Aula 1 quanti 2023-2

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Química Analítica 
Quantitativa
Profa. Danielle
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Centro Multidisciplinar UFRJ – Macaé
Instituto Multidisciplinar de Química
Química Analítica
Química Analítica
A análise envolve a identificação e a determinação da composição, mas, 
modernamente, inclui também a determinação da estrutura química e 
medidas de propriedades físicas.
Química: é uma ciência que estuda a natureza, as propriedades,
a composição e as transformações da matéria.
Química Analítica: uma ciência experimental, compreende o
ramo da Química que trata da identificação e determinação da
composição dos constituintes de uma determinada amostra.
Química Analítica
Qualitativa: detecção e identificação dos elementos presentes
em uma amostra
Quantitativa: métodos e técnicas usados para determinar as
quantidades relativas dos componentes
Conforme a natureza da análise, a Química Analítica é classificada como 
Química Analítica Qualitativa e Química Analítica Quantitativa
Química Analítica Quantitativa
A química analítica quantitativa desempenha um papel
fundamental junto a indústria moderna:
 exame de matérias primas;
 controle dos materiais nas diferentes fases de produção;
 avaliação da qualidade dos produtos parcial ou totalmente
acabados.
Há um permanente trabalho de pesquisa que envolve o uso de
métodos analíticos:
 em estudos relacionados com o emprego de novos processos
tecnológicos;
 na melhoria dos padrões de qualidade dos produtos;
 elaboração de novos métodos analíticos de controle.
Métodos de análise quantitativa
As análises podem ser classificadas sob diversos aspectos: 
quanto ao material analisado, 
ao método empregado, 
à informação requerida, 
à quantidade da amostra
Análise Quantitativa
Com relação à informação requerida, a análise quantitativa pode ser de
cinco tipos:
- Análise parcial: análise na qual apenas alguns constituintes da
amostra são analisados
- Análise completa: todos os componentes são analisados
- Análise aproximada: análise na qual a exatidão dos métodos
empregados é apenas razoável.
- Análise exata: requer o emprego de métodos precisos e exatos.
- Análise de traços: denominam-se “traços” os componentes presentes
na amostra em quantidades muito pequenas
Análise Química
Tipo de análise Massa (mg) Volume (μL)
Macro > 100 > 100
Meso (semimicro) 10 - 100 50 - 100
Submicro 1 - 10 < 50
Ultramicro < 1 < 50
Classificação da Análise Quantitativa Quanto à Quantidade de Amostra
Análise Química
Classificação com base na proporção do constituinte:
Tipo de constituinte Porcentagem do constituinte
Constituinte principal 1 a 100%
Microconstituinte 0,01 a 1%
Traço 102 a 10-4 ppm
Microtraço 10-4 a 10-7 ppm
Nanotraço 10-7 a 10-10 ppm
Ricardo Bastos Cunha, 2001
Métodos de análise quantitativa
Os resultados de uma análise quantitativa podem ser computados a 
partir de duas séries de medidas: 
1) medidas de massa ou volume; 
2) medidas de propriedades proporcionais à quantidade do analito
na amostra.
Métodos de análise quantitativa
Classificação geral subclassificação Propriedade física
Métodos clássicos Gravimetria / volumetria Massa / volume
Métodos ópticos Espectroscopia de Emissão / 
Espectroscopia de Absorção / 
Turbidimetria / Nefelometria / 
Polarimetria / Refratometria
Emissão de radiação / 
absorção de radiação / 
espalhamento de 
radiação / refração de 
radiação / rotação de 
radiação
Métodos 
eletroanalíticos
Potenciometria / condutometria
/ polarografia / amperometria / 
coulometria
Potencial elétrico / 
condutância elétrica / 
corrente de difusão / 
quantidade de 
eletricidade
Métodos diversos Método da condutividade 
térmica / espectroscopia de 
massa / métodos radioquímicos
Condutividade térmica / 
relação massa-carga / 
desintegração 
radioativa
Estequiométricos Não estequiométricos
Substancia é decomposta ou 
reage com outra substancia
A medida da quantidade do
produto resultante ou do reagente
utilizado permite calcular a
quantidade da substancia de
interesse com auxílio das leis da
estequiometria
Utiliza-se uma propriedade física
mensurável como medida da
quantidade (ou concentração) da
substancia desejada.
Propriedades físicas não podem ser
diretamente relacionadas à
quantidade da substancia procurada
através das leis da estequiometria
Análise Química
Os passos de uma análise química:
1º) Definição do problema;
2º) Escolha do método → pesquisa bibliográfica;
3º) Amostragem → reduzir a um volume condizente com as condições
de análise;
4º) Pré-tratamento da amostra → abertura da amostra e remoção dos
interferentes;
5º) Calibração e medição;
6º) Avaliação → análise estatística dos resultados;
7º) Ação → o que fazer com o resultado.
Análise Química: Limitações dos métodos 
analíticos 
A medida de uma quantidade física envolve sempre 3 elementos:
 o sistema em estudo;
 o instrumental usado na realização da medida;
 o observador.
Mesmo quando estes 3 elementos são idênticos, os resultados obtidos nas
sucessivas medidas diferirão, em maior ou menor extensão, do valor verdadeiro,
de uma parte, e também entre si, de outra parte.
Exatidão  É a concordância entre uma medida e o valor verdadeiro ou mais
provável da grandeza.
Precisão  é a concordância em uma série de medidas de uma dada grandeza.
É possível ocorrer precisão sem exatidão, mas o contrário não pode ocorrer.
Exatidão e Precisão
Sensibilidade, Seletividade, Limite de Detecção
Sensibilidade: capacidade de um método ou instrumento de distinguir
pequenas variações de concentração do analito. É a variação da
resposta em função da concentração do analito e depende da natureza
do analito e da técnica de detecção utilizada.
Seletividade: é a habilidade de um método em detectar vários analitos
distinguindo-os entre si.
Limite de detecção: corresponde à menor concentração ou massa do
analito que pode ser detectada e cuja medição é confiável.
Concentração:
- é a relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solvente
ou de solução
- fornece a quantidade de soluto que está presente numa determinada
quantidade de solvente ou solução.
Expressão da Concentração de Soluções e do Analito
No Sistema Internacional de Medidas, SI, a concentração em 
quantidade de matéria ou, simplesmente, concentração, é uma 
grandeza expressa em mol m-3. Porém outras unidades são 
usadas como mol dm-3 ou mol L-1.
Concentração em Termos Percentuais
Massa por volume (% m/v)
Massa por massa (% m/m) 
Volume por volume (% v/v)
Unidades de Concentração
Concentração Molar (C)
C = [nº mols de soluto] / Volume de solução (L)
C = [nº milimols de soluto] / Volume de solução (mL) 
Unidades de Concentrações de Soluções Diluídas ou de
Pequenas Quantidades “Traços” do Analito
ppm = [massa de soluto ] / massa de solução x 106
mg/kg mg/L µL/L
ppb = [massa de soluto]/ massa de solução x 109
µg/kg µg/L ƞL/L
Tratamento Estatístico
 para uma melhor interpretação analítica, muitas vezes são
necessários tratamentos estatísticos dos dados obtidos na medida
ou calculados a partir dessas medidas.
Algarismos significativos
O valor abaixo representa a massa de um objeto que foi pesado 
em uma balança analítica:
Massa = 2,2516 ± 0,0001 g (O que significa?)
Algarismos significativos
Uma vez decidido o que caracteriza o
tamanho do besouro, qual das alternativas
abaixo melhor caracteriza a medida do
tamanho do besouro?
a) Entre 0 e 1 cm
b) Entre 1 e 2 cm
c) Entre 1,5 e 1,6 cm
d) Entre 1,54 e 1,56 cm
e) Entre 1,546 e 1,547 cm 
Qual a diferença entre 5,0 m e 5,00 m?
Algarismos significativos
Os zeros podem ou não ser significativos;
1) 5004 kg (zero é algarismo significativo);
2) 0,05 cm (zero não é algarismo significativo);
3) 6,0 (zero é algarismo significativo);
4) 230 (zero pode ou não ser significativo)
Todos os dígitos diferentes de zero em uma medida 
são algarismos significativos;
Utilização de algarismos significativos na resoluçãode 
problemas
Exemplo: 
Calcular a área de um retângulo cujas medidas dos comprimentos dos 
lados são 8,344 cm e 8,4 cm:
Área = (8,344 cm) (8,4 cm) = 70,0896 cm2
Arredondamos para 70 cm2
Deve-se prestar atenção no dígito mais à esquerda a ser 
descartado.
Em cálculos envolvendo duas ou mais etapas ?
Regra de arredondamento
Se à direita do último algarismo significativo houver um algarismo maior que 
5, somar 1.
Exemplo: 4,77  4,8
Se à direita do último algarismo significativo houver um algarismo menor que, 
mantem-se o primeiro algarismo duvidoso.
Exemplo: 4,74  4,7
Caso o algarismo à direita do último significativo for 5, usar a regra do 
par/ímpar
Exemplos:
Último algarismo significativo for par: 8,85  8,8
Último algarismo significativo for ímpar: 8,75  8,8
Classificacao de erros
Erros Determinados ou Sistemáticos  são erros que podem ser
evitados ou cuja origem pode ser determinada. Os erros
sistemáticos podem ser:
Erros operacionais – erros causados pelo analista
Erros instrumentais e de reagentes – relacionados com as
imperfeições dos instrumentos, aparelhos volumétricos e reagentes.
Erros de método – são inerentes ao próprio método
Análise Química: Tipos de erros
Erros Indeterminados ou aleatórios  são erros cuja origem
não pode ser detectada.
Esses erros afetam a precisão da medida e seguem as leis da
probabilidade, devendo ser tratados estatisticamente. Admite-se
que os erros indeterminados seguem a lei de distribuição
normal ou distribuição de Gauss
Média Aritmética ou Valor mais Provável 
A média aritmética de n medidas de uma grandeza física Xi , é expressa 
por:
X = x1 + x2 + ...xn / n
Quanto maior o número de medidas, maior a aproximação de X com o
valor verdadeiro XV, maior a confiabilidade dos valores medidos.
Erro e Desvio de uma Medida
 Em geral, a exatidão de uma medida é descrita em termos do erro
absoluto (E).
Erro Absoluto (E) e Erro Relativo (Er)
O erro absoluto (E) é definido pela seguinte expressão matemática:
E = Xi – XV
onde: E = erro absoluto; Xi = valor de uma medida; XV = valor
verdadeiro ou aceito
Erro relativo (Er ) em partes por cem (%) ou em partes por mil (‰).
Er = [E / XV ] x 100 (%, em partes por cem)
Er = [E / XV ] x 1000 (‰, em partes por mil)
Desvio Absoluto ou Aparente (d) e Desvio Relativo (dr )
Desvio absoluto
d = Xi – X
Desvio relativo
dr = d/X x 100 (%, em partes por cem)
dr = d/X x 1000 (‰, em partes por mil)
O erro relativo é uma medida da exatidão e o desvio relativo é uma
medida da precisão.
Erros relativos pequenos indicam uma boa exatidão, e desvios relativos
baixos significam boa precisão.
Precisão
A precisão de uma medida e a precisão da média podem ser expressas 
através de vários parâmetros.
A precisão de uma medida é expressa pelo desvio médio e o desvio
padrão, considerando-se o número de medidas.
Para um Pequeno Número de Medidas ou Determinações (n < 10)
Desvio Médio (d): é a estimativa da precisão mais usada em análises
químicas.
d = | Xi - X| / n
onde: Xi = valor medido; X = média aritmética dos valores medidos;
n = número de medidas (n < 10)
Precisão
Desvio Padrão (s): outro parâmetro empregado para avaliar a precisão
de uma medida.
s = [ (Xi – X)2 ] / ( n-1)
Em Química Analítica é comum expressar-se o desvio médio e o desvio
padrão em termos relativos.
Desvio médio relativo: dr(%) = (d/X) x 100 (%, em partes por cem)
Desvio padrão relativo: sr(%) = (s/X ) x 100 (%, em partes por cem)
Limites de Confiança da Média
Os intervalos de confiança mais comumente usados são os de 95% e 
99% de probabilidade.
Para um pequeno número de medidas (n < 10):
μ = X ± t s/√ n
Rejeição de Resultados
Em um conjunto de resultados ou dados analíticos, alguns valores
diferem consideravelmente dos demais  A aceitação ou rejeição
desses valores deve ser feita por tratamentos estatísticos.
Teste Q
Qcalculado = |(Valor suspeito) – (Valor mais próximo ao valor suspeito)|
Valor maior – valor menor (ou faixa)
A interpretação do teste consiste em:
a) se o valor de Q calculado for maior ou igual ao valor de Q tabelado, o
valor suspeito deve ser rejeitado:
b) se o valor de Q calculado for menor que o valor de Q tabelado, o
valor suspeito deve ser aceito e incluído nos resultados finais.