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Bases Analíticas do Laboratório Clínico AULA 02 Principais características das amostras conceito de átomos, moléculas, elementos químicos, substâncias químicas, sistemas; substâncias puras e misturas, propriedades gerais e específicas dos sistemas; processos químicos e físicos no laboratório; notação científica e unidades do sistema internacional Processos de separação de misturas catação, filtração, tamisação, separação magnética, ventilação, decantação, destilação, destilação fracionada, cristalização e sublimação, cromatografia, eletroforese. Análise Qualitativa “identificação da natureza de substâncias presentes em uma amostra”. Análise Quantitativa “determinação da quantidade de substância(s) presente(s) em uma amostra”. ANALITO: Uma ou mais substâncias químicas definidas de interesse que se pretende identificar ou quantificar. AMOSTRA: parte que é coletada de um todo, deve ser representativa. Contém os analitos. Tipos de Análises O QUE É ? QUANTO TEM ? ANÁLISES QUÍMICAS - CARÁTER MULTIDISCIPLINAR Análises Ambientais (água, ar, solo...) Análises Clínicas (tecidos, fluidos biológicos) Análises Toxicológicas Indústria Química, Farmacêutica, Alimentícia e outras. Controle de Qualidade Ciências Forenses incqs.fiocruz.br Métodos Analíticos- Solucionando Problemas Ferramentas úteis para a determinação qualitativa e/ou quantitativa de espécies químicas de interesse Inúmeras espécies químicas de interesse Matrizes de diferentes complexidades Em baixas concentrações (traços) Aumentar Sensibilidade Diminuir Interferências Diminuir Custos Aumentar velocidade Classificação dos Métodos Analíticos Clássicos: utiliza métodos baseados em medidas de volume (Volumetria) e de massa (Gravimetria). Instrumental: utiliza métodos que empregam equipamentos para medidas de propriedades elétricas, ópticas, térmicas, etc. das substâncias em análise. Cromatografia, Espectrofotometria, etc... Métodos Clássicos x Métodos Instrumentais MÉTODOS INSTRUMENTAIS MÉTODOS CLÁSSICOS PRINCIPAIS VANTAGENS E DESVANTAGENS Custo Seletividade/ Especificidade Simples Sensibilidade Sensibilidade Custo Seletividade/ Especificidade Rapidez Requer treinamento Principais Etapas de um Método Analítico Amostragem Preparação da Amostra: Converter a amostra em uma forma adequada para a análise. Ex. Homogeneização, dissolução de amostras sólidas, eliminação de interferentes e concentração ou diluição do(s) analito(s). Técnica Analítica: Cromatografia, Espectrofotometria, Eletroforese, Volumetria, Potenciomatria, etc... Análise dos Resultados: Tratamento Estatístico dos dados Matéria: “aquilo que tem massa e ocupa lugar no espaço” (ou seja, tem volume) e cuja unidade principal é o átomo. Átomo: é a menor partícula que ainda caracteriza um elemento químico. Fonte: https://www.shiksha.com/b- tech/articles/organic-chemistry-for-jee-advanced- exam-preparation-chemistry-blogId-15655 Átomo: apresenta núcleo, que contém prótons e nêutrons, e eletrosfera, que contém elétrons. Dependendo do número de prótons presentes no núcleo de um átomo, temos um determinado elemento químico. Elemento químico é definido como: o conjunto formado por átomos de mesmo número de prótons. Ex. O ferro é um elemento e nele se encontram vários átomos chamados de “átomos de ferro”. Moléculas e os Compostos Iônicos Os elementos químicos combinam-se entre si, originando Compostos Químicos (MOLÉCULAS e COMPOSTOS IÔNICOS). Molécula: uma entidade constituída de mais de um átomo, na qual esses átomos encontram-se ligados entre si por meio de ligações covalentes. Ex. Água (H2O), gás oxigênio (O2) e glicose (C6H12O6). Compostos iônicos: são compostos químicos nos quais existem íons ligados por meio de ligações iônicas. Ex.: Cloreto de sódio (NaCl), no qual os elementos sódio e cloro estão unidos por ligações iônicas. Ligação covalente: compartilhamento de um par de elétrons por dois átomos. Ligação iônica: doação de um elétron de um átomo para outro. Substância pura Formada por unidades químicas iguais, apresentando, portanto, propriedades químicas e físicas próprias. Exemplo: Substância química pura: Água (H2O) Molécula de água contém dois átomos do elemento químico hidrogênio (H) ligados, por meio de ligações químicas do tipo covalente, a um átomo de oxigênio (O). Representação esquemática da estrutura tridimensional da molécula da água. Substância pura As propriedades físicas e químicas de uma substância pura são consequência de sua estrutura química e das condições de temperatura e pressão. Propriedades Físicas: Aspectos organolépticos; Temperatura de ebulição; Temperatura de fusão; Densidade; Viscosidade; Solubilidade, entre outras. Se outras moléculas ou partículas são adicionadas a esta (MISTURA!!), portanto, suas propriedades são alteradas. A maioria das amostras experimentais são misturas de diferentes substâncias químicas. Substância Pura - características específicas Exemplos MISTURA: Formada quando se juntam diferentes substâncias e não ocorre qualquer reação química entre elas. MISTURA HOMOGÊNEA E MISTURA HETEROGÊNEA Mistura com apenas uma fase (monofásica) onde não se consiga distinguir nenhuma das substâncias (a olho nu, ao microscópio ou por centrifugação), a mistura diz-se homogênea e designa-se por solução. Se formarem duas ou mais fases que sejam distinguíveis, então a mistura designa-se heterogênea. Mistura Coloidal: As substâncias não se dissolvem (como nas soluções), mas formam uma suspensão aparentemente homogênea (tamanho das partículas muito pequenos). Exemplos: vinagre, álcool hidratado, soro fisiológico e algumas ligas metálicas. Propriedades da matéria Propriedades Específicas: Densidade, Temperatura de ebulição, Temperatura de fusão, Viscosidade, Reatividade, Solubilidade, Propriedades organolépticas (aspectos físicos, cor, odor, sabor ). As propriedades específicas da matéria apresentam valores bem definidos nas substâncias puras (na dependência das condições de temperatura e pressão), mas não nas misturas. Propriedades gerais da matéria Não dependem da constituição química da matéria. Massa, volume, inércia, impenetrabilidade, compressibilidade e outras... Massa é a medida da “quantidade de matéria”. Balança analítica: normalmente, em gramas (g). Principais múltiplos e submúltiplos do grama: • 1 t = 106 g, ou 1.000.000 de gramas. • 1 kg = 103 g, ou 1.000 gramas. • 1 mg = 10−3 g, ou 0,001 gramas. • 1 μg = 10−6 g, ou 0,000001 gramas. • 1 ng = 10−9 g, ou 0,000000001 gramas. • 1 pg = 10−12 g, ou 0,000000000001 gramas. Propriedades gerais da matéria Volume: é a grandeza que expressa a extensão de um corpo em três dimensões: o comprimento, a largura e a altura. Em outras palavras, o volume é a medida de quanto espaço a amostra ocupa. Em amostras líquidas, o volume pode ser estimado com o auxílio de um balão volumétrico, de uma proveta ou de uma pipeta. No Sistema Internacional (SI), o volume é expresso em metro cúbico (m3). É mais comum utilizarmos, para amostras líquidas, o litro (L) e seus submúltiplos. • Um litro (L) corresponde a 1 decímetro cúbico (dm3). • Um mililitro (mL) é a milésima parte do litro (10−3 L) e corresponde a 1 cm3. • Um microlitro (μL) corresponde a 1 mm3 ou a 10−6 L. INMETRO. Sistema Internacional de Unidades - SI. 9. ed.(revisada), Brasília, 2021. 130 p. Disponível em: . Acesso em: 26 fev. 2024. O SISTEMA INTERNACIONALDE UNIDADES PROPRIEDADE QUÍMICA Refere-se a capacidade de uma substância de transformar-se em outra (reação química). Processos de separação de misturas Separar os componentes até que cada substância pura esteja totalmente isolada. http://www.splabor.com.br/blog/peneiras/granulometria-tecnica-empregada-para- identificar-o-tamanho-das-particulas-que-compoe-compostos-solidos/ Decantação Emprega a diferença de densidades. A mistura é deixada em repouso até que o componente mais denso se deposite no fundo do recipiente. Usada para separar misturas sólido-líquido ou líquido- líquido. FILTRAÇÃO: Usada para separar substâncias de diferentes solubilidades. Filtração Simples: Agita-se a amostra com o solvente que, então, passa por um filtro fino. Os componentes da mistura que são solúveis se dissolvem no líquido e passam pelo filtro, mas os componentes insolúveis ficam retidos. Filtração Simples Filtração a vácuo Destilação Simples Processo de vaporização de uma substância, condensando o vapor e coletando o líquido em outro recipiente. É muito útil na separação de uma mistura na qual os componentes apresentam diferentes pontos de ebulição (~100ºC). Separação magnética A separação magnética é aplicável quando um dos componentes da mistura é magnético, como é o caso das partículas de ferro. Pode-se então retirar essas partículas com o auxílio de um ímã ou eletroímã. Destilação Fracionada Quando a diferença de P.E. entre os componentes é pequena, a destilação simples não é eficiente. Seriam necessárias muitas destilações simples para alcançar a pureza obtida em uma única destilação fracionada. A destilação fracionada consiste numa sequência de ciclos de vaporização e condensação (destilação simples de uma solução) Ventilação No processo de ventilação a mistura é submetida a uma corrente de ar. Assim, o componente menos denso da mistura é levado pelo vento. É um método de separação de misturas heterogêneas entre sólidos. Exemplo: Separação de grãos da sua casca ou de outras impurezas.