exercicios resolvidos instrumental

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Descreva o princípio fundamental da técnica de espectrometria de absorção atômica. 
O principio fundamental da espectrometria de absorção atômica envolve a medida da absorção da intensidade da 
radiação eletromagnética por átomos gasosos no estado fundamental 
 
 Quais são os atomizadores empregados por espectrometria de absorção atômica? 
Os dispositivos de atomização pertencem a duas classes: 
Contínuos como os plasmas e as chamas, as amostras são introduzidas de forma continua 
E discretos onde as amostras são introduzidas de forma discreta com um dispositivo como uma seringa ou um auto 
mostrador. 
 
Cite os dois atomizadores mais empregados. 
Atomizador discreto eletrotérmico 
Atomização com chama 
 
Qual a faixa de concentração utilizada nas determinações por FAAS e ETAAS 
 
 
Faça um diagrama esquemático (fluxograma) representando os componentes principais de um espectrômetro de 
absorção atômica. 
 
Explique a função de cada um desses componentes. 
Atomizador: Os dispositivos de atomização pertencem a duas classes: atomizadores contínuos e atomizadores 
discretos. 
Nos atomizadores contínuos, como os plasmas e as chamas, as amostras são introduzidas de forma contínua. Nos 
atomizadores discretos, as amostras são introduzidas de forma discreta com um dispositivo como uma seringa ou 
um auto-amostrador. O atomizador discreto mais comum é o atomizador eletrotérmico. 
Monocromador: disoersa a radiação nos comprimentos de onda que a compõem e seleciona uma faixa estreita de 
comprimento de onda para passar pela amostra ou pelo detector 
Nebulizador: o nebulizador converte a amostra liquida em um jato gasoso spray ou nevoa. 
Detector: produz um sinal elétrico quando é atingido por fótons 
 
Explique quais as diferenças instrumentais entre um espectrômetro de absorção atômica e um 
espectrofotômetro. 
Um espectrofotômetro é composto de fonte de radiação, monocromador, amostra, detector e um amplificador 
respectivamente. 
Já o espectrômetro de absorção atômica conta com um atomizador, e o monocromador esta localizado após a 
amostra. 
 
 
 
 
 
 
 
Como ocorre o processo de emissão de radiação em uma lâmpada de cátodo oco? 
Nas fontes de luz para absorção atômica (lâmpadas de catodo oco), o estado excitado é obtido por colisão do átomo 
com partículas aceleradas (elétrons ou íons). Os átomos excitados, sendo instáveis,retornam espontaneamente para 
o “estado fundamental”, emitindo luz. 
Ionizaçao: Ar  Ar+ + e- 
Ablação: M(s) + Ecin(Ar
+)  M(g) 
Excitação: M(g) + Ecin(Ar
+)  M(g)
* 
Emissão: M(G)
*  M(g) + hv1 hv2 hv3 
 
 
Explique o efeito do aumento da corrente em uma lâmpada de cátodo oco. 
Cada lâmpada tem uma corrente ótima de trabalho que depende, basicamente, do seu tamanho, do tipo de gás 
interno, da pressão deste gás e do material do qual o catodo é feito. À medida que a corrente de trabalho aumenta, 
a intensidade de emissão também aumenta, alcançando um ponto máximo, que é a corrente ótima, a partir do qual 
a intensidade de emissão diminui. 
 
Explique (detalhadamente) as principais vias de atomização de um analito por FAAS. 
Os queimadores utilizados em espectroscopia de chama são freqüentemente do modelo premix do tipo de fluxo 
laminar 
O aerossol flui para o interior de uma câmara de jato gasoso (ou câmara de spray), na qual encontra uma série de 
chicanas que removem as gotas maiores deixando apenas as mais finas. Como resultado, a maior quantidade da 
amostra é coletada no fundo da câmara, onde é drenada para o recipiente de descarte. As vazões típicas de solução 
são de 2 a 5 mL/min. O jato gasoso da amostra (spray) também é misturado com o combustível e gás oxidante na 
câmara. O aerossol, o oxidante e o combustível são então incinerados em um queimador de fenda, o qual forma a 
chama que apresenta um comprimento de 5 a 10 cm. 
Os queimadores de fluxo laminar do tipo mostrado na Figura 28-11 fornecem uma chama relativamente estável e 
um longo caminho óptico. 
 
Quais são os tipos e aplicações das diferentes composições de chama presentes em FAAS? 
A chama de óxido nitroso-acetileno é largamente utilizada na determinação de vários elementos metálicos que 
possuem uma forte tendência a formar óxidos refratários, tais como Al, Zr, Cr, Ca , etc. 
A chama de ar-acetileno é preferencialmente utilizada na determinação de aproximadamente 35 elementos. Sua 
temperatura pode alcançar 2300ºC e pode ser utilizada com qualquer cabeçote 
a chama de argônio-hidrogênio-ar é utilizada na determinação de elementos que se ionizam a baixas 
temperaturas,uma vez que a sua temperatura máxima é extremamente baixa, tipicamente 800ºC 
A chama de ar-hidrogênio é mais empregada em procedimentos para a determinação de metais alcalinos, pois sua 
baixa temperatura minimiza os efeitos de ionização na chama. 
A chama de argônio-hidrogênio-ar pode ser utilizada na determinação de arsênio e selênio 
 
Explique as principais etapas de um programa de aquecimento para GFAAS? 
Com o uso de atomizadores eletrotérmicos, poucos microlitros da amostra são primeiramente depositados no forno 
com uma seringa ou por um auto-amostrador. Posteriormente uma série programada de eventos de aquecimento 
ocorre. As etapas são a secagem, a pirólise e a atomização. Durante a etapa de secagem o solvente da amostra 
evapora-se a uma temperatura relativamente baixa, geralmente de 110 °C. 
Então, eleva-se a temperatura entre 300 e 1.200 °C e a matéria orgânica é calcinada ou convertida em H2O e CO2. 
Após a pirólise, aumenta-se rapidamente a temperatura até entre 2.000 e 3.000 °C, o que vaporiza e atomiza a 
amostra; a atomização da amostra ocorre em um intervalo de tempo de poucos milissegundos a segundos. A 
absorção ou a fluorescência das partículas atomizadas é então medida na região imediatamente acima da superfície 
aquecida. 
 
Qual é a função do gás de purga em GFAAS? 
Dois fluxos de gás inerte são providos. O fluxo externo previne a entrada de ar externo e a conseqüente incineração 
do tubo. A corrente interna flui pelas duas extremidades do tubo e sai pelo orifício central. Essa corrente de gás não 
só exclui o ar como também serve para carregar para fora os vapores gerados pela matriz da amostra durante os 
dois estágios iniciais de aquecimento. 
Como é realizado o processo de otimizaçào do programa de aquecimento em GFAAS? 
A plataforma de L’vov, a qual é freqüentemente empregada em fornos de grafite. A plataforma é também feita de 
grafite e está localizada abaixo do orifício de introdução de amostra. A amostra é evaporada e calcinada sobre essa 
plataforma, da forma usual. Quando a temperatura do tubo se eleva rapidamente, contudo, atrasa-se a atomização, 
uma vez que a amostra não se encontra mais em contato direto com a parede do forno. Em conseqüência, a 
atomização ocorre em um ambiente no qual a temperatura não está se alterando tão rapidamente. Como resultado, 
os sinais mais reprodutíveis são obtidos. 
 
 O que é um modificador químico? 
Substancia que é introduzida no interior do tubo de grafite juntamente com a solução analítica e tem a finalidade de 
estabilizar termicamente o analito, desestabilizar os componentes da matriz e reduzir interferências na fase vapor. 
 
Demonstre um exemplo de como o modificador químico pode auxiliar nas determinações por GFAAS. 
Os modificadores podem ser pipetados para dentro do tubo de grafite antes de cada ciclo de leitura (modificadores 
convencionais) ou podem ser depositados termicamente formando uma camada na parede do tubo ou plataforma 
de grafite (modificadores permanentes), não sendo necessária a sua adição a cada ciclo. A mistura de Pd com Mg é 
utilizada como “modificador 
universal” devido a sua capacidade de estabilizar a maioria dos elementos determinados por GFAAS, sendo também 
recomendado por fabricantes de equipamentos 
 
 
Quais são as principais diferenças entre FAAS e GFAAS?Os limites de detecção para AA em chama são geralmente melhores que os limites de detecção para EA em chama, 
exceto para os metais alcalinos que são facilmente excitáveis. 
Os sinais de saída em absorção atômica eletrotérmica são transientes, diferente daqueles em estado estacionário 
observados na atomização em chama. A etapa de atomização produz um pulso de vapor atômico que dura somente 
alguns segundos no máximo. A absorbância do vapor é medida durante esse estágio. 
 
 
Como se dá o processo de formação e obtenção de hidretos nas determinações por ETAAS? 
A espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos baseia-se na formação por redução de hidretos 
covalentes voláteis do elemento a determinar, os quais são posteriormente atomizados e analisados. 
Na geração de vapor químico, o analito é separado da matriz da amostra pela geração de espécies gasosas como 
resultado de uma reação química. 
M3++3H MH3 (AsH3, BiH3) 
M2+ + 2H  MH2 (SeH2, TeH2) 
 
Quais são as principais vantagens e desvantagens de se realizar uma determinação utilizando o processo de 
geração de hidretos? 
A espectrometria de absorção atômica quando acoplada à geração de hidretos oferece uma alternativa simples 
e sensível para a determinação de elementos que geram hidretos 
Apresenta maior eficiência da atomização, maior seletividade e bons limites de detecção (μg/L). 
Essa técnica aplica-se somente a elementos que formam hidretos voláteis como: arsênio, bismuto, germânio, índio, 
chumbo... 
E em certas condições experimentais, pode ocorrer polimerização do elemento. 
 
 
 
Qual é a principal aplicação do atomizador por geração de vapor a frio? 
Outro método de AA que se aplica a elementos voláteis é a técnica de vapor frio. O mercúrio é um metal volátil e 
pode ser determinado pelo método. Outros metais formam hidretos voláteis, que podem ser determinados também 
pela técnica de vapor frio. 
 
 
O que são interferências? 
Qualquer alteração provocada pelos concomitantes presentes na amostra que altere a resposta do analito 
diferentemente do que ocorre com as soluções analíticas de calibração pode ser considerado como uma 
interferência. 
 
Quais sãos os principais tipos de interferências em AAS? 
A absorção atômica em chama está sujeita a muitas das interferências encontradas em emissão atômica em chama, 
como, interferências do branco e interferências no analito. 
 
As interferências espectrais por elementos que absorvem no comprimento de onda do analito são raras em AA. 
Contudo, os constituintes moleculares e o espalhamento da radiação podem causar interferências. Essas são 
geralmente corrigidas por meio de métodos de correção de fundo 
 
Considerando a questão 12, explique detalhadamente cada tipo de interferência e cite uma forma de contornar 
este problema. 
Uma interferência do branco ou aditiva produz um efeito que é independente da concentração do analito. Esses 
efeitos poderiam ser reduzidos ou eliminados se um branco perfeito pudesse ser preparado e analisado sob as 
mesmas condições. 
As interferências do analito alteram a grandeza do sinal do analito em si, essas interferências não são normalmente 
de natureza espectral, mas de efeitos físicos ou químicos. 
As interferências físicas podem alterar os processos de aspiração, de nebulização, de dessolvatação e de 
volatilização. 
As interferências químicas são geralmente específicas a certos analitos, elas ocorrem após a dessolvatação, na 
conversão das partículas sólidas ou fundidas em átomos ou íons elementares, Esses efeitos podem algumas vezes ser 
eliminados ou minimizados pelo uso de altas temperaturas. 
Alternativamente, os agentes liberadores, constituídos por espécies que reagem preferencialmente com o 
interferente e previnem sua interação com o analito, podem ser empregados. 
Os agentes de proteção previnem a interferência formando preferencialmente com o analito espécies estáveis, 
porém voláteis. 
 
Como é possível realizar o processo de determinação de Ca quando a amostra apresenta um elevado teor de Si? 
Explique detalhadamente quais são as principais estratégias analíticas utilizadas para se identificar interferências 
em técnicas instrumentais. 
 
Qual é o princípio fundamental da espectrometria de emissão? 
Na espectroscopia de emissão atômica, os átomos do analito são excitados por uma energia externa na forma de calor 
ou energia elétrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Em termos de concentração, quais são as faixas linerares de trabalho da fotometria de chama, ICP OES e ICP-MS? 
 
 
 
 
Faça um diagrama de blocos sobre os principais componentes instrumentais de um fotômetro de chama e 
explique o funcionamento de cada item. 
 
Fonte de radiação: A radiação correspondente à região do visível é proveniente de uma lâmpada com filamento de 
tungstênio e bulbo de quartzo. Na região do ultravioleta, a fonte de radiação é uma lâmpada de deutério, que emite 
na faixa de 200 a 400 nm 
monocromador: Um monocromador dispersa a radiação nos comprimentos de onda que a compõem e seleciona 
uma faixa estreita de comprimento de onda para passar pela amostra ou pelo detector. 
Detector: Um detector produz um sinal elétrico quando é atingido por fótons 
 
 
Qual é o princípio da técnica espectromeria de emissão óptica com plasma indutivamentes acoplado? 
Método analítico que se baseia na medida da radiação eletromagnética emitida nas regiões do visível e ultravioleta 
do espectro eletromagnético por átomos neutros ou ionizados excitados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Faça um diagrama de blocos sobre o icp oes e explique a função dos componentes instrumentais deste 
equipamento. 
 
A emissão atômica ou iônica do plasma é separada em seus comprimentos de onda constituintes por um dispositivo 
isolador de comprimentos de onda. Essa separação pode ocorrer em um monocromador, em um policromador ou 
em um espectrógrafo. 
A radiação isolada é convertida em sinais elétricos por um único transdutor, por múltiplos transdutores ou por um 
arranjo de detectores. Os sinais elétricos são então processados e supridos como entrada para o sistema 
computacional. 
 
Quais são os componentes principais presentes em uma tocha? Faça um esquema representando este dispositivo. 
 
 
 
 
 Explique os processos que levam a formação de um plasma em ICP OES 
A fonte de plasma consiste em três tubos concêntricos de quartzo por meio dos quais correntes de argônio fluem a 
uma vazão total entre 11 e 17 L/min. O diâmetro do tubo mais largo é em torno de 2,5 cm. Envolvendo a parte 
superior desse tubo encontra-se uma bobina de indução refrigerada a água e alimentada por um gerador de 
radiofreqüência capaz de produzir cerca de 2 kW de energia a 27 MHz ou 40 MHz. A ionização da corrente de 
argônio é iniciada por uma centelha produzida por uma bobina de Tesla. Os íons resultantes e seus elétrons associados 
interagem então com o campo magnético oscilante produzido pela bobina de indução I. Essa interação leva os íons e 
os elétrons no interior da bobina a fluir em caminhos anelares fechados mostrados na figura; o aquecimento ôhmico é 
consequência da sua resistência a este movimento. 
 
Quais são as principais diferenças e vantanges ao se trabalhar com plasma de vista axial ou radial? 
A observação do plasma em ângulos retos é denominada geometria de observação radial. Os instrumentos de ICP 
mais modernos têm incorporado uma geometria de observação axial, nesse caso, a tocha é girada a 90°. 
A geometria radial fornece melhor estabilidade e precisão, enquanto a geometria axial é usada para se obter limites 
de detecção mais baixos. 
 
Que tipos de interferências são encontrados em ICP OES? 
Interferência do branco: 
Em espectroscopia de emissão, qualquer elemento que nãoo analito que emita radiação na banda de passagem do 
dispositivo de seleção de comprimento de onda ou que cause o aparecimento de radiação espúria dentro da mesma 
banda de passagem causa uma interferência do branco. 
Nos espectrômetros multielementares, as medidas tomadas em múltiplos comprimentos de onda podem ser 
empregadas às vezes para se determinar os fatores de correção a ser aplicados para as espécies interferentes. Essas 
correções inter-elementos são comuns nos modernos espectrômetros de ICP controlados por computador. 
Interferências no analito: 
As interferências físicas podem alterar os processos de aspiração, de nebulização, de dessolvatação e de 
volatilização. 
As interferências químicas são geralmente específicas a certos analitos. Elas ocorrem após a dessolvatação, na 
conversão das partículas sólidas ou fundidas em átomos ou íons elementares. 
 
 
Quais sãos as principais vantagens e desvantagens ao se trabalhar com FAAS, GFAAS e ICP OES? 
O ICP tem-se tornado a fonte espectroscópica de emissão mais utilizada. Seu sucesso deriva de sua alta estabilidade, 
baixo ruído, baixa intensidade de emissão de fundo e imunidade a muitos tipos de interferências. 
Contudo, o ICP é relativamente caro para se adquirir e para operar. 
A absorção atômica em chama fornece um meio sensível de determinar cerca de 60 a 70 elementos. Esse método é 
bastante adequado para as medidas de rotina feitas por operadores relativamente pouco treinados. 
A maior limitação da AA está na sua natureza monoelementar, ou seja, apenas um analito é avaliado a cada vez. Isso 
é determinado pelo fato de que se necessita de uma lâmpada diferente para cada elemento. 
Os atomizadores eletrotérmicos oferecem simultaneamente as vantagens de uma alta sensibilidade e de empregar 
pequenos volumes de amostra. Tipicamente, são utilizados os volumes de amostra entre 0,5 e 10 mL; sob essas 
circunstâncias, os limites de detecção tipicamente estão na faixa de picogramas. Em geral, os limites de detecção da 
AA eletrotérmica são melhores para os elementos mais voláteis. Os limites de detecção para AA eletrotérmica 
variam consideravelmente de um fabricante para outro porque dependem do desenho do atomizador e das 
condições de atomização. Além disso, os métodos que empregam fornos são lentos e tipicamente requerem vários 
minutos por determinação de um elemento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Curvas TG/DTG de uma amostra de Calcário obtidas utilizando-se α-alumina como suporte de 
amostra, razão de aquecimento de 20 ºC min
-1
, atmosfera de ar com vazão de 100 mL min
-1 
e massa 
inicial de 7,000 mg são mostradas a seguir. 
 
Com base nessas curvas, calcule as porcentagens de: a) água de hidratação; b) óxido de magnésio; c) óxido 
de cálcio. 
Δm
1 
= Desidratação 
Δm
2 
= CO
2 
(decomposição térmica do MgCO
3
) 
Δm
3 
= CO
2 
(decomposição térmica do CaCO
3
) 
Então: 
 
a) 7,0 mg de amostra ------------- 1,04 mg de água de hidratação 
 100 mg de amostra --------------- % teor de H
2
O 
Teor de H
2
O = 14,86% 
 
b) MgCO ------------------> MgO + CO
2 
 
 84,32 40,31 44,01 
 
40,31 -------------- 44,01 
m
MgO 
-------------- 0,306 
m
MgO 
= 0,280 mg 
 
m
i 
------------- m
MgO 
 
 7,0 mg --------- 0,280 mg 
100 mg --------- Teor 
MgO 
 
Teor
MgO 
= 4,00 % 
 
c) CaCO
3 
-----------------> CaO + CO
2 
 
 100,09 56,08 44,01 
56,08 -------------- 44,01 
m
CaO 
-------------- 2,069 
M
CaO 
= 2,66 mg 
 
m
i 
------------- m
CaO 
 
7,000 mg ---------- 2,636 mg 
100 -------------- Teor
Cão 
 
Teor CaO = 37,66% 
 
2. Curvas TG/DTG de uma amostra de calcário de outra procedência, obtidas nas mesmas condições 
exceto massa inicial (mi = 8,042 mg) são apresentadas a seguir: 
 
Calcule os teores de: a) Água de Hidratação; b) Óxido de magnésio e c) Óxido de cálcio. 
 
a) 
0,804 𝑚𝑔
8,042 𝑚𝑔
× 100 ⇒ 9,99 % 𝐻2𝑂 
 
 
b) 
40 𝑔 𝑀𝑔 44 𝑔 𝐶𝑂2
𝑥 0,201 𝑚𝑔 𝐶𝑂2
⇒ 𝑥 = 0,182 𝑚𝑔 
 
 
0,182 𝑚𝑔
8,042 𝑚𝑔
× 100 = 2,27 % 𝑀𝑔𝑂 
 
 
c) 
56 𝑔 𝐶𝑎𝑂 44 𝑔 𝐶𝑂2
𝑦 2,410 𝑚𝑔 𝐶𝑂2
⇒ 𝑦 = 3,06 𝑚𝑔 
 
 
3,06 𝑚𝑔
8,042 𝑚𝑔
× 100 = 38,1 % 𝐶𝑎𝑂 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Uma amostra contendo cálcio, estrôncio e bário, foi recebida para a análise desses metais. Seguindo 
o procedimento descrito na literatura, 1,600 g dessa amostra foi dissolvida e os respectivos íons 
metálicos precipitadas quantitativamente como oxalato. O precipitado depois de convenientemente 
tratado, isolado e seco forneceu um resíduo igual a 1,794 g. Curvas TG/DTG desse resíduo foram 
obtidas utilizando-se atmosfera dinâmica de ar, vazão de 100 mL min
-1
, razão de aquecimento igual a 
10 ºC min
-1
,suporte de amostra de Pt e massa igual a 7,042 mg. As curvas TG/DTG encontram-se a 
seguir. 
 
Calcule a porcentagem de: a) Cálcio; b) Estrôncio; c) Bário na amostra. 
Δm
1 
= Desidratação 
Δm
2 
= CO (decomposição térmica do oxalato com formação de carbonato) 
Δm
3 
=CO
2 
(Decomposição térmica do CaCO
3
) 
Δm
4 
=CO
2 
(Decomposição térmica do SrCO
3
) 
Δm
5 
=CO
2 
(Decomposição térmica do BaCO
3
) 
 
𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑚𝑜𝑥𝑎𝑙𝑎𝑡𝑜
1600 𝑚𝑔 1794 𝑚𝑔
𝑚𝑇 7,042 𝑚𝑔
 ⇒ 𝑚𝑇 = 6,280 𝑚𝑔 
 
a) CaCO
3 
---------> CaO + CO
2
 
 Ca ----------------- CO
2 
 
 40,08 g -------------- 44,01 g 
 m
Ca 
-------------- 0,632 mg 
m
Ca 
= 0,5756 mg 
 
0,5756 𝑚𝑔
6,280 𝑚𝑔
× 100 = 9,07 % 𝐶𝑎 
 
 
 
 
 
 
 
b) SrCO
3 
-----------------> SrO + CO
2 
∴ 1 Sr ≡ 1 CO
2 
 
 Sr ------------------ CO
2 
 
87,62 ---------------- 44,01 
 m
Sr 
----------------- 0,447 mg 
m
Sr 
= 0,8899 mg 
0,8899 𝑚𝑔
6,280 𝑚𝑔
× 100 = 14,17 % 𝑆𝑟 
 
c) BaCO
3 
--------------------> BaO + CO
2 
∴ 1Ba ≡ 1CO
2 
 
 
 Ba ------------------ CO
2 
 
 137,34g ------------------ 44,01 g 
 m
Ba 
------------------ 0,458 mg 
m
Ba 
= 1,427 mg 
1,427 𝑚𝑔
6,280 𝑚𝑔
× 100 = 22,75 % 𝐵𝑎 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Uma outra amostra contendo os mesmos metais foi analisada, seguindo os mesmo procedimentos do 
problema anterior, exceto a massa de amostra utilizada que foi igual a 1,500 g e que forneceu resíduo 
de oxalato igual a 1,762 g. a massa utilizada na TG/DTG = 7,545 mg e os perfis das curvas 
semelhantes aos do problema anterior com: Δm
1 
= 1,120 mg; Δm
2 
=1,142 mg; Δm
3 
= 0,721 mg; Δm
4 
= 0,326 mg; Δm
5 
= 0,528 mg. Calcular porcentagem de: a) Cálcio, b) Estrôncio e c) Bário, na 
amostra. 
 
1500 𝑚𝑔 1762 𝑚𝑔
𝑚𝑇 7,545 𝑚𝑔
⇒ 𝑚𝑇 = 6,42 𝑚𝑔 
 
 
a) 
40 𝑔 𝐶𝑎 44 𝑔 𝐶𝑂2
𝑚𝐶𝑎 0,721 𝑚𝑔 𝐶𝑂2
⇒ 𝑚𝐶𝑎 = 0,65 𝑚𝑔 𝐶𝑎 
 
 
0,65 𝑚𝑔
6,42 𝑚𝑔
× 100 = 10,20 % 𝐶𝑎 
 
 
 
b) 
87,6 𝑔 𝑆𝑟 44 𝑔 𝐶𝑂2
𝑚𝑆𝑟 0,721 𝑚𝑔 𝐶𝑂2
⇒ 𝑚𝑆𝑟 = 0,64 𝑚𝑔 𝑆𝑟 
 
 
0,64 𝑚𝑔
6,42 𝑚𝑔
× 100 = 10,10 % 𝑆𝑟 
 
 
 
c) 
137,27 𝑔 𝐵𝑎 44 𝑔 𝐶𝑂2
𝑚𝐵𝑎 0,721 𝑚𝑔 𝐶𝑂2
⇒ 𝑚𝐵𝑎 = 1,64 𝑚𝑔 𝐵𝑎 
 
 
1,64 𝑚𝑔
6,42 𝑚𝑔
× 100 = 25,65 % 𝐵𝑎 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. Curvas TG/DTG de uma mistura de sulfatos de níquel e de alumíniosão amostradas a seguir. 
 
Suporte de amostra de Pt, atmosfera de ar, vazão de 100 mL min
-1
, razão de aquecimento de 10ºC min
-1
. Sabendo 
que: 
NiSO
4 
---650 – 700ºC-----> NiO + SO
2 
+ ½ O
2
 
Al
2
(SO
4
)
3
----800-100ºC-----> Al
2
O
3 
+ 3 SO
2 
+ 3/2 O
2
 
Calcule a porcentagem de: a) Níquel; b) Alumínio na amostra. 
 
a) NiSO
4 
--------------- Ni ------------------- SO
2 
+ ½ O
2 
 
 154,77--------------58,71 ---------------- 80,06 
 m
Ni 
---------------- 2,638 
mNi = 1,935 mg 
 
1,935 𝑚𝑔
9,210 𝑚𝑔
× 100 = 20,9 % 𝑁𝑖 
 
b) Al
2
(SO
4
)
3 
-------------- 2 Al -------------- 3 SO
2 
+ 3/2 O
2 
 
 342,14 -------------- 53,96 -------------- 240,18 
 m
Al 
-------------- 2,317 
m
Al 
= 0,5205 
 
0,5205 𝑚𝑔
9,210 𝑚𝑔
× 100 = 5,65 % 𝐴𝑙 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Curvas TG/DTG do oxalato de zinco, foram obtidas utilizando-se atmosfera de ar, vazão de 
aquecimento igual a 10ºC min
-1
, suporte de amostra de Pt e massa de amostra igual a 7,366 mg. As 
curvas são apresentadas a seguir. 
 
Calcule: a) O número de moléculas de água. b) O teor de pureza em porcentagem. 
 
Mol Zn(C
2
O
4
) = 153,39; Mol H
2
O = 18,02 
 
a) m
i 
= 7,366 mg; m
H2O 
= 1,402 mg (Δm
1
). 
 
M
anidra 
= 7,366 – 1,402 = 5,964. 
 
m
anidra 
--------------------------- m
H2O 
 
5,964 mg ------------------------- 1,402 mg 
153,39 ------------------------- m
H2O 
 
 
m
H2O 
= 36,06 mg, como n = M/mol 
n = 36,06/18,02 → n = 2 
 
R: O composto possui duas moléculas de H
2
O 
 
b) Cálculo da perda da massa teórica. 
 
M
ZnC2O4.2H2O 
-------------------------- ZnO + Δm
teor. 
 
189,43 --------------------------- 81,37 + 108,06 
7,366 mg -------------------------- Δm
teor. 
 
 Δm
teor.
= 4,202 mg. 
 
Δm
TG 
= 1,402 + 2,780 = 4,182 mg 
 
 Δm
teor. 
------------------------- Δm
TG 
 
4,202 mg ------------------------- 4,182 
 100 ------------------------- %
pur. 
 
%
pur. 
=99,52 
 
7. Curvas TG/DTG de uma amostra de carbonato básico de Zinco hidratado obtidas, utilizando-se massa de 
amostra igual a 7,684 mg, razão de aquecimento de 10ºC min
-1 
atmosfera de ar, com vazão de 100 mL min
-1 
suporte de amostra e α-alumina. Essas curvas são mostradas seguir. 
 
Com base nesses dados, calcule a massa molar desse composto. M
H2O 
= 18,02; CO
2
=44,01; ZnO = 81,37. 
 
m
i 
= 7,684 mg 
Δm
1 
→ 0,4733 mg = 6,160% (água de hidratação) 
Δm
2 
→ 0,7101 mg = 9,241 % (água de constituição) 
Δm
3 
→ 1,1562 mg = 15,05% (CO
2 
do carbonato) 
Resíduo → 5,3442 mg = 69,55% (ZnO) 
 
H
2
O (hidratação) = 6,160/18,02 = 0,3418 
H
2
O (constituição) = 9,241/18,02 = 0,5128 
CO
2 
= 15,05%/44,01 = 0,3420 
ZnO = 69,55/81,37 = 0,8547 
 
Dividindo cada um dos resultados pelo menor valor obtido, temos: 
 
H
2
O (hidratação) = 1 x 2 = 2 
H
2
O (constituição) = 1,5 x 2 = 3 
CO
2 
= 1 x 2 = 2 
ZnO = 2,5 x 2 = 5 
 
3 H
2
O constituição = 6 (OH
-
) 
 
Massa Molar: Zn
5
(OH)
6
(CO
3
)
2
.2H
2
O 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. As curvas TG/DTG do precipitado de Ni (II) com a 8-Hidroxiquinolina (C
9
H
7
NO), depois de convenientemente 
tratado e seco, são apresentados a seguir. 
 
Calcule a massa molar deste composto. 
 
NiO = 74,71 
C
9
H
6
NO = 144,16 
 
Δm
1 
+ Δm
2 
= 1,0005 mg = 13,48% (H
2
O) 
Δm
3 
+ Δm
4 
= 5,0400 mg = 67,925% (ΔL = perda de ligante com formação de NiO) 
Resíduo = 1,3795 mg = 18,592 % (NiO) 
 
H
2
O = 13,484/18,02 = 0,74828 
ΔL = 67,925%/136,16 = 0,49886 
 
2(C
9
H
6
NO) – O = ΔM 
144,16 - 8 = 136,16 
 
NiO = 18,592/74,71 = 0,24886 
 
Dividindo cada um dos resultados pelo menor resultado obtido, temos: 
 
H
2
O = 0,74828/0,24886 = 3 
ΔL = 0,49886/0,24886 = 2 
 
NiO = 0,24886/0,24886 = 1 
 
Massa Molar = Ni(C
9
H
6
NO)
2
.3H
2
O 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questões CE 
1. O que é fluxo eletroosmótico? Como ele ocorre e pra que serve? 
 
Quando uma alta voltagem é aplicada por meio de um capilar de sílica fundida contendo uma solução 
tampão, um fluxo eletroosmótico é geralmente produzido, causando uma migração do solvente em direção 
ao cátodo, ou seja, o fluxo eletroosmotico direciona as espécies do analito. 
 
2. O que é fluxo eletroforetico? 
O fluxo eletroforético é direcionado ao eletrodo de carga contrária ao analito. Porém, se este é composto de 
espécies iônicas de diferentes cargas, cada espécie migrará para o eletrodo correspondente, sendo o fluxo 
eletroforético resultante dependente da velocidade de cada íon e do fluxo eletroosmótico. 
 
 
3. Como o pH afeta a separação de aminoácidos por CE? O que ocorre com um aminoácido em pH acido 
e básico? 
Aminoácidos são compostos que possuem grupos ionizáveis, os quais quando submetidos a um determinado 
pH adquirem carga positiva, em meio básico o aminoácido comporta-se como acido e em meio acido se 
comporta como base. 
A superfície da sílica comporta-se como um acido fraco e aumenta a dissociação com o aumento do pH. O 
pH também influencia a ionização dos solutos. 
 
 
4. Qual o principio da separação por CZE (FSCE) e por MEKC? 
 
CZE: Sob a influência de um campo elétrico, íons móveis na solução são atraídos ou repelidos pelo potencial 
negativo de um dos eletrodos. A velocidade da movimentação em direção a ou em direção oposta ao 
eletrodo negativo é dependente da carga líquida do analito e do tamanho e forma das suas moléculas. Essas 
propriedades variam de espécie a espécie. Conseqüentemente, a velocidade na qual as moléculas migram 
sob a influência do campo elétrico varia, e o tempo que levam para atravessar o capilar também varia, 
tornando possível as separações. 
MEKC: Neste tipo de eletroforese, a separação do soluto é dependente da distribuição entre as fases aquosa 
e micelar. MEKC é um caso especial de EKC, na qual a fase secundária é uma fase micelar dispersa no 
capilar. Em MEKC, agentes tensoativos iônicos, em condições apropriadas à formação de micelas, são 
adicionados ao eletrólito decorrido, proporcionando assim um sistema cromatográfico de duas fases. 
 
 
5. Qual a diferença entre MEKC e CZE? Para que compostos elas são indicadas?(33.16) 
Os métodos eletroforéticos em solução livre (CZE) são limitados a separação de compostos que contém 
carga ou apresentam grande diferença em suas massas moleculares. MEKC é o único modo de CE que é 
capaz de separar tanto os compostos neutros quanto os carregados 
 
 
 
6. Para separar uma mistura de aminoácidos, qual modo de CE você usaria? FSCE ou MEKC? Por quê? 
Qual detector você escolheria? UV, fluorescência, MS ou condutividade? Justifique. 
Para a separação de peptídeos tanto MEKC quanto CZE podem ser utilizadas, na separação de proteínas a 
técnica indicada é CZE. 
Proteínas, os aminoácidos e os carboidratos têm sido todos separados em tempos mínimos por ECZ. No 
caso de carboidratos neutros, as separações são precedidas pela formação de complexos com borato 
negativamente carregados. 
Os detectores mais adequados para separar uma mistura de aminoácidos seriam UV, fluorescência e MS por 
apresentarem um limite de detecção mais amplo, porem, a maioria dos aminoácidos não absorvem na região 
do UV, portanto emprega-se detecção UV para analise dos aminoácidos aromáticos ou detecção por 
fluorescência para analise de todosos aminoácidos, a detecção pode ser feita ainda com uso de 
espectrômetro de massas com quantificação de todos os aminoácidos. 
 
 
7. O que é o efeito Joule? Cite duas maneiras de diminuir o efeito Joule. 
É o calor gerado pela passagem da corrente elétrica no interior do capilar 
Esse fenômeno ocorre devido o encontro dos elétrons da corrente elétrica com as partículas do condutor. Os 
elétrons sofrem colisões com átomos do condutor, parte da energia cinética (energia de movimento) do 
elétron é transferida para o átomo aumentando seu estado de agitação, consequentemente sua temperatura. 
Assim, a energia elétrica é transformada em energia térmica (calor). 
O uso de tubos capilares solucionou o problema relacionado com o efeito Joule. A geometria do capilar 
(elevada área superficial interna relativa ao volume) favoreceadissipaçãodecalor,minimizando 
aconvecçãoepermitindoa aplicaçãodecamposelétricosmaiselevados. 
 
8. Descreva o processo de separação na Eletroforese Capilar (CE). É possível utilizar o detector por 
Espectrometria de Massas (MS) nesta técnica? Como? 
A eletroforese é definida como o transporte, em solução eletrolítica, de compostos carregados eletricamente 
sob a influência de um campo elétrico, no qual a separação entre dois solutos ocorre de acordo com 
diferenças entre suas mobilidades eletroforética. O uso de capilares com diâmetros internos extremamente 
pequenos (na faixa de 15-100μm) permite uma melhor dissipação do calor e, assim, é possível obter uma 
alta eficiência de separação com tempo reduzido de análise. 
Na eletroforese capilar é possível empregar diversos modos de separação, cada qual com seu mecanismo e 
seletividade característicos: eletroforese capilar de zona (CZE), cromatografia eletrocinética micelar (MEKC), 
isotacoforese capilar (CITP), focalização isoelétrica capilar (CIEF), eletroforese capilar em gel (CGE) e 
eletrocromatografia capilar (CEC). 
 
Cromatografia 
1. Defina: 
a) Fase móvel 
A fase móvel movimenta-se através da fase estacionaria transportando a mistura dos analitos. A fase móvel 
pode ser um gás, liquido, ou fluido supercrítico. 
b) Fase estacionaria 
A fase estacionária em cromatografia é uma fase sólida ou líquida que está fixada em um local. A fase móvel 
então passa sobre ou através da fase estacionária. 
c) Tempo de retenção 
O tempo de retenção para um analito é o intervalo de tempo que decorre entre sua injeção em uma coluna e 
seu aparecimento no detector no final da coluna. 
d) Fator de retenção 
O fator de retenção kA para o soluto A está relacionado à velocidade com a qual A migra através da coluna. 
É o intervalo de tempo que um soluto permanece na fase estacionária relativo ao tempo que este permanece 
na fase móvel. 
e) Altura de prato 
Quantidade que descreve a eficiência de uma coluna cromatográfica. A altura equivalente a um prato teórico 
é função da velocidade linear média do gás de arraste u 
f) Resolução 
A resolução de uma coluna cromatográfica é uma medida quantitativa da sua habilidade em separar os 
analitos A e B. 
g) Eficiência 
Capacidade de eluição com o mínimo de dispersão do analito. 
A eficiência da coluna pode ser expressa pelo número de pratos teóricos N 
H = L/N 
h) Seletividade 
Tendência de um reagente ou método instrumental de provocar uma reação ou responder similarmente 
apenas a poucas espécies. 
O fator de seletividade de uma coluna para duas espécies é dado pela equação α = KB/KA em que KB é a 
constante de distribuição para a espécie mais fortemente retida e KA refere-se à constante para a espécie A, 
menos retida ou mais rapidamente eluída. 
i) Constante de distribuição 
A constante de distribuição para um soluto em cromatografia é igual à razão da sua concentração na fase 
estacionária e à sua concentração na fase móvel. 
j) Eluição por gradiente 
Em cromatografia líquida, as alterações em k são produzidas pela variação da composição da fase móvel 
durante a eluição. Esse procedimento é denominado eluição por gradiente 
k) Eluição isocratica 
A eluição sob condição de composição constante da fase móvel é chamada eluição isocrática. 
l) Cromatografia de íons ou iônica 
Técnica CLAE baseada na partição de espécies iônicas entre a fase líquida móvel e um trocador iônico 
polimérico sólido; é também chamada cromatografia de íons. 
Troca iônica é a permuta de íons de mesmo sinal entre uma solução e um corpo sólido insolúvel. Em 
cromatografia usamos uma resina de troca iônica acondicionada em tubos de vidro ou aço inox (colunas), por 
onde é passada a solução contendo os íons a separar. 
m) Detector de propriedade universal 
Geram sinal para qualquer substância eluida. 
 
n) Detector de propriedade do soluto ou especifico 
SELETIVOS: Detectam apenas substâncias com determinada propriedade físico-química. 
ESPECÍFICOS: Detectam substâncias que possuam determinado elemento ou grupo funcional em suas 
estruturas 
 
2. Liste as variáveis que causam alargamento do pico. 
Tendência de as zonas se espalharem ao passarem por uma coluna cromatográfica; é causado por vários 
processos de difusão e transferência de massa. 
Uma causa comum de ocorrência de caudas e alargamentos frontais é a variação da constante de 
distribuição com a concentração. O alargamento frontal também surge quando a quantidade de amostra 
introduzida na coluna é muito grande. As distorções desse tipo são indesejáveis porque levam a uma 
separação mais pobre e a tempos de eluição menos reprodutíveis. 
 
 
3. Quais as variáveis que afetam o fator de separação (alfa)? 
Em cromatografia, α = KB/KA, em que KB é a constante de distribuição para a espécie menos fortemente 
retida e KA é a constante para a espécie mais fortemente retida. 
Portanto as naturezas das espécies utilizadas alteram o fator de separação. 
 
4. Como melhorar a separação de duas substancias em uma coluna cromatográfica? Cite duas 
maneiras. 
Muitas variáveis físicas e químicas influenciam as velocidades de separação das bandas e o seu 
alargamento. Como conseqüência, melhores separações podem ser geralmente obtidas pelo controle das 
variáveis que aumentam a velocidade de separação das bandas ou diminuem a velocidade de alargamento 
delas. 
Velocidades de Migração dos Solutos 
A eficiência de uma coluna cromatográfica em separar dois solutos depende em parte das velocidades 
relativas segundo as quais as duas espécies são eluídas. Essas velocidades, por sua vez, são determinadas 
pelas razões das concentrações dos solutos em cada uma das fases. 
Alargamento de Banda e Eficiência da Coluna 
A eficiência de uma coluna cromatográfica é afetada pela grandeza do alargamento de banda que ocorre 
quando o composto passa pela coluna. Antes de definir a eficiência de uma coluna em termos mais 
quantitativos, vamos examinar as razões pelas quais as bandas tornam-se largas à medida que se movem 
através da coluna. 
 
5. O que é eluição por gradiente? E eluição isocratica? 
Em cromatografia líquida, as alterações em k (fator de retenção) são produzidas pela variação da 
composição da fase móvel durante a eluição. Esse procedimento é denominado eluição por gradiente ou 
programação de solvente. A eluição sob condição de composição constante da fase móvel é chamada 
eluição isocrática. 
 
 
6. Como se determina o numero de pratos teóricos de uma coluna? 
Determinar o tempo de retenção tR para um soluto e o largura do pico do soluto na sua base, W. O número 
de pratos N é então dado por N = 16(tR/W)
2
. 
 
7. O que é a programação de temperatura em CG. Porque ela é tão usada? 
A programação de temperatura em cromatografia gasosa envolve o aumento da temperatura da coluna 
continuamente ou em etapas durante a eluição. 
A temperatura da coluna é uma variável importante que deve ser controlada dentro de poucos décimos de 
grau para se obter boaprecisão. Assim, a coluna é normalmente abrigada em um forno termostatizado. 
A temperatura ótima da coluna depende do ponto de ebulição da amostra e do grau de separação requerido. 
Grosseiramente, uma temperatura igual ou ligeiramente superior ao ponto de ebulição médio da amostra 
proporciona tempos de eluição razoáveis (2 a 30 min). Para as amostras com uma ampla faixa de ponto de 
ebulição, é frequentemente desejável que se empregue uma programação de temperatura, pela qual a 
temperatura da coluna é aumentada, quer seja continuamente quer em etapas, à medida que a separação se 
processa. 
 
8. Quais as diferenças entre as colunas PLOT, SCOT e WCOT? 
PLOT (Porous layer open tube) Camada de FE sólida presa às paredes internas 
SCOT (Support coated open tube) Paredes internas revestidas com material de recheio similar ao das 
colunas empacotadas 
WCOT (Wall coated open tube) FE liquida deposida (ligada// entrecruzada) sobre as paredes internas 
 
 
9. Cite 3 detectores usados em CG e 3 em HPLC ? 
CG: ionização em chama; condutividade térmica; captura de elétrons. 
HPLC: absorbância; fluorescência; eletroquímico. 
 
10. Qual é a equação de van Deemter? Escreva e explique o porquê ela é tão usada. O que significam os 
termos A, B e C na equação? 
 
Os estudos teóricos sobre o alargamento de zona realizados em 1950 por engenheiros químicos holandeses 
levaram à equação de van Deemter, a qual pode ser escrita na forma: 
H =A + B/u + Cu 
Em que as constantes A, B e C são os coeficientes do efeito de múltiplos caminhos, da difusão longitudinal e 
de transferência de massa, respectivamente. Esta equação permite determinar a velocidade linear da fase 
móvel na qual o alargamento de banda seja mínimo e a capacidade de separação seja máxima. Hoje, 
consideramos a equação de van Deemter apropriada somente para colunas recheadas operando a altas 
vazões. 
 
11. Quais os componentes instrumentais principais de um sistema de: (desenhe o esquema) 
a) HPLC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) CG 
 
b) CE 
 
12. Para analisar geraniol numa amostra de óleo essencial de cravo, um quimico resolveu fazer a 
quantificação por GC. Ele procedeu à confecção de uma curva de calibração após a injeção dos padrões de 
eugenol. As áreas dos padrões e amostra estão listadas abaixo. Considerando que a amostra sofreu diluição 
de 1:50, a) qual é a concentração de eugenol no óleo essencial? (b) O que é linearidade e o que significa o 
R
2
? (proceda como fez no lab para o HPLC e CI) 
 
 
𝑦 = 17103𝑥 ⇒ 38001 = 17103 𝑥 ⇒ 𝑥 = 2,22
𝑚𝑔
𝐿
𝑑𝑒 𝑒𝑢𝑔𝑛𝑜𝑙 𝑛𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 
Considerando que a amostra sofreu uma diluição de 1:50: 
111,09 mg/L de eugenol no óleo essencial. 
Experimentalmente a linearidade quer dizer que idealmente os quocientes entre as áreas medidas e correspondentes 
concentrações seriam constantes. 
O R
2
 indica a precisão da curva obtida, R
2
 = 1 significa que os pontos estão perfeitamente sobre a reta. Como o valor 
de R
2
 obtido foi de 0,9994, que é muito próximo de 1, pode-se concluir que o gráfico é preciso. 
 
Desafio em CE 
A técnica de eletroforese capilar é muito utilizada no campo da metabolômica. Indique qual o modo de eletroforese 
(CZE ou MEKC), pH (acido ou básico) e detector (UV, FID ou MS) que você utilizaria para a separação dos dois 
aminoácidos abaixo. Justifique todas as escolhas. 
 
 
Fenilalanina
na
Alanina 
Aminoácido pKa grupo carboxílico Pka do grupo amino 
Alanina 2.35 9.87 
Fenilalanina 2.58 9.24 
 
O modo de eletroforese mais indicado nesse caso seria CZE, e para determinar-se a faixa de pH a ser utilizada deve-
se analisar o gráfico de mobilidade efetiva versus pH 
 
Através do gráfico podemos perceber que a região de pH acima de 10 apresenta vantagens para a separação 
quando comparada com regiões de pH mais baixo. 
A detecção por fluorescência é amplamente empregada na analise de aminoácidos, visto que a mesma apresenta 
limites de detecção de um a três ordens de grandeza, mas baixos que o limite de detecção por absorbância, além de 
apresentar alta seletividade, portanto FID seria o tipo de detecção mais indicado.