1_Aula_Quimica_Analitica_Instrumental_Experimental_Aspectos_gerais_Preparo_amost (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO
Química Analítica Instrumental 
Aspectos Gerais das Técnicas Espectroscópica: 
Preparo de Amostras 
Prof.: Dr. Claudemir Gomes de Santana
São Luís, 2024.1
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1- Técnicas Espectroanalíticas
- Espectrofometria de UV/VIS;
- Espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS) ;
- Espectrometria de absorção atômica em forno de grafite GFAAS ;
- Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Acoplado Indutivamente.
ICP OES;
- Espectrometria de Emissão Atômica;
- Espectrometria de Massa por Plasmas- ICP-MS;
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Aspecto comum: As amostras são usualmente 
tratadas e introduzidas na forma de soluções. 
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5. Separação: eliminação de interferências; 
6. Execução de medidas (sinal analítico x concentração: calibração);
7. Cálculo dos resultados e estimativa de confiabilidade (validação); 
8. Ação .
2- Principais etapas de uma análise química 
1. Definição do problema;
2. Seleção do método; 
3. Amostragem: coleta de uma amostra representativa; preparo da amostra 
laboratorial; replicatas
4. Preparo da amostra: obtenção de soluções a partir da amostra
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ETAPAS DO PROCESSO DE ANÁLISE
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Figura 01- Fluxograma mostrando as etapas em uma análise quantitativa. 
Existe grande número de caminhos possíveis para percorrer as etapas em uma análise
quantitativa. No exemplo mais simples, representado pela sequencia vertical mede-se a
propriedade do analito e estima-se a confiabilidade dos resultados. Dependendo da
complexidade da amostra e do método analítico escolhido, várias outras etapas podem ser
necessárias.
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PROBLEMA ANALÍTICO - DEFINIÇÃO
Traduzir questões gerais, em questões especificas acessíveis que possam ser
reproduzidas através de medidas químicas.
•Quanta albumina existe nesta amostra de soro sanguíneo?
•Quanto chumbo existe na água da torneira? 
•Esta amostra de aço contém pequenas quantidades de cromo, tungstênio e manganês,
quanto de cada um?
•Avaliação dos níveis de concentração de herbicidas em um lote de amostras.
• Qual a concentração de mercúrio na água subterrânea de São Luís?
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Exemplos:
Controle de qualidade (matéria prima e/ou produto final);
Controle de produção (adição de C, Ni, Cr na fabricação de aço);
Avaliação ambiental (poluentes): Controle da Qualidade do ar, Controle de águas
superficiais e subterrâneas, monitoramento de derramamento de óleo em águas ou no
solo.
Exposição ocupacional (análise do ambiente ou fluídos biológicos)
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ESCOLHA - FATORES
1) Faixa de concentração da espécie a ser analisada:
- componente majoritário (métodos clássicos) ou - componente traço (métodos mais sensíveis –
instrumentais)?
- OBS: Quanto menor o nível de concentração analisado, mais critico será o risco de
contaminação a partir de reagente e aparatos.
-Traço - menor que 0,01%
-Micro - 0,01 a 1%
-Macro - 1 a 100%
2) Nível de exatidão desejado:
O tempo requerido para a uma análise aumenta de forma exponencial com nível de
exatidão desejado.
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3) Componentes presentes na amostra
– Interferentes: É necessário conhecer a composição química aproximada da amostra
antes de selecionar um método para a determinação quantitativa de um ou mais
componentes. Uma análise qualitativa pode ser realizada para uma triagem da amostra
identificando componente que possam interferir no método a ser escolhido.
ESCOLHA - FATORES 
4) Propriedade física e química da amostra bruta
-Homogeneização -Perdas por volatilidade -Alteração da composição, durante
armazenamento ou sob condições de análise -Métodos para decomposição ou
dissolução da amostra sem perda de analito
5) Número de amostras e tempo de análise
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DEFINIÇÕES
Amostra: Porção do material coletado para análise;
Matriz: Conjunto de substâncias que compõem uma amostra ;
Analito: Substância em particular que interessa medir ou estudar ;
Fonte: Claudemir G. Santana, Baia de São Marcos – São Luis
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MÉTODO ANALÍTICO
Um método em que a quantidade medida é definida pela sequência encontrada em
conformidade com o procedimento estabelecido (IUPAC, 1995) .
A abordagem utilizada para examinar a amostra e seu analito.
Métodos clássicos: produzem resultados usando quantidades determinadas
experimentalmente, como massa ou volume juntamente com massas atômicas ou
moleculares e reações bem definidas.
Métodos instrumentais: utiliza um sinal gerado por um instrumento para detectar a quantidade de
um analito em uma amostra.
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MÉTODO ANALÍTICO
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Quais os fatores desejável no método escolhido?
a) Método deve ser eficiente e, sempre que possível simples e rápido;
b) Não deve causar danos ao recipiente no qual a amostra será tratada;
c) Não deve causar qualquer perda do constituinte de interesse;
d) Não deve permitir ou promover contaminação dos constituintes a serem
determinados, inserções de interferentes, a não ser que possam ser facilmente
removidos.
e) Máxima segurança operacional
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AMOSTRAGEM
Amostragem é o processo de selecionar uma amostra bruta representativa de um
lote ou população a ser investigada, refletindo adequadamente as propriedades
de interesse .
Preparo da amostra é o processo que converte uma amostra bruta em uma amostra de
laboratório homogênea. Também, referem-se, as etapas que eliminam as espécies
interferentes ou que concentram os constituintes em análise. (pré-tratamento, tratamentos
preliminares, etc.)
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ANÁLISE QUÍMICA 
Medir a concentração do analito em várias alíquotas idênticas (replicatas) para avaliar a
incerteza da análise.
Para cada método devem ser verificadas todas as variáveis que afetam a análise
propriamente dita, além dos interferentes químicos ou não, para que não haja
comprometimento do resultado.
TRATAMENTO DE DADOS
Métodos de calibração (instrumentais) 
Comparação com padrões analíticos certificados
Tratamento estatístico sempre que necessário, para validar os resultados 
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APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS
O cuidado com todo processo de análise é muito importante, porque o resultado
obtido é um número. Este número muitas vezes pode gerar ações imediatas de órgãos
oficiais de saneamento básico, saúde pública ou ainda controle ambiental.
Ex: retirada de produtos do mercado, fechamento de indústrias, iniciação para uma 
cirurgia, etc. 
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APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS
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APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS
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Eliminação das Interferências
 Interferência ou interferente é uma espécie que causa um erro na análise pelo
aumento ou atenuação (diminuição) da quantidade que está sendo medida.
 Um plano deve ser traçado para se isolar os analitos das interferências antes que
a medida final seja feita. Não há regras claras e rápidas para a eliminação de
interferências; de fato, a resolução desse problema pode ser o aspecto mais
crítico de uma análise
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Calibração e Medida da Concentração
Todos os resultados analíticos dependem de uma medida final X de uma propriedade
física ou química do analito.
Essa propriedade deve variar de uma forma conhecida e reprodutível com a
concentração CA do analito.
Idealmente, a medida da propriedade é diretamente proporcional à concentração. Isto 
é:
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Fonte: www.engearconsultoria.com
Fonte: CGS Assessoria Técnica
Fonte: Excelencia Ambiental
Como avaliar e definir ações de
prevenção e controle?
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https://www2.cprh.pe.gov.br/
Fonte:https://estado.sc.gov.br/Fonte: https://www.hexis.com.br/
Fonte: www.brasilia Ambiental
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3- Preparo de Amostra
A etapa de preparo da amostra é geralmente a mais cara e que envolve mais 
consumo de tempo e esforço; 
O tempo total envolvido na análise pode ser determinado pelo tempo gasto na
etapa de preparo da amostra (“Amostragem e preparo de amostra ainda
determinam o tempo total de análise e são etapas limitantes do processo”.)
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Preparo de amostras para determinações inorgânicas e orgânicas
DEPENDE DO TIPO DE TECNICA A SER USADA:
•Técnicas aplicáveis a amostras sólidas, líquidas e suspensões
-Análise por ativação neutrônica
-Fluorescência de raios-X
-Absorção atômica com forno de grafite
• Técnicas aplicáveis a amostras sólidas
-Espectrometria de emissão com arco ou faísca
-Analise elementar, CHN (e S)
-Emissão óptica em plasma induzido por “laser” (LIBS)
• Técnicas aplicáveis a amostras liquidas (rotinas)
- Demais técnicas espectrométricas
- Técnicas eletroanalíticas e de separação
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Definições
Amostra sólida, líquida ou gasosa é dissolvida em um líquido adequado sob baixas temperaturas,
envolvendo ou não reação química.
1. Dissolução direta em água ou solução aquosa sem mudança química
2. Dissolução em ácido, ou mistura de ácidos, com mudança química
3. Dissolução após fusão da amostra com fundente apropriado
Digestão, abertura, decomposição:
Conversão dos componentes de uma matriz em uma forma mais simples. 
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4- Fusão
Aplicação:
•Materiais que não são dissolvidos em ácidos minerais concentrados à quente, ou que são
atacados lentamente ou parcialmente.
•Materiais que formam soluções ácidas instáveis, apresentando componentes com
tendência a precipitar.
Amostras:
-Cimentos ; -Aluminatos ; -Silicatos ; -Minérios de Ti e Zr; -Minerais mistos de Be, Si, Al
-Resíduos insolúveis de minérios de ferros; – Óxidos de cromo, silício e ferro ; -Óxidos
mistos de tungstênio, silício e alumínio
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Fusão - Reação heterogênea, realizada em altas temperaturas, entre um fundente
e o material da amostra.
Como resultado deste procedimento, um mineral original ou fases refratárias são
convertidas em formas sólidas diferentes que são facilmente dissolvidas em ácidos,
bases ou em água.
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5- Decomposição por via úmida
 A decomposição de materiais orgânicos ou biológicos por via úmida implica em aquecimento da
amostra na presença de um ácido mineral oxidante concentrado, de misturas de ácidos oxidantes,
ou mistura de um ácido oxidantes com peróxido de hidrogênio.
 Torna-se possível oxidar completamente a maioria das amostras, deixando os elementos a serem
determinados na solução ácida em formas inorgânicas simples e apropriadas para análise, se os
ácidos forem suficientemente oxidantes, e se o aquecimento for feito a temperaturas elevadas
durante um período de tempo adequado.
 Os ácidos com propriedades oxidantes usados na decomposição por via úmida de amostras
orgânicas ou biológicas são o HNO3 , H2SO4 e HClO4 .
 Estes podem ser usados individualmente (exceto HClO4 ) ou combinados uns com os outros.
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5- Decomposição por via úmida
É particularmente útil para a determinação de baixas concentrações de elementos
em vários tipos de amostra, porque muitos analitos de interesse são convertidos em
cátions inorgânicos simples não voláteis, que permanecem em meio ácido.
A principal vantagem de decomposições por via úmida, com relação à maioria dos
métodos de decomposição por via seca, são as menores temperaturas
empregadas, o que diminui os riscos de perdas por volatilização.
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6- Sistemas abertos
Uma das técnicas mais antigas de preparo e método de decomposição mais comum em laboratórios
• Baixo custo 
• Análises de rotina 
• Maior velocidade analítica se comparada à digestão via seca 
• Segurança
• Limitações impostas pela temperatura de ebulição dos ácidos
• Amostras com alto teor de gordura e proteínas não são digeridas completamente 
• Falta de controle da energia depositada na amostra 
• Maior risco de contaminação
▫ Ar
▫ Reagente utilizados (grande volume) e frascos (grande área) 
▫ Perdas por volatilização 
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7- Aquecimento convencional
 Bico de Bunsen, placa de aquecimento, banho de areia, bloco digestor 
 Temperatura fixa ou programa de aquecimento 
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8- Sistemas fechados
Efeito sinérgico entre temperatura e pressão: temperaturas acima do ponto de ebulição do ácido
• Digestão completa (ou quase) 
• Menor perda por volatilização 
• Digestão à baixa pressão 
• < 20 bar 
• T < 180oC 
• Digestão à alta pressão 
• Pressão pode chegar acima de 70 bar 
• Temperatura pode exceder 300oC 
• Desvantagens: tempo longo para aquecimento e resfriamento dos frascos de digestão, tamanho 
da amostra reduzido e impossibilidade de checar o progresso da digestão .
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9- Extração assistida por ultrassom
A irradiação de ultrassom em soluções induz o fenômeno de cavitação acústica no meio líquido. Na
interface sólido-líquido ocorre, crescimento e implosão de bolhas de cavitação que leva a formação de
micro jatos com energia suficiente para causar fragmentação das partículas e aumento da área superficial
para extração.
Há também o surgimento de fissuras através das quais a solução extratora poderá penetrar no interior das 
partículas.
Há diminuição do gradiente de concentração pelo aumento do transporte de massas ocasionado pela 
turbulência e micro jatos.
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REFERÊNCIAS 
1- Aula_Química_Analitica_prof. Claudemir Santana
2- https://www2.ufjf.br/nupis//files/2016/04/aula-10-Preparo-de-amostras.pdf;
3- Sites de fornecedores de produtos de laboratório.