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Amostragem, tipos e manuseio de amostras Prof. Flávio Soares Silva 2018 Conteúdo O processo analítico; Amostragem; Tipos de amostras; Manuseio de amostras A Análise Quantitativa Seleção do Método Obtenção da amostra Processamento da amostra Realização da Dissolução química A amostra é Solúvel? Não Propriedade mensurável? Eliminação das interferências Medidas da Propriedade X Cálculo dos resultados Estimativa da confiabilidade dos resultados Mudança da forma química Não Qual técnica utilizar? Métodos Clássicos (Gravimetria, Volumetria); Métodos Ópticos (Espectroscopia de Emissão; Espectroscopia de Absorção); Métodos Eletroanalíticos (Potenciometria, Condutimetria); Métodos de Separação (CG, HPLC); Outros métodos (Métodos Térmicos, Espectroscopia de Massas). Exemplo: Determinação de Ni em Aço Volumetria Fluorescência de Raio-X 1° Dissolução da amostra em mistura ácida 1° Prensar a amostra em um disco plano 2° Evaporar para eliminar o excesso de ácidos 2° Polir a superfície 3° Elevar o volume ajustando o pH 3° Leitura instrumental 4° Precipitar o Ni com DMG 5 ° Filtrar o precipitado 6° Redissolver em ácido 7° Ajustar o pH e adicionar indicador 8° Titular Seleção do método Qual o nível de exatidão requerido? Quantas amostras serão analisadas? Qual o nível de concentração do analito? Quais os recursos (R$) disponíveis? Comparação entre diferentes métodos quantitativos Classificação por dimensão da amostra Classificação pelo nível do analito Obtenção da amostra Representatividade (Materiais homogêneos e heterogêneos); Definição dos pontos de amostragem; dos procedimentos de campo, da conserv. das amostras; - Em alguns casos “screening” da área. Obtenção da amostra Exemplo: Avaliar a constituição quantitativa (rendimento médio) em uma reação química em batelada Determinação de Al em oceano Armazenamento da amostra Somente em situações simples estará a amostra em forma conveniente para a análise sem necessitar um pré-tratamento, para converter numa forma mais adequada para análise; Este tratamento pode ou não envolver alguma forma de separação/reação; Tratamento da amostra Há métodos quantitativos sem nenhum tratamento da amostra Há métodos quantitativos com tratamento da amostra Calibração e medidas É a obtenção de dados analíticos primários a partir de padrões adequadamente preparados. É a obtenção de dados analíticos primários utilizando a amostra pré-tratada. Erros em função da concentração dos analitos Avaliação É o trabalho de interpretação das medidas primárias (resultados) obtidos com a amostra e o padrão, para produzir o resultado final. Ação É a utilização dos resultados finais expressos num relatório, para permitir a tomada de uma decisão em relação ao problema inicial. Pré-tratamento preliminares Moagem ou trituração de sólidos; Preparação de amostras para análise; Secagem/calcinação de amostras; Operações diversas. Trituração de sólidos Amostras finamente pulverizadas são mais homogêneas (maior precisão e exatidão na amostragem); São mais facilmente extraídas; Amostras contendo voláteis; Moinho de esferas/bolas Rotação: 825 rotações/minuto Materiais duros: bolas de aço, ágata e carbeto de tugstênio. Materiais moles: bolas de plástico. Almofariz e pistilo de ágata Almofariz e pistilo de aço Almofariz e pistilo de cerâmica Almofariz de Diamante (Plattner) Extração Orgânicos; - Explosivos - Combustíveis - Pesticidas - Drogas - Acelerantes Inorgânicos; - Corrosivos; - Explosivos; - Precursores; - Adulterantes; Extração por Soxhlet Extração de Capsaicina (pimenta) utilizando Soxhlet Extração líquido-líquido (LLE) Extração sólido-líquido (SPE) Micro extração em fase sólida (SPME) SPME – Extração de sangue/plantas Análise O método deve ser eficiente, simples e rápido; O método deve causar perda mínima do analito; O método deve ser seletivo; Análise de inorgânicos Ácidos: fluorídrico (silicatos), clorídrico, fosfórico (óxidos refratários) sulfúrico, perclórico, nítrico, misturas ácidas oxidantes; Fusões alcalinas, com carbonatos (Na2CO3) dissolvem óxidos ácidos de Si, hidróxidos e boratos alcalinos (cimentos e minérios). Inorgânicos Inorgânicos; - Corrosivos; - Explosivos; - Precursores; - Adulterantes; - Venenos; Queimadura – H2SO4 Fonte: Google imagens. Envenamento – Dioxina Viktor Yushchenko (Candidato a presidência da Ucrânia), Leite – H2O2 Determinação de diferentes materiais/substâncias Metais; Ácidos/Bases/Sais/Óxidos; Sulfetos; Carbonatos; Fosfatos; Silicatos; Voláteis (Hg, HCl, NOx). Determinação Quantitativa Amostragem; Preservação das amostras Análise quantitativa em solução; Digestão por via úmida é o processo de decomposição oxidativa de amostras por reagentes oxidantes líquidos. Exemplos: HNO3, H2SO4, HClO4 e misturas de ácidos. Amostra Sólida Britagem (1-5 mm) em 0,1 a 10 g de amostra; Ver composição da liga Pode contaminar a amostra com Fe e Mn (material de composição) Quarteamento Mistura de sólidos; Reduz o tamanho da amostra com representatividade evitando o tratamento de grandes volumes. Pulverização Moinhos (bolas ou facas); Almofariz (gral) com pistilo Reduz o tamanho da amostra com representatividade evitando o tratamento de grandes volumes. Pode contaminar a amostra com quartzo Peneiração Granulometria específica; Unidades (Mesh) 80 mesh = 0,177 mm 100 mesh = 0,149 mm > mesh <mm Peneiração Agitador de peneiras Análise de inorgânicos Recipientes de Teflon/platina. Utilização de forno micro-ondas (pressão interna pode exceder 80 atm). Exemplo: 0,25 g de tecido animal pode ser digerido (análise de metais), colocando-se a amostra em um recipiente de teflon, contendo 1,5 mL de HNO3 e 1,5 mL de H2SO4 de alta pureza. A amostra é aquecida em micro-ondas (700 W) por 60 segundos. Redução de volume Nas análise quantitativas é conveniente reduzir o volume de uma solução, ou evaporar a solução quase a seco. Métodos instrumentais comuns Atividade para 04/04 Procure um trabalho de pesquisa que discuta o desenvolvimento ou a utilização de um método analítico. Periódicos Capes (www.periodicos.capes.gov.br/) Web of Science (http://apps.webofknowledge.com/WOS_CitedReferenceSearch_input.do?product=WOS&SID=4AiB%40kmFpG2PlhgheoL); Science Direct (www.sciencedirect.com); Google acadêmico (scholar.google.com.br/). Sielo (http://www.scielo.org/php/index.php) SciFinder (https://scifinder.cas.org/) Atividade para 04/04 Identifique no trabalho: A) A amostra, o analito, B) O método analítico, o procedimento utilizado. O tratamento da amostra; C) Método clássico ou instrumental? Qual técnica? D) O tipo de pergunta ou problema em questão; E) O formato da análise (qualitativa, quantitativa, instrumental, ultra-traço, majoritária, etc.) Atividade avaliativa O teor de ferro em alimentos é um parâmetro importante para indivíduos que possuem anemia por carência de ferro. Na determinação de ferro em couve, julgue os ítens (verdadeiro e falso) justificando a resposta: (A) Para a digestão do ferro em couve é necessário extrair o analito com n-hexano; (B) Antes da precipitação com NH4OH é necessário adicionar um agente oxidante; (C) Na lavagem do precipitado utiliza-se água deionizada; (D) Pesa-se o produto Fe(OH)3 (s)para fazer o cálculo dos resultados. image12.png image9.png image16.png image8.png image18.png image17.png image2.png image15.png image19.png image20.png image5.png image11.png image1.png image13.jpg image4.png image3.png image6.jpg image10.png image14.png image7.jpg image25.jpg image26.png image23.png image36.jpg image34.jpg image27.jpg image21.jpg image29.png image33.png image24.png image32.png image22.png image31.jpg image28.jpg image30.png image35.png