Aula de introdução à química analítica

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Química Analítica 1
Prof.Dr. Wander Gustavo Botero
1-Introdução a Química Analítica, soluções, concentracões
Principais livros de Química Analítica
Investigação Analítica
Problema
Amostra Método
Química 
Analítica
vTrês componentes de uma investigação analítica
Referencia: Betteridge, D., Anal. Chem., 48(1976)1034A
Processo Analítico
Problema
Objeto de Investigação
Ruídos & Erros
Amostra
Porção
de
medida
Valores
obtidos
Resultados
Analíticos
Informações 
Químicas
Interpretação
Caracterização,
ClassificaçãoAmostragem
Estratégias de
Amostragem
Preparação Medida
A
ná
lis
e 
de
 d
ad
os
Avaliação
Analise Química e Química Analítica
RESUMO
c Química Analítica: assemelha-se a estratégia.
“Está preocupado com o aspecto geral e mais abrangente da
análise”.
c Análise Química: assemelha-se a tática.
“Está preocupado com o aspecto mais específico da análise”.
Divisão da Química Analítica
} A) Química Analítica Qualitativa
} - Separar e identificar os elementos presentes em amostras
fazendo uso de fundamentos básicos da Química Analítica.
} B) Química Analítica Quantitativa
} - Quantificar os elementos presentes em amostras fazendo
uso de fundamentos básicos da Química Analítica.
- Método clássico ou estequiométrico: Gravimetria e
Volumetria.
- Método instrumental ou não estequiométrico
Análise Qualitativa
ØNa Análise Qualitativa uma reação é capaz de prover informações sobre
o que é e a estimativa de quantidade de um constituinte na amostra em
estudo.
ØNos procedimentos utilizados em análise química qualitativa, os
elementos ou íons, para serem detectados, são geralmente convertidos
para compostos que apresentam alguma propriedade física ou química
específica, tais como Cor, Baixa Solubilidade, Reações Características
durante a formação ou decomposição, etc.
ØA mudança química envolvida e conhecida como Reação Analítica, e a
substância responsável por esta mudança é chamada Reagente Analítico.
Análise Qualitativa
Principais funções do reagente analítico:
ü Isolar uma espécie
ü Reagir com a espécie ou alterar a espécie de modo que o processo da
reação ou o produto da reação possa ser detectado ou medido
ü Prover um indicador
ü Produzir o ambiente químico adequado durante a análise
Antes do equilíbrio vamos 
ver o que é mais 
importante 
9
soluções mol
Concentração Reagente limitante
Reações químicas
Massa molar
Química Analítica: reações químicas em solução
aquosa (ensaios por via úmida).
Química Analítica: princípios gerais
Imagem disponível em: https://kasvi.com.br/preparo-de-solucoes-laboratorio-
concentracao-fator-diluicao-seriada/
Quantidade Física Nome da Unidade Abreviatura
Massa Quilograma kg
Comprimento Metro m
Tempo Segundo s
Temperatura Kelvin K
Quantidade de Substância Mol mol
Corrente Elétrica Ampère A
Intensidade Luminosa Candela cd
Tabela 1. Unidades básicas do Sistema Internacional (SI)
Soluções: uma breve revisão
1. Unidades do sistema internacional (SI)
2. Prefixos importantes
Prefixo Abreviatura Multiplicador
Tera- T 1012
Giga- G 109
Mega- M 106
Kilo- k 103
Hecto- h 102
Deca- da 101
Deci- d 10-1
Centi- c 10-2
Mili- m 10-3
Micro- µ 10-6
Nano- n 10-9
Pico- p 10-12
Femto- f 10-15
3. Definição de soluções
Mistura homogênea (2 ou mais substâncias constituindo uma
única fase): apresenta o soluto e o solvente.
Soluto: substância dissolvida em um solvente para formar uma solução
Solvente: meio no qual um soluto é dissolvido para formar uma solução
Solução aquosa: água é o solvente da solução (solvente universal)
4. Concentração de soluções
Qual a melhor forma de expressar a concentração de um determinado
analito em uma dada amostra??
Definição: concentração informa a quantidade de soluto contida em um 
determinado volume, ou em uma determinada massa, de solução ou de 
solvente.
HSO3-
0,6 mg
6,0x10-4 g
3,7x10-6 mol
3,0 g / 100 g de acerola
3000 mg /100 g
3,0% (m/m) /100 g
0,016 mol /100 g
25 mg L-1
0,025 g L-1
2,5x10-3% (m/v)
3,1x10-4 mol L-1
Alguns parâmetros a se considerar:
Intervalo de concentração
Legislação
Tipo de cliente a qual a informação é direcionada
Adequação de unidades de concentração
4. Concentração de soluções – Tipos de concentração
4.1. Concentração comum (g L-1)
Concentração comum de uma solução contendo uma espécies química X é
dada pelo número de gramas da espécie que está contida em 1 L de solução.
m: massa do soluto em gramas
V: volume da solução em Litros
Unidade: g L-1
C8H9O2
151,16 g mol-1
Calcule a concentração em g L-1 de glicose
em 300 mL de água de coco. Considere que
existem 150 mg de glicose neste volume.
Caso a concentração de glicose fosse de
2,5x10-3 mol L-1 em 300 mL de água de
coco. Calcule a concentração de glicose em
g L-1.
C
mC =
V
4. Concentração de soluções – Tipos de concentração
4.2. Concentração molar (mol L-1)
Concentração molar (CM) de uma solução contendo a espécies química X é dada
pelo número de mols dessa espécie que está contida em 1 L de solução.
n: número de mols do soluto (mol)
V: Volume da solução em Litros (L)
Unidade: Mol L-1
Para cada 200 mL de um refrigerante de cola estão presentes
19 mg de cafeína (194,2 g mol-1). Calcule a concentração em
mol L-1 de cafeína no refrigerante.
M
nC =
V
4. Concentração de soluções – Tipos de concentração
4.3. Concentração molal ou molalidade (mol kg-1)
ATENÇÃO: Este tipo de concentração
não possui influência de temperatura.
Concentração Molal ou Molalidade se refere ao número de mols do soluto 
presente em uma determinada massa do solvente expressa em kilogramas.
n: número de mols do soluto (mol)
m: Massa do solvente em kg (kg)
Unidade: Mol kg-1
4. Concentração de soluções – Tipos de concentração
4.4. Concentração porcentual (Título)
Calcule a concentração em percentual de
gordura total (3 g) em uma barra de chocolate
de 150 g.
Calcule a concentração em percentual de etanol
(4,6 mL) em uma garrafa de cerveja de 600 mL.
Calcule a concentração em percentual de NaCl
(0,45 g) em 500 mL de soro fisiológico.
s
(m/m)
sol
mC = x100%
m
s
(m/v)
sol
mC = x100%
V
s
(v/v)
sol
VC = x100%
V
- massa/massa:
- massa/volume:
- volume/volume:
Massa do soluto em gramas por massa em gramas 
de solução:
Massa do soluto em gramas por volume em 
mL de solução:
Volume do soluto em mL por volume em mL de 
solução:
} O porcentual em massa é freqüentemente empregado para expressar a
concentração de reagentes aquosos comerciais. Por exemplo, o ácido
nítrico é vendido como uma solução a 65% (m/m), o que significa
que o reagente contém 65 g de HNO3 por 100 g de solução.
Porcentual em massa (m/m) =
4. Concentração de soluções – Tipos de concentração
4.4. Concentração porcentual (Título)
- massa/massa:
4. Concentração de soluções – Tipos de concentração
4.4. Concentração porcentual (Título)
- massa/volume:
} O porcentual em massa/volume é geralmente empregado para indicar a
composição de soluções aquosas diluídas de reagentes sólidos. Por
exemplo, o nitrato de prata a 5% aquoso normalmente refere-se a
uma solução preparada pela diluição de 5,0 g de nitrato de prata
em água suficiente para perfazer 100 mL de solução.
Porcentual em massa/volume (m/v) = 
4. Concentração de soluções – Tipos de concentração
4.4. Concentração porcentual (Título)
- volume/volume:
} O porcentual em volume é comumente utilizado para especificar a
concentração de um soluto preparado pela diluição de um composto líquido
puro em outro líquido. Por exemplo, uma solução aquosa de metanol a
5% descreve geralmente uma solução preparada pela diluição de 5,0
mL de metanol em água suficiente para perfazer 100 mL.
Porcentual em volume (v/v) =
4. Concentração de soluções – Tipos de concentração
4.5. Densidade ou massa específica
Refere-se a relação entre massa da solução e volume da solução:
4. Concentração de soluções – Tipos de concentração
4.6. Unidade de composição
ppm: representa massa em gramas de uma substância por milhão de 
gramas de solução (relação na ordemde 10-6) 
**mg L-1; mg kg-1; µg g-1
** Considerando a densidade de soluções aquosas de 
1,0 g mL-1
ppb: representa massa em gramas de uma substância por bilhão de 
gramas de solução (relação na ordem de 10-9) 
**µg L-1; µg kg-1; ng g-1
** Considerando a densidade de soluções aquosas 
de 1,0 g mL-1
} Para soluções muito diluídas, uma maneira conveniente de expressar a
concentração é em partes por milhão (ppm) ou partes por bilhão (ppb). Uma
regra útil para o cálculo envolvendo partes por milhão consiste em lembrar
que para soluções aquosas diluídas, cujas densidades são aproximadamente
1,00 g mL-1, 1 ppm = 1,00 mg L-1. Isto é:
Unidades de composição: ppm e ppb
mg L-1 é sempre equivalente a ppm (µg g-1) e µg L-1 é sempre equivalente a ppb
(ng g-1) ??? Será que isso sempre é válido?????)
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concentracao-fator-diluicao-seriada/
5. Diluição
Prática comum em química analítica: preparar solução
estoque e a partir dela diluir até chegar a
concentração desejada.
n1 = n2
C1xV1 = C2xV2
2 1
1 2
V CFD = ou 
V C
6. Estequiometria de reações
Estequiometria: palavra se origina do grego stoicheon (elemento) e metria 
(medida)
Definição: informação sobre a relação quantitativa entre quantidades
molares de reagentes consumidos e produtos formados na equação
química balanceada da reação
A Estequiometria de uma reação é a relação entre o 
número de mols de reagentes e produtos especificada 
por uma equação balanceada.
ou 
seja
} Uma equação química balanceada fornece as razões de 
combinação, ou estequiometria – em unidades de mols 
– de reagentes e seus produtos.
} Assim a equação
2NaI(aq) + Pb(NO3)2 ↔ PbI2(s) + 2NaNO3(aq)
} Indica que 2 mols de iodeto de sódio aquoso se
combinam com 1 mol de nitrato de chumbo aquoso para
produzir um mol de iodeto de chumbo sólido e 2 mols
de nitrato de sódio aquoso.
6. Estequiometria de reações
Reação Química
Representada por
Equação química
Coeficientes estequiométricos
Proporção entre os participantes da reação
na qual há
que expressam
Quantidade de matéria (mol)
essa proporção envolve
Os cálculos desse tipo constituem um processo de três etapas:
(1) Transformação da massa conhecida de uma substância, em
gramas, para o correspondente número de mols;
(2) multiplicação por um fator que considera a estequiometria;
(3) nova conversão dos dados em mols para a unidade métrica
requerida para a resposta.
7. Cálculos estequiométricos
EXEMPLO
(a) Qual a massa de AgNO3 (169,9 g mol-1) necessária para converter 2,33 g de
Na2CO3(106,0 g mol-1) para AgCO3 (b) Qual a massa de Ag2CO3 (275,7 g mol-1) que
será formada?
Equação: Na2CO3(aq) + 2AgNO3(aq) Ag2CO3(s) + 2NaNO3(aq)
Resolução:
(a) ETAPA 1
ETAPA 2 – A equação balanceada mostra que
ETAPA 3
(b)
Referências
1. Baccan, N.; de Andrade, J.C.; Godinho, O.E.S.; Barone, J.S., Química
Analítica Quantitativa Elementar, 3a edição (3a reimpressão), Editora
Edgard Blücher, São Paulo, 2005.
2. Harris, D.C., Análise Química Quantitativa, 6a Edição, LTC Editora, Rio de
Janeiro, RJ, 2005.
3. Skoog, D.A.; West, D.M.; Holler F.J.; Crouch, S.R., Fundamentos de
Química Analítica, Tradução da 8a edição Norte-Americana, Thomson
Learning, São Paulo, 2006.
4. Vogel, Arthur Israel . Analise inorgânica quantitativa. 4 ed. Rio de Janeiro:
Guanabara Dois, 1981. 690 p.
5. Vogel, Arthur Israel, 1905-. Química analítica qualitativa. 5 ed. São Paulo:
Mestre Jou, 1981. 665 p.
Bibliografia complementar:
- Harris, D.C., Explorando a Química Analítica, 4a Edição, LTC Editora, Rio de
Janeiro, RJ, 2011.
- Hage, D. S.; Carr, J. D. – Química Analítica e Análise Quantitativa – Pearson