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Análise Instrumental
Marilza Aguilar
REVISÃO DAS AULAS 06 a 10
I – Introdução:
Nesta aula iremos rever alguns conceitos e exercícios vistos nas cinco últimas aulas para reforçar as ideias principais e retirar qualquer dúvida que possa ter ficado.
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Aula 6
ESPECTROMETRIA DE LUMINESCÊNCIA
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A luminescência é a emissão de luz por uma substância quando submetida a algum tipo de estímulo como luz, reação química ou radiação ionizante, ou seja, de emissões de radiações, que podem ser visíveis ou não e que ocorrem sem a necessidade de temperaturas elevadas, podendo ser, por exemplo, resultado da absorção de energia da luz.
FLUORESCÊNCIA
A Fluorescência é a capacidade de uma substância de emitir luz quando exposta a radiações do tipo ultravioleta (UV), raios catódicos ou raios X. As radiações absorvidas (invisíveis ao olho humano) transformam-se em luz visível, ou seja, com um comprimento de onda maior que o da radiação incidente.
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A Fosforescência é a capacidade que uma espécie química tem de emitir luz, mesmo no escuro. É um fenômeno particular de um fenômeno geral denominado luminescência. 
As diferenças relativas com à fosforescência, é que, geralmente, a fluorescência dura apenas enquanto houver estímulo e o tempo de emissão que pode levar de minutos a horas.
FLUORESCÊNCIA
QUIMIOLUMINESCÊNCIA
A quimioluminescência é a emissão de luz não acompanhada da emissão de calor em consequência de uma reação química.
Quimioluminescência é um termo geral para produção de luz quando a energia de excitação é proveniente de uma reação química.
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ESTADOS EXCITADOS SINGLETOS E TRIPLETOS
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Análise Instrumental
Marilza Aguilar
Aula 7 – ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA
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A espectroscopia de absorção atômica (AAS) baseia-se no princípio que estabelece que os átomos livres em estado estável podem absorver a luz a um certo comprimento de onda. A absorção é específica a cada elemento, nenhum outro elemento absorve neste comprimento de onda.
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Na absorção atômica, o sistema de atomização utiliza a energia térmica para a produção de átomos gasosos, que irão para o estado excitado.
Seu princípio está baseado na quantidade de radiação absorvida pelos átomos neutros no estado fundamental do elemento de interesse.
 A absorção está ligada à população de átomos no estado fundamental, e estes são proporcionais à concentração da solução distribuída na chama. 
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A quantidade absorvida é medida pela diferença entre o sinal transmitido na presença e na ausência do metal a ser determinado.
A concentração da solução em análise pode ser obtida através da comparação de sua absorbância com uma solução-padrão com concentração exata conhecida.
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Podemos sumarizar uma análise em absorção atômica da seguinte forma:
 A amostra é nebulizada por um fluxo oxidante gasoso, misturado com um combustível também gasoso, que levará a chama. 
Ocorre a dessolvatação, ou seja, a retirada do solvente, produzindo um aerossol de partículas bem finas, sendo esta volatilizada em moléculas gasosas. 
A dissociação das moléculas gera um gás atômico que produzirá cátions e ânions.
ANÁLISE QUALITATIVA E ANÁLISE QUANTITATIVA
ANÁLISE QUALITATIVA:
Na Análise Qualitativa são necessárias as soluções padrões de cada metal para as análises. Estas soluções deverão ser adquiridas com padrões e certificações junto aos fornecedores para fins de análise, tanto qualitativa como (e principalmente) quantitativa.
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ANÁLISE QUANTITATIVA:
Na análise quantitativa em absorção atômica, muitas vezes não conseguimos uma curva padrão linear. Ou seja, é difícil a relação direta entre absorbância e a concentração do analito.
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Aula 8 – ELETROANALÍTICA E POTENCIOMETRIA
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Oxidação: é a perda de elétrons.
Fe0 → Fe+2 + 2 elétrons
Redução: é o ganho de elétrons.
Al+3 + 3 elétrons → Al
Os processos de oxidação e redução são simultâneos →TRANSFERÊNCIA ELETRÔNICA.
Número de oxidação (Nox)
É a carga elétrica que o átomo adquire ao perder ou ganhar elétrons.
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Agente oxidante: é a espécie química que sofreu redução na reação. Ele provoca oxidação em uma espécie.
Agente redutor: é a espécie química que sofreu oxidação, ou seja, ele provoca a redução em uma espécie.
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Reações químicas podem produzir correntes elétricas (pilhas) e correntes elétricas podem produzir reações químicas de óxido-redução (eletrólise). 
NAS PILHAS:
ÂNODO: eletrodo onde ocorre a oxidação. É o polo negativo da pilha
CÁTODO: eletrodo onde ocorre a redução. É o polo positivo da pilha.
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PONTE SALINA: mantêm as duas soluções que compõe a célula eletroquímica em contato, permitindo a passagem de íons, mas impedindo que as soluções se misturem. A função da ponte salina é isolar o conteúdo das duas células, mantendo o contato elétrico entre elas.
POTENCIAL DE JUNÇÃO
Quando duas soluções de eletrólitos de diferentes composições são colocadas em contato, surge uma diferença de potencial na interface, que chamamos de potencial de junção.
Este potencial de junção ocorre em função de uma distribuição desigual de cátions e ânions na interface das soluções, devido às diferenças na velocidade de difusão destas espécies.
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POTENCIAIS DE ELETRODO
Para poder calcular a força eletromotriz de uma pilha, convencionou-se medir o potencial (de redução e de oxidação) de cada eletrodo em relação a um eletrodo padrão, isto é, um eletrodo que estivesse em condições padrão e que serviria de referência para se comparar com os demais eletrodos.
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E° = diferença de potencial (padrão)
E°RED = potencial de redução
E°OX = potencial de oxidação
Padrão: 25°C e 1atm
Pode-se utilizar qualquer uma destas fórmulas, dependendo dos dados que são fornecidos. 
A diferença de potencial pode ser chamada também de força eletromotriz (fem).
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POTENCIOMETRIA
Os métodos potenciométricos são baseados nas medidas potenciais de uma célula eletroquímica, na ausência de valores de correntes elétricas. 
Ela foi desenvolvida principalmente para a análise titulométrica e hoje pode ser utilizada na dosagem da concentração de cátions e ânions.
Titulação potenciométrica é um método volumétrico em que o potencial entre dois eletrodos é medido (eletrodo de referência e indicador) como função do volume do reagente adicionado.
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TIPOS DE TITULAÇÃO POTENCIOMÉTRICA
Reações de neutralização: O eletrodo indicador pode ser um eletrodo de hidrogênio, de vidro ou de antimônio. Em geral, o eletrodo de calomelano é de referência. A exatidão com que o ponto final pode ser localizado potenciometricamente depende da grandeza da variação da força eletromotriz nas vizinhanças do ponto de equivalência, e esta variação depende da concentração e da força do álcali.
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Uma TITULAÇÃO REDOX se baseia em uma reação de oxirredução entre o analito e o titulante.
Para acompanharmos o avanço da reação colocamos um par de eletrodos na mistura reacional e medimos a diferença de potencial, responsável pelo movimento dos elétrons do eletrodo de referência para o eletrodo de platina por meio de um potenciômetro.
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Para calcular o potencial lido usa-se a equação de Nernst:
O termo logarítmico depende da relação entre as concentrações da forma reduzida e da forma oxidada da espécie, a qual muda ao longo da titulação.
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Aula 9– CROMATOGRAFIA EM FASE GASOSA 
I – Introdução – CROMATOGRAFIA EM FASE GASOSA 
A cromatografia é um método de separação de componentes presentes em uma amostra. Ela está baseada na migração diferencial dos componentes de uma mistura, que ocorre devido a diferentes interações, entre duas fases imiscíveis, a fase móvel e a fase estacionária. 
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PRINCÍPIOS DA CROMATOGRAFIA
Esta técnica de separação envolve:
A Matriz
A Fase Móvel
A Fase Estacionária
 
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Independentemente do tipo de cromatografia aplicada, esta tríade é fundamental para a separação dos analitos de uma matriz. Repare na figura que  os analitos
devem interagir tanto com a fase móvel como com a fase estacionária, para que o processo de separação seja efetivo. 
Caso o analito interaja apenas com a fase móvel ou estacionária, não irá ocorrer a separação e, consequentemente, iremos fracassar neste intuito.
TIPOS DE CROMATOGRAFIA
A cromatografia gasosa utiliza o gás como fase móvel para a separação e as análises;
Cromatografia líquida (CLAE)  é a grande técnica, sendo investida principalmente em colunas e sistemas de solventes automatizados;
Cromatografia planar  Podemos representar a técnica de cromatografia de camada delgada (CCD) para a detecção rápida de analitos.
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PARÂMETROS CROMATOGRÁFICOS
Na cromatografia, tanto gasosa quanto líquida, há alguns parâmetros físico-químicos importantes, como o tempo de retenção (tr) e a seletividade (a). O tempo de retenção é fundamental para a cromatografia, pois mede por quanto tempo o analito interagiu com a fase estacionária, sendo a sua grandeza representada por minutos.
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A CROMATOGRAFIA EM FASE GASOSA
 A cromatografia em fase gasosa é utilizada para a separação de compostos voláteis. Os analitos, para serem separados, devem apresentar uma razoável pressão de vapor à temperatura de separação. Contudo, à medida que aumenta o caráter iônico do composto, diminui sua volatilidade. Sua utilização pode avançar estas limitações com o auxílio de etapas de reações químicas, as chamadas derivatizações, que deverão transformar o caráter iônico ou polar em um composto mais volátil.
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A cromatografia em fase gasosa tem duas categorias:
Cromatografia Gás-Líquido – CGL:
Ocorre uma partição entre uma amostra em fase gasosa móvel e uma camada delgada de líquido não volátil, que recobre o suporte.
Cromatografia Gás-Sólido – CGS:
Emprega um sólido na grande área na superfície como fase estacionária.
VANTAGENS E LIMITAÇÕES DA CROMATOGRAFIA GASOSA
As vantagens da cromatografia gasosa são:
Baixo custo operacional;
Poder analisar 20% dos compostos: óleos essenciais, frações de petróleo, inseticidas, gases industriais, gorduras, açúcares, fármacos etc.;
Excelente poder de resolução;
Análise de dezenas de substâncias em uma única amostra;
 Alta sensibilidade (10–12 g);
 Injeção de pequena quantidade de amostra;
 Excelente técnica quantitativa.
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Já as limitações da cromatografia gasosa são:
• Amostra ou derivados voláteis e termicamente estáveis;
• Uso de derivados para a obtenção de volatilidade.
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Aula 10 – Cromatografia Líquida e Eletroforese Capilar  
I – Introdução – Cromatografia Líquida e Eletroforese Capilar  
A cromatografia líquida se dá quando a fase móvel é um líquido e a estacionaria é um solido, fazendo a separação através do sólido.
Na cromatografia líquida, a fase móvel é um liquido de baixa viscosidade. Se a fase estacionária for um adsorvente sólido através do qual e por recurso a uma alta pressão se faz passar a fase estacionária e a amostra, temos a cromatografia líquida de alta precisão (HPLC).
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A cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) tem a vantagem de poder analisar 95% dos compostos como os iônicos, sais inorgânicos e orgânicos, aminoácidos puros, compostos polares de alto peso molecular, polímeros de baixo e alto peso molecular, compostos termicamente instáveis, corantes etc. Além disso, ela demanda um menor tempo de análise, alta resolução, bons resultados quantitativos, boa sensibilidade e versatilidade. Também permite a automatização das análises, sendo muito utilizada na indústria farmacêutica.
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A cromatografia líquida de alta performance (CLAE), também conhecida como HPLC (high performance liquid chromatography), é muito utilizada nas indústrias farmacêuticas, indústrias de alimentos, em análises de dopping, forenses, dentre outras. 
Princípios de separação da cromatografia líquida de alta eficiência
Em geral, na separação da cromatografia líquida, utilizamos uma fase reversa, na qual a fase estacionária é apolar, chamada de C-18, pois possui uma cadeia de 18 átomos de carbonos que fazem as interações apolares, conforme imagem a seguir.
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Os analitos mais apolares ficam aderidos nela, enquanto os analitos mais polares irão eluir primeiro, tendo como consequência um tempo de retenção menor que os analitos apolares.
Separação dos componentes da amostra
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Injeção Migração Eluição
Parâmetro de Seletividade
A seletividade depende tanto da fase móvel quanto da fase estacionária. O sistema de eluição (solvente) é fundamental para o processo de separação.
Alguns fatores afetam a seletividade de uma separação cromatográfica, como:
*Composição ou troca do solvente;
* Troca de coluna.
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Princípios da Eletroforese Capilar
Podemos definir a eletroforese capilar (CE) como a migração de espécies eletricamente carregadas em um solvente líquido, em geral aquoso, na ação de um campo elétrico. Esta técnica é muito utilizada em análises de biomoléculas, como proteínas e peptídeos.
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As amostras são introduzidas na extremidade do capilar oposta ao detector, e o capilar é preenchido com uma solução tampão, com uma voltagem que pode variar entre 5-60Kv e correntes entre 10-100mA, sendo o detector de UV-Vis. A diferença nas velocidades de migração de compostos diferentes, quando aplicado uma diferença de voltagem entre as extremidades do capilar, é que perfaz a separação dos analitos. 
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Os íons da amostra irão migrar em direção a um ou outro eletrodo. Então, a diferença da velocidade de migração depende da sua carga e do seu tamanho.
A diferença entre altos potenciais permite uma migração mais elevada, portanto, uma separação mais rápida.
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