[FIA] Roteiro

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ANÁLISE POR INJEÇÃO EM FLUXO
OBSERVAÇÃO: Trazer comprimido de paracetamol (Tylenol ou 
genérico) e tablete efervescente de vitamina C. 
Bibliografia 
Rocha F.R.P., Martelli,P.B., Reis, B.F., Química Nova, 23(1) 
p.119, 2000 e referências citadas. 
http://quimicanova.sbq.org.br/qn/qnol/ 
2000/vol23n1/v23_n1_%20%2821%29.pdf 
Introdução 
Os sistemas de análises em fluxo são empregados para 
automatizar procedimentos analíticos, minimizando o 
gerenciamento da amostra pelo analista, melhorando a precisão 
das medidas e aumentando o número de amostras processadas 
por unidade de tempo. Em muitos casos, o consumo de reagentes 
e a geração de resíduos são minimizados em comparação aos 
procedimentos realizados em batelada. Dentre as diversas 
modalidades, destacam-se os sistemas de análise por injeção em 
fluxo (FIA), devido à simplicidade e versatilidade. Nestes 
sistemas, alíquotas de amostra (e eventualmente de reagentes) 
são inseridas em uma solução transportadora a uma vazão 
constante, fluindo continuamente por um percurso analítico até 
um detector. A zona de amostra apresenta gradientes de 
concentração devido à dispersão da amostra na solução 
transportadora. O grau da dispersão depende das características 
físico-químicas das soluções (eg. viscosidade) e de fatores 
hidrodinâmicos (vazão, volume de amostra, comprimento e 
diâmetro dos tubos que constituem o percurso analítico). Durante 
o transporte, a zona de amostra pode receber reagentes, ser 
diluída, participar de etapas de separação/concentração etc. 
Como a medida é realizada com a zona de amostra a uma vazão 
constante, um sinal transiente é obtido e a altura do pico é 
proporcional à concentração da espécie de interesse. 
Um sistema FIA é composto por um dispositivo para 
propulsão dos fluidos, como uma bomba peristáltica. 
Alternativamente, a gravidade pode ser explorada para manter a 
solução transportadora à vazão constante. Uma unidade para a 
injeção é necessária para selecionar e inserir alíquotas de 
amostras, sendo o injetor proporcional um dos dispositivos 
empregados para este fim. Diversos detectores (eg. 
espectrofotométricos, fluorimétricos, potenciométricos, ampero-
métricos) podem ser empregados para obter os sinais utilizando 
equipamentos convencionais com adaptações simples. O 
percurso analítico usualmente é constituído de tubos de material 
polimérico com diâmetro interno de 0,5-0,8 mm, onde ocorre a 
dispersão da amostra e as reações químicas, que não precisam 
alcançar o equilíbrio químico previamente à detecção. 
I. Determinação de ácido ascórbico 
A determinação espectrofotométrica de ácido ascórbico (vitamina 
C) pode ser feita através do método iodométrico. Na presença de 
amido, forma-se com o iodo (ou melhor, triiodeto) um complexo 
azul, que pode ser monitorado por espectrofotometria em 580 
nm. O reagente triiodeto pode ser produzido em linha pela reação 
entre iodeto (em excesso) e um oxidante (KIO3, K2Cr2O7 ou 
KMnO4, por exemplo). A reação do ácido ascórbico (redutor) 
com o iodo (complexado com o amido) produz iodeto e ácido 
dehidroascórbico. O decréscimo da absorbância do complexo 
amido-triiodeto é diretamente proporcional à concentração do 
analito presente na amostra. Esse método pode ser implementado 
com o sistema FIA esquematizado na Figura 1. 
As soluções R1 (KMnO4 2x10-5 mol L-1 em meio de 
H2SO4 0,018 mol L-1), R2 (KI 0,08 mol L-1 contendo 1,20 g L-1 de 
amido) e o transportador C (H2O) são bombeadas continuamente. 
As soluções R1 e R2 são misturadas no reator B1 (50 cm, 0,8 mm 
d.i.) a partir do ponto de confluência y. Esta mistura encontra-se 
com o transportador no ponto de confluência x. A linha base é 
estabelecida com passagem contínua dessa solução pela cubeta 
de fluxo. Após preencher a alça de amostragem (L, 150 µL) com 
a amostra ou a solução do analito, comuta-se o injetor, inserindo 
a alíquota no fluxo transportador. A amostra é transportada para 
o ponto de confluência x, onde entra em contato com a solução 
de contendo triiodeto-amido. A reação entre triiodeto e ácido 
ascórbico se completa durante a passagem no reator B2 (250 cm, 
0,8 mm d.i.), com descoloração parcial do complexo com amido, 
medida na cela instalada no espectrofotômetro, pela qual passa o 
fluxo. 
 
 
L amostra
 
B 2 
bomba 
peristáltica 
injetor 
R 1 
R 2 
C 
L 
B 1 
x 
� 
L amostra
 
580 
B 2 
bomba 
peristáltica 
injetor 
R 1 
R 2 
C 
L 
B 1 
x 
� 
y 
L amostra
 
B 2 
bomba 
peristáltica 
injetor 
R 1 
R 2 
C 
L 
B 1 
x 
� 
L amostra
 
580 
B 2 
bomba 
peristáltica 
injetor 
R 1 
R 2 
C 
L 
B 1 
x 
� 
y 
 
 Figura 1. Configuração do sistema FIA espectrofotométrico 
Procedimento 
 Pese cerca de 0,06 g de ácido ascórbico com exatidão, 
em balança analítica e dissolva em ca. 30 mL de HCl 0,1 mol L-1 
(obs.: O ácido ascórbico não é um padrão primário, mas será 
tratado como tal neste experimento). Transfira com cuidado para 
um balão de 50 mL e complete o volume com a solução de HCl. 
Pipete cuidadosamente 150, 300, 450, 600 e 750 µL desta 
solução estoque para balões de 50 mL e complete os mesmos 
com HCl 0,1 mol L-1. 
 Dissolva o tablete em água e transfira para um balão 
volumétrico de 100 mL. Antes de completar o volume do balão, 
submeta a solução a um banho de ultrassom por 5 minutos. 
Calcule a diluição a ser feita desta solução da amostra para que a 
concentração de ácido ascórbico fique ao redor de 10 mg L-1 
(considerando correta a dosagem indicada pelo fabricante). Meça 
exatamente e transfira o volume calculado para um balão de 100 
mL. Complete-o à marca com HCl 0,1 mol L-1. 
 Ajuste o espectrofotômetro do sistema FIA da fig. 1 
para 580 nm, taxa de amostragem de medidas de 1 s e período de 
aquisição de dados de 5 a 15 min. Grave os dados ao fim de cada 
período e inicie nova aquisição até terminar o experimento. Obs.: 
por limitações do programa, os dados só podem ser gravados ao 
término do período; períodos longos, p.ex., 30 min, estão mais 
sujeitos a travamento, com perda dos dados. 
Bombeie, inicialmente, água pelos três canais (R1, R2 e 
C). Remova bolhas de ar da cela (cubeta) em fluxo, se houver. 
Ajuste o zero de absorbância do espectrofotômetro. Retorne os 
tubos das entradas R1 e R2 para os frascos com os reagentes. 
Bombeie até estabilização da absorbância e confirme a 
inexistência de bolhas. Se estiver fora do intervalo de 0,5 a 0,9, 
ajuste a concentração de KMnO4. 
Efetue três injeções das soluções de cada padrão e 5 da 
amostra. Se a linha base se deslocar ou os sinais forem instáveis, 
corrija a causa (em geral, bolhas na cela) e repita. Espere o final 
do período para gravar os dados. Grave-os numa pasta 
identificada por QFL0238, dando aos arquivos um nome iniciado 
pelo número do seu grupo, p.ex, G5N-FIA-fotom-1, para que 
tanto alunos como professores reconheçam os dados ao copiá-los. 
Determinação do coeficiente de 
dispersão do sistema 
Coloque todas as entradas (R1, R2 e C) em água destilada, ligue 
a bomba e ajuste o zero em 525 nm. Coloque a entrada de 
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carregador em solução de KMnO4 2x10-4 mol L-1 e registre a 
subida do sinal até que estabilize. Em seguida, retorne o tubo da 
entrada C para água e passa a injetar a solução de KMnO4 no 
sistema através da alça de amostragem. Calcule o coeficiente de 
dispersão pela razão entre as alturas dos picos. Substitua a alça de 
amostragem por 75µL e recalcule a dispersão. 
 
Roteiro para o relatório - parte I 
a) Imprima os registros, extraia as alturas dos picos e prepare 
tabela de dados com médias e desvios padrão, expressando os 
valores com número de algarismos significativos correto. 
b) Faça um gráfico do valor médio das alturas de pico em função 
da concentração de ácido ascórbico, representando cada ponto 
com sua respectiva barra de erro (=desvio padrão da média da 
triplicata). Com base na curva, determine a concentração da 
amostra e a expresse como massa de ácido ascórbico/tablete. c) 
c) Empregue o teste t (Student) para comparar oresultado 
experimental e respectivo desvio padrão com o valor rotulado, ao 
nível de confiança de 95%. 
d) Balanceie as equações químicas que ocorrem nos reatores B1 e 
B2, apresentando as semi-reações envolvidas. Considerando as 
concentrações dos reagentes e a configuração do sistema FIA 
empregada, quais deles (KI, amido e KMnO4) estão em excesso e 
porque? 
e) O ácido ascórbico serve como padrão primário, como 
considerado neste experimento? c) No preparo da amostra de 
vitamina C, a solução foi submetida a um banho ultrassônico. 
Explique o que poderia ocorrer caso esta etapa não fosse 
executada. 
f) O coeficiente de dispersão calculado para o sistema está 
apropriado para as características do experimento? Qual seria 
uma alternativa para promover maior dispersão da zona de 
amostra e em quais casos isso seria interessante? Justifique. 
g) Há proporcionalidade entre os volumes injetados (150 e 
75 µL) e as alturas dos picos? Justifique. 
h) Como a vazão pode ser alterada no sistema empregado para a 
determinação de ácido ascórbico. 
i) Estime a freqüência de amostragem (número de medidas por 
hora) e as massas consumidas de KMnO4 e KI por determinação. 
II. Determinação de Paracetamol 
A determinação de paracetamol em medicamentos pode ser feita 
por oxidação eletroquímica do analito, de acordo com a reação: 
NH C
O
CH3
OH
NH
+ C
O
CH3
O
H
+
NH
O
- 2 e- + H2O
- H3CCOOH
-
- H+
 
Para uma descrição mais detalhada, consulte Anal. 
Chem., 1981, 53, 2258. 
Procedimento 
 Coloque um comprimido de Tylenol um balão de 100 mL, 
adicione ~1/3 da água destilada e agite por alguns minutos para 
dissolução do princípio ativo, Complete à marca com água 
destilada. Após a decantação dos excipientes insolúveis, pipete 
rigorosamente 100 µL da solução de Tylenol para um balão de 50 
mL e complete-o com solução tampão Ac-/HAc, pH 4,0. 
Pese com exatidão cerca de 0,10 g de p-acetaminofenol 
em uma balança analítica, dissolva em água e dilua em um balão 
de 25 mL. Pipete cuidadosamente 100, 200, 300, 400 e 500 µL 
desta solução estoque para balões de 50 mL e complete-os com 
solução tampão Ac-/HAc, pH 4,0 (soluções de calibração). 
O sistema FIA a ser utilizado está esquematizado na 
figura 2. A solução transportadora (tampão Ac-/HAc, pH 4,0) é 
impulsionada por gravidade, passa pelo injetor e chega à célula 
eletroquímica, onde ocorre o processo de oxidação em eletrodo 
de trabalho de disco de platina. Uma agulha de injeção serve 
como eletrodo auxiliar e saída do fluxo. 
 
 
Descarte
Trabalho
Auxiliar
Ag/AgCl
Injetor
Amostra Seringa
Eletrólito
h
Eletró-
lito Referência
 
 
Figura 2, Sistema FIA amperométrico 
 
 Fixe o potencial em +0,90 V (vs. Ag/AgClKClsat), escala 
de corrente de 100 µA, escala de tempo de 30 min. Inicie o fluxo 
de eletrólito e certifique-se de que não há bolhas na célula. 
Conecte os eletrodos ao potenciostato. Clique em Iniciar, aguarde 
o decaimento da corrente residual (<±0,1 µA) e clique em 
Registrar. Com a solução de calibração mais concentrada, faça 
injeções sob diferentes vazões, alterando e anotando a altura do 
reservatório de eletrólito carregador (h, na fig.2). Escolha um h 
que proporcione picos bem definidos sem comprometer a 
frequência analítica. Faça as injeções em triplicata das 5 soluções 
padrão, para construir a curva de calibração, e 5 injeções da 
solução da amostra diluída. Grave os dados numa pasta 
identificada por QFL0238, dando aos arquivos um nome iniciado 
pelo número do seu grupo, p.ex, G5N-FIA-ampero. 
Observações: Se o sinal da amostra ficar fora da região 
da curva de calibração, altere a diluição da amostra, ao passar do 
balão 1 para o balão 2. Se o eletrodo de trabalho estiver com 
resposta baixa, experimente alternar o potencial aplicado entre 
+1,5 e -1 V algumas vezes e remova bolhas, caso de formem; 
também se pode abrir a célula e polir a superfície da platina com 
alumina de 0,1 µm. 
 Roteiro para o relatório - parte II 
a) Proceda como nos itens a), b) e c) do roteiro da parte I, agora 
para a determinação amperométrica em fluxo de paracetamol. 
b) Quais as reações que ocorrem em cada um dos eletrodos? 
c) De que forma experimental se pode selecionar o potencial 
mais apropriado para a oxidação do paracetamol por 
amperometria? 
d) Por que não foi empregada água destilada como solução 
transportadora? 
e) Qual a dificuldade de se empregar propulsão dos fluidos por 
bomba peristáltica na análise me fluxo por amperometria? 
g) Como se explica a variação da altura (corrente) dos picos e da 
sua área (carga) com a vazão (altura h da coluna)? O sinal do 
detector espectrofotométrico também é dependente da vazão?