessário, 
após a calcinação; 
- O produto deve ser constituído de partículas grandes. 
 
Na análise gravimétrica são levadas em conta duas mensurações: o peso da amostra e o peso da 
substância sob análise, conforme pode ser confirmado pela equação abaixo: 
 
Porcentagem m/m (%) =ma/M 
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Em que: 
ma = massa do constituinte. 
M = massa da amostra. 
 
Em muitas situações há a necessidade de utilizar o fator gravimétrico ou de conversão, representado 
pela equação abaixo: 
 
Fator de conversão (F) = (MM analito)/(MM da substância pesada) 
 
A primeira etapa consiste em adicionar à amostra de água natural um excesso de ácido oxálico junta-
mente com amônia, que neutraliza o ácido provocando a completa precipitação do cálcio presente na 
amostra na forma de oxalato de cálcio. Após esse processo, o precipitado é filtrado, utilizando-se um 
cadinho de filtração previamente pesado, é seco e calcinado. Neste momento o precipitado é conver-
tido em óxido de cálcio. 
 
Após o resfriamento, o cadinho e o precipitado são pesados e a massa de óxido de cálcio é determi-
nada pela subtração da massa conhecida do cadinho. 
 
Considerando os dados abaixo, a concentração de cálcio na amostra pode ser obtida. 
 
Dados: 
 
O cálcio presente em uma amostra de 200,0 mL de uma água natural foi determinado pela precipita-
ção do cátion como CaC2O4. O precipitado foi filtrado, lavado e calcinado em um cadinho com uma 
massa de 26,6002 g quando vazio. A massa do cadinho mais CaO (56,077 g/mol) foi de 26,7134 g. 
Calcule a concentração de Ca (40,078 g/mol) em água em unidades de gramas por 100 mL de água. 
 
Gravimetria por volatilização 
 
O processo de gravimetria por volatilização consiste na separação do analito sob análise por meio da 
conversão a um gás de composição química definida, que serve como medida da concentração do 
analito na amostra. 
 
Os dois métodos gravimétricos mais comuns baseados na volatilização são aquelespara a determi-
nação de água e dióxido de carbono. 
 
Gravimetria particulada 
 
O analito é determinado após ser removido da matriz por filtração ou extração. É indicada quando se 
deseja determinar sólidos suspensos em água. 
 
Métodos Volumétricos de análise 
 
Métodos volumétricos são baseados em uma reação entre o analito e um reagente padrão conhecido 
como titulante. A reação é de estequiometria conhecida e reprodutível. O volume, ou a massa, do titu-
lante, necessário para reagir essencial e completamente com o analito, é determinado e usado para 
obter a quantidade do analito. Em qualquer titulação, o ponto de equivalência química, experimental-
mente chamado ponto final, é assinalado pela variação da cor de um indicador ou da resposta de um 
instrumento. 
Para entender os métodos volumétricos é necessário ter conhecimento de titulação. Titulação é um 
procedimento em que são adicionados incrementos de uma solução de concentração conhecida (so-
lução padrão) a uma amostra contendo o analito em estudo, até que a reação entre o reagente e o 
analito seja completa. 
 
Há vários tipos de métodos volumétricos. Abaixo serão descritos os mais utilizados. 
 
Volumetria de Precipitação 
 
Na volumetria de precipitação, o titulante forma um produto insolúvel com o analito, sendo titulado. 
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Muitos métodos volumétricos de precipitação empregam indicadores mais ou menos específicos, isto 
é, apropriados para uma dada reação de precipitação. As possibilidades do uso das reações de preci-
pitação na análise titulométrica se ampliam consideravelmente com a utilização de métodos físico-
químicos para a localização do ponto final. 
 
Método de Mohr 
 
Esse método foi desenvolvido para a determinação de íons cloreto, brometo e iodeto usando como 
titulante uma solução padrão de nitrato de prata e como indicador uma solução de cromato de potás-
sio. 
 
A limitação mais séria do método de Mohr é a necessidade do controle cuidadoso do pH da solução, 
que deve ficar entre 6,5 e 10,5. 
 
Método de Volhard 
 
O método de Volhard baseia-se na titulação do íon prata, em meio ácido, utilizando uma solução pa-
drão de tiocianato e íon Fe (III), como indicador. 
Espectroscopia 
A espectroscopia é o estudo da luz à medida que ela se divide em suas cores constituintes. 
Examinando estas cores diferentes, pode-se determinar qualquer número de propriedades do objeto 
que está sendo estudado, como as cores da luz refletem os estados de energia. 
Mais tecnicamente, a espectroscopia analisa a interação entre qualquer matéria e radiação. 
É usada para analisar compostos em química, para determinar quais elementos diferentes compõem 
algo, e também é usado em astronomia para obter percepções sobre a composição e velocidades de 
corpos astronômicos. 
 
 
A espectroscopia envolve as diferentes cores da luz 
 
 
A espectroscopia é usada na astronomia para determinar a composição das estrelas 
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Pode-se dividir a espectroscopia em muitas subdisciplinas, dependendo do que está sendo medido, e 
como ele está sendo medido. 
Algumas divisões principais incluem espectrometria de massa, espectroscopia de elétrons, espectros-
copia de absorção, espectroscopia de emissão, espectroscopia de raios X e espectroscopia eletro-
magnética. 
Existem muitos outros tipos de espectroscopia também, no entanto, incluindo aqueles que olhar para 
o som como ele dispersa, ou campos elétricos. 
Na espectroscopia de raios X, por exemplo, os raios-x bombardeiam uma substância. Quando eles 
atingem, os elétrons nas conchas internas dos átomos são excitados e, em seguida, desexcitam, emi-
tindo radiação. Esta radiação sai em frequências diferentes, dependendo do átomo, e há pequenas 
variações dependendo das ligações químicas presentes. Isso significa que a radiação pode ser exa-
minada para determinar quais elementos estão presentes, em que quantidades e quais ligações quí-
micas existem. 
Na astronomia, a espectroscopia pode ser usada para determinar uma grande variedade de coisas 
sobre a composição de estrelas e outros corpos celestes. Isto é porque a luz é uma onda, e as ener-
gias diferentes têm comprimentos de onda diferentes. Estes diferentes comprimentos de onda corre-
lacionam-se a cores diferentes, que podem ser observadas usando telescópios. 
A Espectroscopia envolve olhar para as cores diferentes, e usando o que se sabe sobre as energias 
dos diferentes processos e elementos para construir um mapa do que está acontecendo milhares de 
milhões de anos-luz de distância. 
Existem dois principais espectros de luz que são vistos em espectroscopia astronômica: contínua e 
discreta. 
Um espectro contínuo tem uma ampla gama de cores que são relativamente contínuas. 
Um espectro discreto, por outro lado, tem certos picos de linhas muito brilhantes ou muito escuras em 
energias específicas. Espectros discretos que têm espigas brilhantes são chamados espectros de 
emissão, enquanto aqueles que têm espigas escuras são chamados espectros de absorção. 
Os espectros contínuos são emitidos por coisas como estrelas, assim como coisas na terra como fo-
gos, animais ou lâmpadas. Como a energia está sendo liberada através do espectro de comprimentos 
de onda, parece bastante contínua, embora possa haver picos e depressões dentro do espectro. Nem 
toda essa luz, é claro, é visível a olho nu, muito do que existe no intervalo infravermelho ou ultravio-
leta. 
Os espectros discretos, por outro lado, geralmente são causados por algo acontecendo por um átomo 
particular. Isso ocorre porque, devido a certas regras da mecânica quântica, nuvens de elétrons têm 
uma energia muito específica, dependendo do átomo associado. 
Cada elemento tem apenas um punhado de níveis de energia que pode ter, e quase todos eles são 
facilmente identificáveis. 
Ao mesmo tempo, esses elementos sempre querem retornar a esses níveis básicos de energia, então 
se eles se excitam de alguma forma, eles emitem a energia extra como luz. Essa luz tem o compri-
mento de onda exato que se esperaria para esse átomo, permitindo que os astrônomos vejam o pico 
da luz e reconheçam quais átomos estão envolvidos, ajudando a desvendar os segredos da composi-
ção do universo. 
Definição 
A espectroscopia refere-se à dispersão da luz de um objeto em suas cores componentes (isto é, 
energias). Ao realizar esta dissecção e análise da luz de um objeto, os astrônomos podem inferir as 
propriedades físicas desse objeto (como temperatura, massa, luminosidade e composição). 
Espectroscopia, estudo da absorção e emissão de luz e outras radiações por matéria, relacionadas à 
dependência desses processos no comprimento de onda da radiação. 
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Mais recentemente, a definição foi expandida para incluir o estudo das interações entre partículas 
como elétrons, prótons e íons, bem como sua interação com outras partículas como uma função de 
sua energia de colisão. 
A espectroscopia 
Espectroscopia refere-se a uma infinidade de diferentes técnicas que empregam radiação, a fim de 
obter dados sobre a estrutura e as propriedades da matéria, que é usado para resolver uma ampla 
variedade de problemas analíticos. O termo é derivado de uma palavra latina “spectron”, que significa 
espírito ou fantasma, e uma palavra grega “skopein”, que significa olhar para o mundo. 
Em resumo, a espectroscopia trata da medição e interpretação de espectros que surgem da interação 
da radiação eletromagnética (uma forma de energia propagada na forma de ondas eletromagnéticas) 
com a matéria. Trata-se da absorção, emissão ou espalhamento de radiação eletromagnética por áto-
mos ou moléculas. 
Desde a sua criação na segunda metade do século XIX, a técnica se desenvolveu para incluir todas 
as regiões do espectro eletromagnético e todos os processos atômicos ou moleculares atingíveis.Consequentemente, a maioria dos engenheiros e cientistas trabalha direta ou indiretamente com a 
espectroscopia em algum ponto de sua carreira. 
Princípios Básicos de Espectroscopia 
A espectroscopia representa uma abordagem metodológica geral, enquanto que os métodos podem 
variar em relação às espécies analisadas (como a espectroscopia atômica ou molecular), a região do 
espectro eletromagnético eo tipo de interação radiação-matéria monitorada (tais como emissão, ab-
sorção ou difração). 
No entanto, o princípio fundamental compartilhado por todas as diferentes técnicas é o brilho de um 
feixe de radiação eletromagnética sobre uma amostra desejada, a fim de observar como ele responde 
a tal estímulo. A resposta é tipicamente registada como uma função do comprimento de onda de radi-
ação, e um gráfico de tais respostas representa um espectro. Qualquer energia de luz (de ondas de 
rádio de baixa energia para raios gama de alta energia) pode resultar na produção de um espectro. 
Os objetivos gerais da espectroscopia são entender como exatamente a luz interage com a matéria e 
como essa informação pode ser usada para compreender quantitativamente certa amostra. 
Entretanto, a espectroscopia também deve ser apreciada como um conjunto de ferramentas que po-
dem ser empregadas em conjunto para entender diferentes sistemas e para resolver problemas quí-
micos complexos. 
Instrumentos ópticos em Espectroscopia 
Vários instrumentos diferentes podem ser utilizados para realizar uma análise espectroscópica, mas 
mesmo os mais simples implicam uma fonte de energia (na maioria das vezes um laser, embora uma 
fonte de radiação ou íon também possa ser usada) e um dispositivo para medir a mudança na fonte 
de energia Após interação com a amostra. 
A luz geralmente passa da fenda de entrada através da lente para o prisma, que posteriormente dis-
persa a luz. Os olhos veem a radiação que emerge da fenda de saída como uma linha espectral que 
é uma imagem da fenda de entrada. Em última análise, a resolução é determinada pelo tamanho do 
prisma e é proporcional ao comprimento da base do prisma. 
Se a fenda de saída for substituída por um detector de placa fotográfica, o instrumento é então cha-
mado de espectrógrafo (embora a detecção fotográfica raramente seja usada). Outros tipos de detec-
tores – geralmente dispositivos eletrônicos específicos – que registram a intensidade da radiação que 
cai sobre ela em função do comprimento de onda – são mais úteis e conhecidos como espectrôme-
tros ou espectrofotômetros. 
A região de operação da fonte numa determinada técnica espectroscópica é habitualmente utilizada 
para dar a essa técnica um nome. Por exemplo, se for utilizada uma fonte ultravioleta, então a técnica 
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pode ser referida como espectroscopia ultravioleta. O mesmo princípio é usado para nomear outras 
técnicas, como infravermelho, fluorescência ou espectroscopia atômica. 
Resumo 
Espectroscopia, em física e físico-química, o estudo dos espectros. Baseia-se no fato de que cada 
elemento químico tem seu espectro característico. 
Esse fato foi observado em 1859 pelos cientistas alemães Gustav Robert Kirchhoff e Robert Wilhelm 
Bunsen. 
Kirchhoff e Bunsen desenvolveram o espectroscópio de prisma em sua forma moderna e o aplicaram 
às análises químicas. 
Esse instrumento é formado por uma fenda, pela qual entra a luz procedente de uma fonte externa, 
um conjunto de lentes, um prisma e uma ocular. No espectrógrafo, a ocular é substituída por uma câ-
mera. O espectrofotômetro é usado para medir a intensidade da luz em comparação com a de uma 
luz procedente de uma fonte padrão. Essa comparação permite determinar a concentração da subs-
tância que produz esse espectro. 
A luz é emitida e absorvida em unidades minúsculas ou corpúsculos chamados fótons ou quanta. O 
átomo emite ou absorve um quanta de luz de uma cor determinada quando um dos seus elétrons 
salta de uma órbita para outra. Os componentes de uma molécula são os núcleos dos diferentes áto-
mos que a formam e os elétrons que rodeiam cada núcleo. 
A emissão e a absorção de luz por parte de uma molécula correspondem a seus diferentes modos de 
rotação, aos modos de oscilação de seus núcleos atômicos e aos movimentos periódicos de seus 
elétrons nas distintas órbitas. Se é possível medir o comprimento da onda dos fótons emitidos por 
uma molécula ou átomo, é possível deduzir uma considerável quantidade de informações sobre sua 
estrutura e sobre os distintos modos de movimento periódico de seus componentes. 
A maioria das informações que os físicos têm sobre a estrutura do átomo foi obtida mediante espec-
troscopia. 
Os dois principais usos da análise espectral estão na química e na astrofísica. O espectro de um de-
terminado elemento é absolutamente característico desse elemento. Quando se estimula uma subs-
tância desconhecida mediante uma chama, um arco voltaico, uma fagulha ou outro método apropri-
ado, uma análise rápida com um espectrógrafo costuma ser suficiente para determinar a presença ou 
a ausência de um determinado elemento. Os espectros de absorção são, muitas vezes, úteis para 
identificar compostos químicos. 
Os métodos magnéticos de espectroscopia na região do espectro das radiofrequências são muito 
úteis para proporcionar informação química sobre as moléculas e mostrar sua estrutura detalhada. 
Esses métodos são a ressonância magnética nuclear (RMN) e a ressonância de spin eletrônico 
(RSE). 
O estudo espectroscópico das estrelas tem proporcionado aos cientistas importantes conhecimentos 
teóricos. Também é muito útil para estudar objetos do Sistema Solar. Nosso conhecimento da compo-
sição da atmosfera dos planetas e dos satélites deriva, em grande parte, das observações espectros-
cópicas. 
Métodos Cromatográficos 
Cromatografia é um processo físico de separação, no qual os componentes a serem separados distri-
buem-se em duas fases: fase estacionária e fase móvel. 
Em sua expressão mais simples, podemos definir a cromatografia como um processo de análise ime-
diata por migração diferencial dos componentes de uma mistura, dentro do sistema cromatográfico. 
As origens da Cromatografia estão muito relacionadas com o estudo de produtos naturais e as dificul-
dades em relação à purificação desses compostos levaram à melhoria na performance dos processos 
de extração e isolamento. 
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Para resolver problemas de análise, é indispensável a escolha da técnica cromatográfica mais apro-
priada, em função da natureza das substâncias a separar. 
Uma grande parte dos problemas de separação de compostos orgânicos são resolvidos com o co-
nhecimento dos fenômenos de adsorção e partição, porém a cromatografia, nas suas várias versões, 
é um método de escolha na separação de biomoléculas. Somente na área de cromatografia líquida 
de alta eficiência (CLAE) encontram-se aplicações na indústria farmacêutica, biotecnologia, investiga-
ção biomédica e bioquímica, energia, alimentação, cosméticos, meio ambiente e vitaminas. Com o 
crescente interesse no descobrimento de novos metabólitos de várias fontes (vegetal, de microrganis-
mos e organismos superiores marinhos e terrestres) existe a necessidade de separação de misturas 
em pequenas quantidades, de maneira rápida, eficaz e econômica. 
Em 1906, um botânico russo, chamado TSWETT, estudava os pigmentos dos vegetais. Ele queria fil-
trar uma solução de pigmento de folhas verdes em éter de petróleo, com a ajuda de um tubo de vidro 
cheio com carbonato de cálcio. Ele observou a formação de uma série de bandas horizontais colori-
das, amarelas e verdes, correspondentes aos diferentes constituintes da mistura, que se encontra-
vam assim fracionados. Desta forma foi lançada a base da técnica cromatográfica. Vinte e cinco anos 
passaram-se até que, em 1931, KUHN e LEDERER mostram a importância da técnica de TSWETT, 
na separação de a eβ-carotenos. 
Em 1941, MARTIN e SYNGE, estudando a solubilidade de aminoácidos acetilados em diferentes sol-
ventes, descobriu a cromatografia de partição, cromatografia líquido-líquido (contra-corrente). 
CONDSEN e CORDON foram os precursores da cromatografia de partição sobre papel, utilizando 
uma coluna de vidro cheia de rodelas de papel de filtro superpostas, para a separação de amino-áci-
dos não acetilados. 
Em 1938, IZMAILOW e SCHRAIBER, descreveram um método onde utilizavase camadas finas de 
alumina sobre placas de vidro. Onze anos depois, MEINHARD e HALL introduziram a utilização do 
amido, como ligante do adsorvente (alumina) distribuído sobre as placas de vidro. Mas, foi STAHL, a 
partir de 1958, que padronizando o método da cromatografia em camada fina, mostrou sua utilidade 
geral e fez com que ela adquirisse considerável importância na maioria dos laboratórios. 
A cromatografia em fase gasosa, utilizada na prática por JAMES e MARTIN em 1952, é uma aplica-
ção da cromatografia de adsorção e da cromatografia de partição. É destinada a separar compostos 
gasosos. Esta técnica foi idealizada desde o início por MARTIN e SYNGE. 
Um dos últimos princípios utilizados foi o da cromatografia por troca iônica. Um trocador de íons é um 
composto que porta íons relativamente móveis, que podem, em presença de uma solução, serem tro-
cados pelos íons livres da solução. Em 1856, THOMPSON colocou este fenômeno em evidência. De-
pois, em 1907, GANS preparou trocadores de íons artificiais. 
Em 1976, foi introduzido o conceito de cromatografia a média pressão para a separação de diastere-
oisômeros de oxazolidinas. 
Sistema cromatográfico é o conjunto formado pela mistura a ser analisada, pela fase fixa e pela fase 
móvel. A fase fixa, também chamada fase estacionária, é o meio constituído ou suportado por um só-
lido poroso, cuja função é reter os solutos. A fase móvel é o solvente, neste caso chamado de elu-
ente, que flui através da fase fixa, e tem como função deslocar os solutos. Neste sistema, a mistura 
de solutos é levada a migrar através da fase fixa, por meio de fluxo constante da fase móvel, sendo a 
diferença de velocidade de migração (migração diferencial) provocada por processo de competição 
pelo soluto, entre as duas fases. 
Tipo de cromatografia 
Natureza da fase estacionária Natureza dos compostos a separar 
Adsorção Sílica gel A maior parte dos compostos orgânicos simples. As moléculas contendo vários 
grupos polares, as substâncias com caráter eletrofílico e as substâncias com baixo peso molecular, 
em geral. 
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Óxido de alumínio As vitaminas solúveis, os alcalóides, os corantes alimentares, os plastificantes, etc. 
As substâncias com caráter nucleófilo. 
Partição Líquido imiscível com a fase móvel (normalmente de alta polaridade) a 
Açucares e compostos anfotéros (aminoácidos) 
Troca de íons Resinas trocadoras de íons: Ex.: Amberlite, Dowex 
Compostos cuja carga elétrica depende do pH (nucleotídeos, ácidos carboxílicos, etc) 
Exclusão Gel com propriedades elásticas, que permitem a passagem de substâncias até um determi-
nado tamanho molecular 
Grupos de substâncias com similaridade físico-química e pequenas diferenças no tamanho molecular. 
Bioafinidade Matriz de ancoragem, ligada a um suporte neutro 
Técnica exclusiva de purificação de substâncias que contém especificidade molecular, a exemplo de 
antígenos, hormônios, vacinas, enzimas, etc. 
Adsorção é um fenômeno físico-químico através do qual um sólido (adsorvente) fixa em sua superfí-
cie um líquido ou um gás, por meio de interações semelhantes às “forças de Van Der Waals”. Chama-
se coeficiente de adsorção à relação k N N onde Na e Nn são respectivamente o número de moles 
adsorvidos e não adsorvidos de uma determinada substância. Compostos diferentes possuem dife-
rentes valores de ka, estes variando com a temperatura e com a natureza do adsorvente. 
Se uma mistura de vários componentes é forçada a passar através de um tubo contendo um adsor-
vente (coluna cromatográfica), cada componente necessitará de um intervalo de tempo diferente para 
transpor a coluna. Esse intervalo de tempo é denominado tempo de retenção (Tr). A Figura 2.1a ilus-
tra um processo de Cromatografia por Adsorção. A substância mais fortemente adsorvida é mais difi-
cilmente arrastada pela Fase Móvel. 
 
Figura 1: Diferença entre Cromatografia de Adsorção e Cromatografia de Partição 
Se uma substância é adicionada a um recipiente contendo dois líquidos não miscíveis, ela se dissol-
verá parcialmente em cada solvente, de modo a ser constante a relação C1 / C2, onde C1 e C2 são 
as concentrações da substância em cada um dos dois líquidos. Denomina-se coeficiente de partição 
à relação k C C 
A separação de substâncias contidas em uma amostra através do método da 
Cromatografia por partição se dá através dos coeficientes de partição de cada substância. 
Coeficiente de partição: é a razão das concentrações de um soluto em presença de dois solventes 
não miscíveis, em equilíbrio. O conhecimento do coeficiente de partição nos permite estudar o fenô-
meno que ocorre na cromatografia de coluna. 
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Terras de diatomácea - A fase estacionária é também constituída por gotículas microscópicas, retidas 
nas carapaças da diatomita. O fenômeno de adsorção neste caso é bastante reduzido e trata-se de 
uma partição líquido-líquido típica. O solvente fixo é muito acessível pelo soluto, o que permite sepa-
rar moléculas bem grandes, tais como as proteínas. 
Amido de batata - O amido pode reter até 35% de água e constitui um bom suporte para uma fase es-
tacionária. Entretanto, não possui uma grande capacidade de separação, mas o emprego de colunas 
grandes, permite a preparação de quantidades relativamente grandes. Os fenômenos de adsorção 
são de certa forma, intensos, quando as colunas são utilizadas para separar diferentes substâncias 
(por exemplo, misturas simples de aminoácidos), observa-se que a adsorção é praticamente o único 
fenômeno envolvido. 
Celulose - Nas colunas por partição a celulose é bastante utilizada, sobretudo sob a forma de pós. A 
celulose é um suporte hidrofílico, porém, existe a possibilidade de preparação de celuloses hidrofóbi-
cas para a cromatografia de fase inversa. 
A cromatografia em papel (CP) é uma das técnicas mais simples e que requer menos instrumentos 
para sua realização, porém é a que apresenta as maiores restrições para sua utilização em termos 
analíticos. 
Este é um método de extensão da cromatografia de partição sobre colunas de celulose, idealizado 
por CONSDEN, GORDON e MARTIN. Podemos considerar que o papel constitui um suporte inerte, 
que retém uma fase estacionária aquosa. A partição é efetuada entre a fase aquosa fixa e a fase or-
gânica móvel 
A aparição de novas técnicas utilizando papéis como trocadores de íons, de celuloses hidrofóbicas, 
de celuloses adsorventes, transformou este método em uma técnica universal de micro-análise. 
Na cromatografia de papel, empregam-se quantidades de amostra na ordem de microgramas ou mili-
gramas. A resolução depende da concentração e do diâmetro da mancha aplicada. As substâncias 
hidrofílicas são separadas com facilidade, enquanto as hidrofóbicas requerem tratamento especial do 
papel. As fases móveis devem estar saturadas com água. Utilizam-se cubas vedadas e de preferên-
cia com saturação do solvente antes do início da separação cromatográfica. O desenvolvimento pode 
ser ascendente, descendente, circular ou horizontal. 
Fase móvel - A fase móvel em cromatografia sobre papel é variável e possui maior efeito nas separa-
ções dos componentes de uma mistura. Considerando um par de líquidos, o menos polar funciona 
como fase móvel e o mais polar, como fase estacionária. 
O papel é recortado em forma de um círculo. No centro deste é feito um pequeno orifício. As substân-
cias são colocadas sobreuma circunferência em torno do centro. O círculo de papel é então colocado 
em uma cuba circular, o solvente é derramado a partir da parte inferior da cuba e conduzido por capi-
laridade até a porção central do papel. As substâncias se apresentam ao final da migração como ar-
cos em torno do centro. 
Papéis simples - Os primeiros ensaios foram conduzidos sobre papéis de filtro comuns. Porém a sua 
qualidade era inadequada, levando à necessidade de preparação de papéis especiais, que conduzis-
sem a resultados reproduzíveis, sendo necessário uma certa regularização na sua fabricação e os 
papéis deviam apresentar um certo grau de pureza. Atualmente, os diferentes papéis se destacam 
pela sua eficiência, sua durabilidade e pelo seu grau de pureza. 
Papéis especiais - São papéis com propriedades adsorventes. Eles foram criados para adaptar as 
vantagens da cromatografia de papel à cromatografia de adsorção. Para tal, fixa-se sobre o papel 
(entre as fibras de celulose) uma substância dotada de propriedades adsorventes, principalmente a 
alumina e a sílica. 
Quando está terminada a migração do solvente, é conveniente que o cromatograma seja submetido a 
um tratamento, de forma a colocar em evidência as substâncias separadas. A revelação não apenas 
torna visíveis as substâncias incolores, mas também facilita a identificação destas substâncias. Isto é 
possível pela pulverização de reativos específicos ou de procedimentos físicos convenientes. 
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Podemos subdividir a CCD em três gupos: 
a) Análise qualitativa, que permite determinar o número dos constituintes de uma mistura desconhe-
cida e qual a fase móvel e estacionária, ideais para a separação cromatográfica. 
b) Análise preparativa, que permite, após separação de pequenas quantidades de substâncias para 
estudos químicos ou físico-químicos, purificação de pequenas quantidades dos constituintes. 
c) Análise quantitativa, que consiste em determinar as proporções exatas de cada um dos constituin-
tes da mistura. 
Um adsorvente, selecionado de acordo com as características da amostra, é disposto sob a forma de 
uma camada fina sobre uma placa de vidro. Após ativação pelo calor, seguida do depósito das subs-
tâncias a analisar. A placa é colocada em uma cuba fechada contendo o solvente. Terminada a mi-
gração, os resultados serão observados utilizando diferentes métodos de revelação. A Figura 2. ilus-
tra o processo. 
O líquido ascende (por capilaridade) e arrasta seletivamente os componentes de uma mistura binária 
(A e B) colocada em 1 (ponto de aplicação). Quando o solvente se aproxima da outra extremidade da 
placa (2), esta é removida da cuba que contém o solvente e na qual estava parcialmente mergulhada, 
na posição vertical e a um nível abaixo do ponto de aplicação. As razões de frente, RfA = d1 / d3 e 
RfB = d2 / d3 são características de cada substância, dependendo da natureza da fase móvel e da 
fase estacionária. 
A Cromatografia em Camada Delgada é a mais empregada em Análise qualitativa ou semi-quantita-
tiva. Em virtude da pequena quantidade de amostra utilizada, é menos indicada para fins preparati-
vos. quando é necessário se obter uma quantidade maior das substâncias puras, emprega-se a cro-
matografia em coluna. 
Fig. 2 - Cromatografia em Camada Delgada. 
 
Neste exemplo, a amostra contém dois componentes, A e B, que são identificados pelos respectivos 
valores de Rf 
CÁLCULO DO Rf: 
Se a amostra é uma mistura, cada constituinte possuindo um coeficiente de adsorção próprio e uma 
afinidade própria, quando arrastado pelo solvente, progride com uma velocidade que lhe é caracterís-
tica, sendo simbolizada por seu Rf. Este é expresso pela relação: 
distância percorrida por uma molécula 
 
Substituímos também esta expressão, pela expressão mais reprodutível: 
distância percorrida por uma molécula de referência 
 
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- Optimização fácil e rápida - Difícil reprodutibilidade do Rf - Duração curta de desenvolvimento da 
placa 
- O adsorvente pode suportar a ação enérgica do revelador - Separações mais claras 
- Utilização de quantidades muito pequenas 
- Vasto domínio de aplicação 
 
A técnica de cromatografia em camada fina centrífuga foi desenvolvida para resolver alguns proble-
mas da cromatografia preparativa em camada fina, nas quais o tempo de migração e a remoção das 
bandas das substâncias não é fácil ou eficiente. Esta técnica baseia-se na ação da força centrífuga 
para acelerar o fluxo da fase móvel através de uma placa circular. 
Caronna (1955) introduziu a cromatografia centrífuga, que é um método em que um rotor formado por 
duas placas circulares sustentavam uma folha de papel cromatográfico, também circular. 
Após várias tentativas de optimização do método, Heftmann et al. (1972) conseguiram separações 
mais eficientes. Eles utilizaram uma mistura de purinas, cafeína, teobromina, teofilina e xantina que 
puderam ser rapidamente em sílica gel, em quantidades de 5 mg. 
Mesmo com o desenvolvimento de outros protótipos de cromatografia centrífuga (Hostettmann, 
1988), esta técnica não alcançou grande sucesso, até o lançamento de aparelhos chamados croma-
totrons. 
O cromatotron (figura 5) possui um rotor inclinado, ao contrário, ao contrário dos seus antecessores 
que possuíam um rotor plano. O coração do aparelho é uma placa de cristal circular de 24cm de diâ-
metro, que é coberta com o adsorvente adequado, a fim de proporcionar uma camada delgada para 
as separações preparativas. 
A placa preparativa é colocada no centro de um motor elétrico e colocada para girar a 800 rpm. O elu-
ente é introduzido no centro da placa (que não contém adsorvente), por uma bomba a pistão capaz 
de proporcionar um fluxo de 1 – 10 mL/min, que vai atravessar a camada delgada por força centrí-
fuga. A amostra é então inserida e adiciona-se o eluente, mantendo-se um fluxo isocrático ou introdu-
zindo um gradiente de concentração até a purificação dos constituintes da amostra, a um fluxo de 3 – 
6 mL/min. Observa-se a formação de bandas concêntricas e as substâncias são então separadas e 
coletadas na periferia, através de um tubo de saída. As frações obtidas podem ser analisadas através 
de CCD. 
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São substâncias capazes de complexar alguns compostos incolores em placas cromatográficas. Esta 
complexação pode ocorrer de forma inespecífica ou específica. É importante que as placas sejam 
borrifadas uniformemente para que haja uma perfeita visualização dos compostos a serem revelados. 
A visualização pode ser efetuada inclusive através de métodos físicos, o que permite a revelação de 
alguns compostos sem alterar a sua estrutura química. É o caso da exposição das placas à luz ultra-
violeta ou a vapores de iodo. 
Muitos são os agentes cromogênicos empregados tanto na cromatografia de papel como na cromato-
grafia em camada fina, sendo que em geral são bem mais sensíveis na segunda. Uma das vantagens 
da CCD sobre o papel é permitir a utilização de reveladores enérgicos ou que necessitem aqueci-
mento posterior à borrifação. Em geral os métodos químicos de revelação são destrutivos e utilizados 
apenas em separações analíticas. A seguir apresentamos um quadro com alguns exemplos de reve-
ladores utilizados na cromatografia em camada fina analítica. 
Classes de compostos Reveladores 
Aminoácidos Ninhidrina 
Fenóis em geral FeCl3 
Taninos FeCl3 
Alcalóides Reativo de Dragendorff 
 
Exemplos de Reveladores Químicos: 
Reativo de Mayer Reativo de Hagen 
Esteróides H2SO4 
Triterpenóides H2SO4 
Flavonóides Reativo de Neu 
 
 
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A cromatografia em coluna aberta convencional, é universalmente etuilizada pela sua simplicidade de 
operação. 
Neste tipo de processo, a fase estacionária é colocada em um tubode vidro (coluna cromatográfica) 
colocado na posição vertical. A coluna é dotada de uma torneira na extremidade inferior (Fig. 3), que 
é utilizada para controlar a vazão da fase móvel, que desce por gravidade. 
 
Figura 3- Cromatografia em coluna 
O ponto A’ indica o nível da fase estacionária e o ponto A indica o nível da fase móvel. A diferença A’ 
- A deve ser o menor possível, para evitar a diluição do material a ser cromatografado, o que resulta-
ria em zonas (na Fig. 2.3, as faixas 1, 2 e 3) mais largas. 
A expressão cromatografia líquida sob pressão refere-se a qualquer tipo método que envolva aplica-
ção de pressão em uma coluna cromatográfica, como forma de se distinguir das separações cromato-
gráficas por gravidade. Como resultado, podem-se incluir todas as categorias desde cromatografia 
líquida “flash” (2 bar) até a CLAE preparativa (100 bar), e as quantidades de amostras de µg até Kg. 
A diferença entre a cromatografia preparativa e a analítica é que, enquanto a última (empregada para 
separação, identificação e determinação) não se preocupa com a recuperação da amostra, a croma-
tografia preparativa é um processo de purificação e permite o isolamento de substâncias puras conti-
das em uma mistura. 
O termo preparativo refere-se a qualquer tipo de separação que não seja para fins analíticos. A quan-
tidade de material puro requerido depende da finalidade para o qual será empregado: 
• Quantidades entre µg a mg para identificação espectroscópica, como o isolamento de produtos na-
turais; 
• Quantidades em mg para identificação posterior, reações químicas e ensaios biológicos; 
• Quantidades em g para ensaios biológicos posteriores, trabalhos de síntese e semi-síntese e isola-
mento de produtos de referência. 
A figura 4 representa os limites de aplicação aproximados dos diferentes métodos. 
CLAE analítica 
CLAE preparativa CL baixa pressão 
CL “flash” CL média pressão 
µg 1 mg 10 mg 100mg 1 g 
+ + + + Quantidades de material a separar 
Figura 4 – Divisão aproximada dos métodos de cromatografia líquida sob pressão, de acordo com a 
escala preparativa requerida. 
A cromatografia por exclusão, também conhecida como filtração gel, permeação em gel e peneira 
molecular, é um método que promove uma seletiva e dinâmica distribuição das moléculas do soluto 
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entre duas fases líquidas separadas, e dependentes de uma estrutura estacionária, contendo poros 
de tamanho controlado. 
Fase estacionária 
O termo gel, refere-se a um material elástico que contém água. Este possui uma estrutura tridimensi-
onal, cuja estabilidade mecânica é dada pelo material contendo espaços (poros) que contém líquido. 
Partículas pequenas dão melhor resolução e eficiência. O aumento do tamanho das partículas resulta 
em espalhamento da zona nos interior dos poros. O gel quimicamente definido, deve permitir varia-
ções para o fracionamento em diferentes intervalos de massa molecular. 
Géis de dextrano (SEPHADEX) - É um tipo de polissacarídeo com unidades de glicose, obtido por fer-
mentação de sacarose. Os diferentes tipos são caracterizados por ligações cruzadas entre as cadeias 
polissacarídicas que quando entram em contato com a água, incham e produzem um gel com estru-
tura tridimensional. 
Géis de poliacrilamida (BIO-GEL) - O polímero de poliacrilamida é constituído a partir de ligações cru-
zadas entre as cadeias de moléculas de acrilamida (H2C=CH-CO- 
NH2). As matrizes do bio-gel se assemelham àquelas do sephadex, como os intervalos de fraciona-
mento e as propriedades de resistência à pressão, para os géis que apresentam o mesmo grau de 
absorção de água. 
Géis de ágar e agarose - As propriedades cromatográficas do ágar fazem com que estes géis sejam 
complementares aos géis de sephadex e poliacrilamida. O ágar é obtido de algas e se constitui de 
polissacarídeos lineares de lactose e dioxi-L-galactose. Considera-se que o tamanho dos poros e a 
estabilidade dos géis de ágar sejam consequência da formação de microcristais. 
Tamanho da amostra 
Para uma boa resolução, a zona em que está a amostra deve ser pequena em relação ao compri-
mento da coluna (1 a 5% do tamanho da coluna) e possuir uma baixa viscosidade, para não ocasio-
nar uma vazão irregular entre as zonas do gel. 
O sucesso do processo cromatográfico, depende, entre outras coisas, do comportamento dos solutos 
e das características destes e da fase móvel dentro da coluna. Durante uma separação cromatográ-
fica, a concentração das substâncias separadas, pode ser determinada no líquido por diferentes mé-
todos. Pela retenção do soluto na fase estacionária, cada zona se movimenta com uma velocidadde 
característica. O eluente deve apresentar uma relação de viscosidades em relação ao soluto de até 
duas vezes. As soluções tampão são normalmente os eluentes de escolha pra cromatografia por ex-
clusão. 
Este método permite estudar particularmente, os pesos moleculares de proteínas, em condições vari-
adas de pH, temperatura e força iônica. 
Outros usos compreendem a determinação da massa molecular de polímeros naturais e sintéticos, 
possibilidade esta que atualmente é primordial para o controle de qualidade destes compostos. 
 
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A cromatografia de troca iônica, que geralmente é chamada de cromatografia iônica, refere-se a mé-
todos modernos e eficientes de separação e determinação de íons com base em resinas trocadoras 
de íons. A cromatografia iônica foi desenvolvida em meados dos anos 1970, quando foi mostrado que 
misturas de cátion e ânion podem ser facilmente resolvidas em colunas cromatográficas. 
A cromatografia iônica foi consequência de troca iônica, desenvolvida durante o projeto Manhattan 
para a separação de cátions de terras raras de propriedades semelhantes entre si, com resinas troca-
doras de cátions. Esse trabalho monumental, que forneceu a base teórica das separações de troca 
iônica, após a Segunda guerra Mundial, foi estendido para muitos outros tipos de materiais. Em última 
análise, levou aos métodos automáticos para separação e detecção de aminoácidos e outras espé-
cies iônicas em misturas complexas. 
• Purificação de proteínas 
• Purificação de antibióticos (caldos de fermentação) 
 
É um tipo de cromatografia que baseia-se nas propriedades biológicas das macromoléculas biológi-
cas e permite o isolamento seletivo destas, através da utilização das propriedades dessas substân-
cias de unirem-se reversivelmente a ligantes específicos que se encontram imobilizados covalente-
mente à matriz ou suporte. A eluição das moléculas ligadas pode ser feita por al;teração do pH e/ou 
força iônica do meio, que tornam o complexo molécula-ligante menos estável, levando à dissociação 
do mesmo, o que conduz à sua purificação. O método da cromatografia de bioafinidade assemelha-
se ao tipo de ligações que ocorrem entre os antígenos e os anticorpos. 
Fase Estacionária- É de extrema importância a escolha das matrizes de ancoragem, utilizadas na cro-
matografia de bioafinidade. Estas matrizes devem apresentar estabilidades mecânica e química nas 
condições de acoplamento. Devem ser uniformes, esféricas, rígidas e porosas, e que permitam boas 
condições de vazão, mesmo após o acoplamento. As substâncias comumente usadas como matrizes 
são a agarose, o dextrano, a poliacrilamida e outros polímeros, partículas porosas de alumina, vidro 
de porosidade controlada e algumas associações destes. 
Acoplamento do ligante à matriz - O acoplamento de ligantes específicos pode ser realizado direta-
mente na matriz ativada ou em grupos funcionais disponíveis. A eficiência do processo de acopla-
mento, geralmente aumenta com a concentração do ligante. Estas reações ocorrem normalmente em 
meio levemente alcalino (pH 8 - 9), utilizando-se tampões borato ou bicarbonato. 
A eluição do material ligado à fase estacionária é realizada tanto com agentes específicos como com 
agentesnão específicos. 
A utilização de agentes de eluição específicos é baseada na ligação preferencial dessa substância 
com o agente específico ao invés da fase estacionária. Geralmente os agentes de eluição específicos 
possuem estrutura química semelhante ao ligante da fase estacionária. 
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Na utilização de agentes de eluição não específicos há a formação de complexos entre a substância 
alvo com o ligante específico, o que envolve ligações fracas como interações eletrostáticas e hidrofó-
bicas, ou pontes de hidrogênio isoladas ou em conjunto, onde a variação do pH e/ou força iônica do 
tampão são os recursos utilizados para provocar alterações no complexo formado ou modificam e es-
trutura química deste. 
A cromatografia de bioafinidade é aplicada para a purificação de enzimas como a catalase e a celu-
lase, antibióticos, antíigenos, ácidos nucléicos, drogas ou receptores hormonais, e pequenas molécu-
las como peptídeos sintéticos e naturais. 
Espectrometria de massas 
A espectrometria de massas é uma ferramenta importante para a análise estrutural, podendo ser 
usada para identificar ou caracterizar substâncias orgânicas e inorgânicas, incluindo as biologica-
mente ativas de estruturas complexas. A técnica não é propriamente um método espectral no sentido 
usual, pois nenhuma radiação eletromagnética é absorvida, mas o espectro de massas lembra um 
espectro convencional, no qual uma série de picos de diferentes tamanhos são registrados ao longo 
de uma escala numérica. Os princípios fundamentais da espectrometria de massas datam de 1898, 
porém o primeiro espectrômetro só foi construído em 1918. 
O espectrômetro de massas é um instrumento no qual as moléculas de uma amostra são bombardea-
das por um feixe de elétrons de energia que pode alcançar até 70 eV. O resultado direto desta aplica-
ção de energia é a retirada de um elétron da molécula, resultando na formação de um cátion radical 
denominado ion molecular: 
M + e- M+. + 2e- 
Como o ion molecular possui alta energia, ele se fragmenta dando origem a ions positivos e espécies 
radicalares ou moléculas neutras. Os ions positivos são acelerados, usualmente por campos elétricos 
e magnéticos fortes, em uma câmara de vácuo, de acordo com sua relação massa/carga (m/z). 
Quando um feixe de ions, com uma dada relação m/z, colide com o coletor de ions, dão origem a uma 
corrente elétrica que é amplificada e mostrada em um monitor como um pico, onde a amplitude é pro-
porcional ao número de ions que tocam o detector. 
O espectrômetro, então, registra, quantitativamente, o resultado na forma de um espectro de frag-
mentos iônicos positivos e o registro obtido é o espectro de massas. O registro também pode ser ob-
tido na forma de tabela de dados das relações massa/carga dos ions e sua abundância relativa. 
Como a maioria dos fragmentos tem carga 1+, a relação m/z é igual à massa do ion, ou em alguns 
casos, à metade desta massa, quando a carga do fragmentos é 2+. 
Quanto mais estável for o ion positivo formado, mais abundante ele será e, consequentemente, maior 
será o pico registrado no espectro. Os ions mais estáveis são, por convenção, considerados com 
abundância de 100 % e as porcentagens dos demais ions são obtidas em relação à abundância des-
tes. O pico correspondente aos ions mais estáveis, portanto, é o maior do espectro, sendo denomi-
nado pico base. 
Portanto, o espectrômetro de massas possui três funções: 
Ionizar as moléculas a serem analisadas 
Separar os ions produzidos de acordo com a relação massa/carga dos mesmos 
Medir as abundâncias relativas de cada tipo de ions. 
Instrumentação 
Entrada para injeção da amostra 
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Figura 1. Esquema de um espectrômetro de massas 
A amostra é introduzida num sistema aquecido para manter algumas, ou todas, moléculas no estado 
gasoso. Estas moléculas passam, então, para uma câmara de ionização através de uma abertura de-
nominada orifício molecular. A câmara de ionização é mantida à pressão de 10-6 torr para minimizar 
as colisões entre as partículas e a interface do ar de ionização. As moléculas são, então, bombardea-
das por um feixe de elétrons, o que faz com que percam um elétron, dando origem ao ion molecular. 
Este sofre fragmentação produzindo vários ions que são empurrados e atravessam uma fenda indo 
para placas de repulsão carregadas positivamente. 
Em seguida, os ions são acelerados a alta velocidade por placas de aceleração carregadas eletrica-
mente e direcionadas a um separador magnético onde um poderoso campo magnético desvia cada 
tipo de ion em um caminho curvo cujo raio depende da razão massa/carga de cada ion. Os ions mais 
leves são desviados mais do que os ions mais pesados (> m/z). Sob a influência de uma força de 
campo magnético específica, somente ions de uma determinada massa ou relação massa/carga po-
dem passar através da entrada que leva ao coletor de ions. 
Como a força do campo é aumentada, ion de massas progressivamente maiores alcançam o coletor 
de ions e são detetados. Quando um feixe de ions colide com o coletor de ions, ele gera um sinal elé-
trico, cuja intensidade é proporcional ao número de ions, isto é, à sua abundância. Cada sinal é am-
pliado e mostrado em um monitor ou registrado em um espectro de massas. 
Existem dois tipos importantes de espectrômetros de massas de deflexão do campo magnético: os de 
baixa e os de alta resolução. Nos instrumentos de foco simples de baixa resolução, as variações de 
energias cinéticas de ions de mesma massa causam alargamento de seu feixe de ions quando pas-
sam através do separador magnético, reduzindo, assim, seu poder de resolução. Neste tipo de apare-
lho é possível, por exemplo, distinguir um ion de massa 400 de picos de massa 399 e 401. Este grau 
de resolução é chamado de “resolução unitária”. 
Nos espectrômetros de massas de foco duplo de alta resolução, os ions são inicialmente direciona-
dos ao longo de um caminho curvo em campo eletrostático, o qual permite que somente partículas de 
mesma energia cinética passem através de uma fenda que conduz ao separador magnético. Este tipo 
de instrumento pode separar ions como CH2N+ e N2+ em que os números de massas (28,0187 e 
28,0061) diferem menos que 0,05%. Assim, é possível, usando este tipo de instrumento, medir a 
massa de um ion com precisão suficiente para que se possa determinar sua composição atômica. 
Cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas 
Alguns espectrômetros podem ser interfarceados com cromatógrafo a gás. Esta combinação de ins-
trumentos, denominada CG/massa (GC-MS), é particularmente útil na identificação de componentes 
de misturas de difícil separação. Assim, constituintes de óleos essenciais, componentes fisiologica-
mente ativos de vegetais, poluentes do ambiente e metabólitos de drogas presentes em líquidos de 
indivíduos suspeitos, podem ser caracterizados por esta técnica sem a aplicação de processos de 
isolamento de substâncias. 
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EXEMPLO: Espectro do 2-pentanol 
 
O espectro mostra um pico do ion molecular pequeno e um pico também pequeno resultante da 
perda de um átomo de hidrogênio do álcool. Perda de um grupo metila fornece o pico M-15 e peda de 
radical hidroxia dá origem ao ion M-17. O pico base é formado pela expulsão da cadeia alquílica e 
corresponde ao fragmento de m/z 45. 
 
Quimiometria 
Quimiometria é a aplicação de métodos estatísticos ou matemáticos em dados de origem química. A 
Sociedade Internacional de Quimiometria (International Chemometrics Society- ICS) propõe a se-
guinte definição: 
Quimiometria é a ciência relacionada a medidas realizadas em um sistema ou processo químico, ob-
tendo informações sobre o estado do sistema através da aplicação de métodos matemáticos ou esta-
tísticos. 
A pesquisa na área de Quimiometria abrange o desenvolvimentoe aplicação de diferentes métodos 
em dados de origem química. Métodos estatísticos ou matemáticos como KNN, SINCA, PCA (Princi-
pal Component Analysis), PCR (Principal Component Regression), PLS (Partial Least Squares), PA-
RAFAC (Parallel Factor Analysis), NPLS (N-way Partial Least Squares) e redes neurais são os mais 
utilizados métodos em quimiometria. De forma geral, estes métodos ou algoritmos são utilizados em 
técnicas de otimização, planejamento, calibração multivariada, análise exploratória, processamento 
de sinais, imagens e QSAR (Quantitative structure-activity relationship). 
Muitas destes métodos estatísticos ou matemáticos também são utilizados por outras grande áreas 
da ciência, tais como a biologia, medicina, etc, e apresentando o mesmo sufixo 'metria', como a bio-
metria, etc. 
De acordo com, a Quimiometria é o campo da química que utiliza ferramentas estatísticas e matemá-
ticas para o planejamento e otimização das condições experimentais, e para a extração de informa-
ção química relevante de dados químicos multivariados. A diferença entre dados univariados e multi-
variados é que nos primeiros, a análise dos resultados é feita pela observação do comportamento de 
uma única variável de cada vez, por exemplo, a concentração de uma espécie de interesse ou uma 
propriedade físico-química (densidade, viscosidade, ponto de fusão, ponto de ebulição). 
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Nos dados multivariados, é possível analisar mais de uma variável simultaneamente, e assim identifi-
car a correlação entre elas. Este tipo de análise permite um entendimento mais completo e sistemati-
zado dos resultados analíticos. Para ilustrar esta diferença, tomemos como exemplo uma das aplica-
ções mais conhecidas na área farmacêutica: a determinação do teor do princípio ativo em formas far-
macêuticas por técnicas espectroscópicas aliadas a métodos quimiométricos de calibração multivari-
ada. Os métodos para controle de qualidade de fármacos se baseiam nas farmacopeias existentes, 
as quais indicam em sua maioria a utilização de técnicas cromatográficas, em especial a Cromatogra-
fia Líquida de Alta Eficiência (HPLC, do inglês High Performance Liquid Chromatography). 
Durante a etapa de desenvolvimento do método, a quantificação do analito é realizada pelo uso de 
equações matemáticas que correlacionam a sua concentração com o sinal instrumental, que no caso 
da cromatografia é a área do pico. Neste caso, diz-se que a equação matemática que descreve esta 
relação é univariada, pois a propriedade que se deseja investigar, a concentração, pode ser descrita 
por uma única variável, que é o sinal analítico. No entanto, para que o método seja confiável, é ne-
cessário garantir que o sinal analítico seja característico somente da espécie de interesse, ou seja, 
que ele seja seletivo. Isto requer uma etapa prévia de preparo da amostra, o que no caso da cromato-
grafia é obtido pela escolha adequada das condições do método (coluna cromatográfica, fase móvel, 
temperatura etc.), tendo como consequência o aumento nos custos e no tempo do experimento. 
Artigo explica a utilização da quimiometria 
Quimiometria é o campo da química que utiliza ferramentas estatísticas e matemáticas para o plane-
jamento e otimização das condições experimentais, e para a extração de informação química rele-
vante de dados químicos multivariados. A diferença entre dados univariados e multivariados é que 
nos primeiros, a análise dos resultados é feita pela observação do comportamento de uma única vari-
ável de cada vez, por exemplo, a concentração de uma espécie de interesse ou uma propriedade fí-
sico-química (densidade, viscosidade, ponto de fusão, ponto de ebulição). Nos dados multivariados, é 
possível analisar mais de uma variável simultaneamente, e assim identificar a correlação entre elas. 
Este tipo de análise permite um entendimento mais completo e sistematizado dos resultados analíti-
cos. 
Para ilustrar esta diferença, tomemos como exemplo uma das aplicações mais conhecidas na área 
farmacêutica: a determinação do teor do princípio ativo em formas farmacêuticas por técnicas espec-
troscópicas aliadas a métodos quimiométricos de calibração multivariada. 
Os métodos para controle de qualidade de fármacos se baseiam nas farmacopéias existentes, as 
quais indicam em sua maioria a utilização de técnicas cromatográficas, em especial a Cromatografia 
Líquida de Alta Eficiência (HPLC, do inglês High Performance Liquid Chromatography). Durante a 
etapa de desenvolvimento do método, a quantificação do analito é realizada pelo uso de equações 
matemáticas que correlacionam a sua concentração com o sinal instrumental, que no caso da croma-
tografia é a área do pico. Neste caso, diz-se que a equação matemática que descreve esta relação é 
univariada, pois a propriedade que se deseja investigar, a concentração, pode ser descrita por uma 
única variável, que é o sinal analítico. 
No entanto, para que o método seja confiável, é necessário garantir que o sinal analítico seja caracte-
rístico somente da espécie de interesse, ou seja, que ele seja seletivo. Isto requer uma etapa prévia 
de preparo da amostra, o que no caso da cromatografia é obtido pela escolha adequada das condi-
ções do método (coluna cromatográfica, fase móvel, temperatura etc.), tendo como consequência o 
aumento nos custos e no tempo do experimento. 
Para contornar o problema da seletividade e permitir a análise na presença de interferentes sem com-
prometer a eficiência do método, uma alternativa viável e econômica é o uso de métodos espectros-
cópicos em associação com técnicas quimiométricas. Nestes métodos, modelos matemáticos multiva-
riados correlacionam a concentração do analito com toda a faixa espectral, possibilitando predições 
estatisticamente confiáveis mesmo na presença de interferentes, desde que estes sejam conhecidos. 
O uso destas técnicas permite uma significativa redução no custo, tempo e resíduos gerados, quando 
comparado às técnicas cromatográficas, pois as análises são rápidas e requerem pouco ou nenhum 
preparo de amostras. A Tabela 1 apresenta os números desta economia para 3 produtos farmacêuti-
cos, cujas estimativas foram realizadas levando-se em consideração os procedimentos para a análise 
 AMOSTRAGEM EM QUIMICA 
 
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dos padrões e amostras: custos com reagentes, acessórios, analista, contrato de manutenção do 
equipamento e tempo gasto com os procedimentos analíticos e cálculos matemáticos. 
Apesar das vantagens apresentadas, estas novas metodologias são dependentes de uma técnica de 
referência, em geral HPLC, durante a etapa de desenvolvimento do método e ao longo da sua utiliza-
ção. Sua performance deve ser testada periodicamente, o que é feito pela comparação estatística 
com a técnica de referência. Por este motivo, as técnicas multivariadas são utilizadas sempre como 
técnicas alternativas, e podem ser consideradas grandes aliadas às técnicas cromatográficas, com o 
intuito de reduzir o tempo e o custo dos experimentos. 
Tabela 1: Comparação do custo, tempo de análise e quantidade de resíduos gerados por análise, 
para os métodos univariados e multivariados. 
Produto 
Método de Referência 
Univariado: HPLC 
Método Alternativo Multivariado: Espectroscopia 
NIR ou UV/Vis 
 Tempo (min) 
Custos 
(R$) 
Resíduos 
(mL) 
Tempo 
(min) 
Custos 
(R$) 
Resíduos 
(mL) 
Amoxicilina(1) suspen-
são oral 
210 15.02 450 70 11.73 360 
Cefaclor(2) cápsulas 269 24.79 470 50 8.73 240 
Cloridrato de Fluoxe-
tina(3)comprimidos 
210 64.12 2350 20 2.06 0(3) 
 
(1) método alternativo: UV/Vis; (2) método alternativo: UV/Vis; (3) método alternativo: NIR. Neste úl-
timo caso, a análise é realizada no comprimido intacto, não necessitando de preparo da amostra. 
Na Indústria Química em geral, a associação de ferramentas quimiométricas com técnicas instrumen-
tais (espectroscopia NIR, UV/Vis, Vis/NIR, GC, HPLC, fluorescência de Raio-X,DSC) são emprega-
das no desenvolvimento de métodos analíticos para controle de qualidade, qualificação de matéria 
prima e controle de processos. No Brasil, o seu avanço ainda é tímido, e as principais áreas que em-
pregam estes métodos são as Indústrias de Alimentos, Papel e Celulose, Petróleo, e mais recente-
mente, a Indústria Farmacêutica, mas o seu potencial se estende a todas as áreas da Química. Os 
principais métodos quimiométricos são: reconhecimento de padrões (também conhecidos como méto-
dos de classificação), calibração multivariada e planejamento e otimização de experimentos. Os mé-
todos de calibração multivariada já foram apresentados acima, com os exemplos da área farmacêu-
tica. A seguir será apresentada uma breve descrição dos outros dois tipos de métodos, acompanha-
dos de estudos de casos da área farmacêutica. 
Reconhecimento de Padrões - Os Métodos de Classificação, ou Reconhecimento de Padrões, são 
utilizados para agrupar amostras em categorias segundo suas similaridades, e têm sido amplamente 
utilizados para identificação e qualificação de matéria prima, investigação de falhas de processo, mo-
nitoramento e controle de processos, avaliação de fontes de contaminação em estudos ambientais, e 
em estudos de formulação e avaliação sensorial de alimentos, bebidas e cosméticos. Estes métodos 
permitem a construção de modelos de classificação, no qual as informações das amostras tais como 
o sinal analítico instrumental, a formulação ou características físico-químicas, podem ser associadas 
a atributos pré-definidos, como classes (atividade biológica de potenciais a fármacos, aceitação num 
painel sensorial, conformidade, parâmetros de qualidade etc.). Uma vez validados, estes modelos são 
utilizados para classificar novas amostras. 
A figura abaixo apresenta o dendograma obtido durante a análise hierárquica de agrupamentos 
(HCA, Hierarchical Cluster Analysis), uma das técnicas de classificação mais simples, para espectros 
NIR obtidos de amostras de uma matéria prima pré-formulada de duas classes: CONFORME e NÃO 
CONFORME. Este tipo de matéria prima é utilizado na produção de medicamentos e consiste em 
uma mistura do princípio ativo e alguns excipientes em concentrações específicas, e variações nestas 
concentrações poderão impactar a qualidade do produto final. Estas variações podem ser detectadas 
 AMOSTRAGEM EM QUIMICA 
 
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por espectroscopia NIR, e a discriminação quantitativa das duas classes pode ser obtida com o uso 
do método HCA. Esta discriminação é realizada com base na similaridade entre os espectros, esti-
mada a partir da distância euclidiana multidimensional entre os diversos comprimentos de onda da 
faixa espectral. O resultado é o dendograma apresentado na Figura 1, que mostra claramente a sepa-
ração das duas classes de amostras. 
 
Figura 1: Dendograma da Análise Hierárquica de Agrupamentos (HCA) para estudos de não confor-
midade. 
A conformidade das amostras pode ser estimada por meio de testes de dissolução no produto final 
fabricado com as matérias primas em estudo. Por meio da construção de modelos de classificação 
com amostras cuja conformidade é previamente conhecida, é possível posteriormente estimar a con-
formidade de novas amostras sem que seja necessário realizar o teste de dissolução, o que reduzirá 
o custo do teste e o tempo para liberar a matéria prima. 
 
O uso de outras técnicas quimiométricas para analisar os espectros, tais como análise de componen-
tes principais (PCA, Principal Component Analysis) ou regressão por mínimos quadrados parciais 
(PLS, Partial Least Squares) permitem ainda identificar a fonte da variabilidade dos resultados que 
causam a não conformidade. Este é um exemplo simples de como a quimiometria pode auxiliar na 
redução de custos e tempo durante a etapa de qualificação de matérias primas. 
 
Planejamento experimental - Técnicas de planejamento experimental permitem alterar, de forma si-
multânea e sistemática, todas as variáveis relevantes envolvidas no processo ou no desenvolvimento 
de um produto, de tal maneira que a influência de cada variável possa ser estimada de forma precisa. 
A relação entre as variáveis envolvidas e a resposta ou propriedades do sistema (produto ou pro-
cesso) é então descrita através de modelos matemáticos que fornecem ao investigador um completo 
entendimento de seu domínio experimental e com um número mínimo de experimentos, permitindo a 
rápida tomada de decisões e evitando gastos desnecessários com novos experimentos. Cabe ressal-
tar que métodos multivariados permitem estimar interações entre fatores, o que não é possível ser 
avaliado através de métodos univariados. 
 
 AMOSTRAGEM EM QUIMICA 
 
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Para ilustrar a aplicação deste tipo de método, foi selecionado um estudo de caso do desenvolvi-
mento de uma solução oral contendo o princípio ativo e excipientes, no qual apenas a concentração 
do ativo é conhecida. O problema neste caso consiste em encontrar a proporção entre dois excipien-
tes, Sorbitol e Glicerina, que forneça valores específicos de pH e densidade, duas propriedades que 
influenciam fortemente a qualidade do produto final e a aceitação deste pelo consumidor. Pelo mé-
todo univariado, esta busca é realizada mudando a concentração de um excipiente de cada vez, e 
mantendo a do outro fixa, até que os valores desejados de pH e da densidade sejam encontrados. 
Um formulador experiente saberá as combinações com maior probabilidade de sucesso, mas mesmo 
assim, terá que produzir diversas misturas-piloto até encontrar aquela que forneça as propriedades 
desejadas. Utilizando métodos multivariados, é possível planejar um número mínimo de experimen-
tos, e por meio de modelos matemáticos que correlacionam a proporção entre os fatores (sorbitol e 
glicerina) e as propriedades investigadas (pH e densidade), efetuar predições das concentrações ne-
cessárias para atingir os valores desejados destas propriedades. A Figura 2 apresenta os mapas de 
contorno para os modelos matemáticos utilizados, que foram construídos com apenas cinco pilotos. 
 
Figura 2: Superfícies de resposta do planejamento experimental. Legenda: Composição dos pilotos 
utilizados na construção do modelo (em vermelho); Composição alvo predita (em azul). 
 
Vantagens - A associação de técnicas instrumentais e métodos quimiométricos permite que os resul-
tados analíticos sejam obtidos de forma sistemática e com confiabilidade estatística, permitindo redu-
zir o custo e o tempo dos experimentos, além de diminuir a emissão de resíduos. Através desta asso-
ciação pode-se monitorar propriedades críticas durante o processo de fabricação, de modo a minimi-
zar o risco sobre perdas de lotes, otimizando, assim, as operações de produção, propiciando às em-
presas aumentar sua competitividade e, também, acelerar o desenvolvimento e lançamento de novos 
produtos no mercado. 
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