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QUÍMICA ANALÍTICA 
QUANTITATIVA
Profª Ayla
Pau dos Ferros - RN
2012
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02
1. Introdução aos métodos de análise química quantitativa
2. Erros, operações e medidas em Química Analítica
3. Análise gravimétrica
3.1 Bases da análise gravimétrica. Formação de precipitados. Nucleação. Crescimento de partículas
3.2 Supersaturação e supersaturação relativa. Precipitação em meio homogêneo. Contaminação de precipitados. Lavagem de precipitados. Calcinação. Fator gravimétrico
4. Análise volumétrica – bases teóricas
5. Volumetria de neutralização 
5.1 Curvas de titulação ácido-base (ácidos monopróticos e polipróticos)
5.2 Indicadores, erros de titulação, cálculos
6. Volumetria de precipitação
6.1 Curvas de titulação de precipitação
6.2 Indicadores, erros de titulação, cálculos
7. Volumetria de complexação
7.1 Quelatos, constantes adicionais, mascaramentos
7.2 Curvas de titulação complexométricas, indicadores, erros de titulação, cálculos.
8. Fundamentos teóricos da volumetria de oxidação-redução
8.1 Curvas de titulação redox, indicadores redox, erros de titulação, cálculos
EMENTA DA DISCIPLINA
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03
1. HARRIS, D.C., Análise Química Quantitativa. 6ª Ed., Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., 2005.
2. SKOOG, A.D., WEST, D.M., HOLLER, F.J., CROUCH, R.S., Fundamentos de Química Analítica. Tradução da oitava edição norte americana Thonson Learning, 2006.
3. ANDRADE, J. C; BACCAN, N; BARONE, J. S; GODINHO, O.E.S; Química Analítica Quantitativa Elementar. 3ª Ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2001.
4. VOGEL, T. Análise Química Quantitativa, 6ª Ed., Livros Técnicos e Científicos S. A., Rio de Janeiro, 2002.
BIBLIOGRAFIA
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04
AVALIAÇÃO
 Avaliações escritas
 Relatórios das aulas práticas
 Trabalhos individuais e em grupo
 Apresentação de seminários
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Análise Química
ou 
Química Analítica 
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06
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07
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08
Introdução ao estudo da Química Analítica
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09
A perspectiva analítica
4. Análise dos dados
Transformar ou reduzir os dados
Análise estatística
Verificar os resultados
Interpretar os resultados
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A sequência analítica
Preparo da amostra
ANALITO
Sinal Analítico
Análise
qualitativa
Análise
quantitativa
O quê?
Quanto?
Aparecimento de um precipitado
Variação de massa
Evolução de gás
Variação de volume
Mudança de cor
Variação de temperatura
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Alguns termos usados em Química Analítica
Análise: 
	Uma análise é um processo que fornece informações químicas ou físicas sobre os constituintes de uma amostra ou sobre a própria amostra.
Ex: Análise de glicose em uma amostra de sangue
Determinação:
	Análise de uma amostra com a finalidade de encontrar a identidade, concentração ou alguma propriedade do analito.
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Amostragem:
	É o processo de obtenção de amostras.
Amostra: parte representativa de um todo (sistema).
Exatidão
	É a medida da concordância entre um resultado experimental e seu valor esperado. 
Precisão
	É uma indicação da reprodutibilidade de uma medida ou resultado. 
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Analitos: 
 	São os constituintes de interesse na amostra.
 
Matriz: 
	Todos os constituintes da amostra com exceção dos analitos.
Método:
	É a aplicação de uma técnica para a determinação de um analito específico em uma matriz específica.
Ex.: Determinação do teor de vitamina C em suplementos vitamínicos por titulometria de oxi-redução.
 
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Procedimento: 
	É um conjunto de diretivas escritas, que detalham como aplicar um método para uma amostra particular, incluindo informações sobre amostragem adequada, eliminação de interferências e validação de resultados.
Exemplo: determinação de vitamina C segundo procedimento do Instituto Adolfo Lutz
Protocolo: 
	É um conjunto escrito de orientações estritas, que detalham um procedimento que deve ser seguido para a aceitação da análise pelo organismo oficial que estabeleceu o protocolo.
Exemplo: Determinação de um medicamento segundo procedimento da farmacopéia brasileira. 
 
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Métodos analíticos
“ Todo método analítico é baseado na medida de uma propriedade física “
“Os métodos analíticos são classificados de acordo com a propriedade física que o mesmo se baseia”
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Principais etapas desenvolvidas durante uma análise química
AMOSTRAGEM
Sólidos
Líquidos
Gasosos
PREPARAÇÃO E CONSERVAÇÃO
Objetivo da análise
Natureza do analito
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Principais etapas desenvolvidas durante uma análise química
ELIMINAÇÃO DE INTERFERENTES
MEDIDA DA PROPRIEDADE FÍSICA
CÁLCULO DO RESULTADO
INTERPRETAÇÃO DO RESULTADO ANALÍTICO
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Estágios de uma análise quantitativa
Amostragem – obtenção da amostra
Método – metodologia para determinar seu analito de interesse
Exatidão – concordância entre uma medida e seu valor verdadeiro
Precisão – concordância entre uma série de medidas (reprodutibilidade)
Limite de detecção – quantidade mínima do analito que pode ser detectada
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Estágios de uma análise quantitativa
Seletividade – leva em consideração as interferências de outras espécies
Remoção de interferentes 
Medidas na amostra e controle de fatores instrumentais – medida de uma quantidade ou sinal relacionado com o analito (padronização, calibração, otimização...)
Tratamento de dados – cálculo dos resultados analíticos e avaliação estatística destes
Apresentação dos resultados
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Escolha do método analítico ideal
1- Objetivo da análise
2- Exatidão requerida
3- Teor do componente presente na amostra
Componente maior conc. > 1%
componente menor conc. 0,1 a 1 %
Micro ou traços conc. < 0,1%
Ultratraços conc. g L-1
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Escolha do método analítico ideal
4- Recursos disponíveis
5- Número de amostras a analisar 
6- Composição química da amostra
7- Tamanho da amostra
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Métodos analíticos e propriedades físicas
Método analítico
Propriedade física
Gravimétrico
Massa
Volumétrico
Volume
Potenciometria
Potencial elétrico
Coulometria
Corrente elétrica
Espectrofotometria de absorção molecular
Energia radiante
Espectrometria de absorção e emissão atômica
Energia radiante
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Classificação dos métodos analíticos Tamanho da amostra
Método
Amostra sólida
Amostra líquida
Macro
> 100 mg
> 100 (l
Semi micro
10 a 100 mg
50 a 100 (l
Micro
1 a 10 mg
50 (l
Ultramicro
< 1 mg
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Classificação dos métodos analíticos Medida Final
* Gravimétrico – determinação final pela medida exata do peso do analito
* Volumétrico – determina-se o volume da solução necessário para completar a reação
* Físico-químicos – baseados na medida de alguma propriedade física ou química. Necessitam instrumentos especiais.
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Noções de Probabilidade
Experimentos que ao serem repetidos nas mesmas condições conduzem ao mesmo resultado são denominados determinísticos.
Experimentos que ao serem repetidos nas mesmas condições não produzem o mesmo resultado são denominados experimentos aleatórios.
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Experimentos Determinísticos
Aquecer um frasco com água até 100 ºC, ao nível do mar, e observar seu aspecto.
Resultado: Ebulição da água.
Soltar um peso de 16 toneladas sobre a cabeça de uma pessoa.
Resultado: Morte.
Soltar uma bola de ferro de 100 g a uma altura de 2,4 m dentro da minha sala e cronometrar o tempo para impacto no chão.
Resultado: 0,7 s.
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Experimentos Aleatórios
Lançar um dado “honesto” e verificar o número mostrado na face superior.
Pegar uma lâmpada nova, acendê-la e cronometrar o tempo até que se queime.
Contabilizar o número de pessoas no ponto de ônibus às 18:00 h.
Determinar agora o horário de início da novela das oito.
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“Toda medida está sempre
afetada por erros. É impossível realizar uma análise química totalmente livre de erros ou incertezas.”
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Expressando exatidão
Erro absoluto (E) – erro na medida de uma quantidade x:
Erro relativo (Er) – define o erro em porcentagem:
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Expressando exatidão
Para a seguinte sequência de medidas realizadas para uma amostra padrão de 20ppm, calcular o erro absoluto e o erro relativo:
 19,4; 19,5; 19,6; 19,8; 20,1; 20,3
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TIPOS DE ERROS
A) Determinados ou sistemáticos
		Podem ser medidos, corrigidos ou eliminados.
		Em geral, influenciam na exatidão de uma medida, pois afastam o valor medido do valor verdadeiro.
B) Indeterminados ou aleatórios
		Não são mensuráveis, são aleatórios e afetam a precisão das medidas. Se distribuem de forma mais o menos simétrica em torno de um valor médio.
C) Grosseiros Ocorrem de forma ocasional.	
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Tipos de Erros
Erro Grosseiro	
Na titulação da amostra de vinagre, a viragem não ocorreu.
O analista esqueceu de adicionar o indicador !!!!!!!	
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Tipos de Erros
Erro Sistemático (determinado) 
Valor definido e causa identificável
Mesma ordem de grandeza para as réplicas.
Podem ser:
Instrumentais – comportamento não adequado de um instrumento
Método – comportamento químico ou físico não ideal de sistemas analíticos
Pessoais – limitações pessoais ou desatenção
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Tipos de Erros
Erro Sistemático (determinado)
Faz com que a média de um conjunto de dados difira do valor aceito. Afeta a exatidão dos resultados.	
Ex: na titulação do ácido acético, troca do indicador fenolftaleína pelo indicador vermelho de metila.
Viragem do vermelho de metila: abaixo de pH 7
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Tipos de Erros
Erro Sistemático (determinado)	
Erros absolutos na análise de Ácido Nicotínico e Hidrocloreto de Benzil Isotiouréia. Cada marca esférica ilustra o erro associado a uma determinação única. Cada linha vertical ilustra o erro médio associado ao conjunto de medidas, relacionado com o valor verdadeiro. 
Preciso e exato
Pouco preciso, mas exato
Preciso, mas inexato
Impreciso e inexato
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Tipos de Erros
Erro Aleatório (indeterminado)
	
 Erros sistemáticos eliminados
 Experimento feito com atenção e disciplina
 Novas análises de duas amostras de vinagre do mesmo lote
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Tipos de Erros
Erro Aleatório (indeterminado)
	
Causam o maior ou menor espalhamento simétrico dos dados em torno de um valor central. Em geral, o erro aleatório de uma medida é refletido por sua precisão.
“Toda medida está sempre afetada por erros.
É impossível realizar uma análise química totalmente livre de erros ou incertezas.”
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Problema: 
Determinar a concentração de ácido acético em uma amostra de vinagre.
Legislação : mínimo de 4% de ácido acético
Como fazer? Titulação ácido-base
Resultado das Titulações
3,80%
4,20%
Devo aprovar o lote B e rejeitar o lote A ?
Se o erro associado 
é de ± 0,30%
3,50 a 4,10%
3,90 a 4,50%
Tratamento dos Erros Aleatórios
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Erros Sistemáticos
TIPOS DE ERROS SISTEMÁTICOS
Erros Instrumentais
Causas: imperfeições nos instrumentos de medida e instabilidades no seu suprimento de energia
 Uso de equipamentos volumétricos em temperatura diferente da de calibração
 Distorções na parede dos frascos devido ao calor durante a secagem
 Contaminantes nas paredes internas dos fracos
Forma de eliminação
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Erros Sistemáticos
TIPOS DE ERROS SISTEMÁTICOS
 Lentidão de algumas reações e incompletude de outras
 Não especificidade de alguns reagentes
 Instabilidade de algumas espécies
 Possível ocorrência de reações paralelas
Exemplo
Excesso de reagente requerido para que o indicador mude de cor
Erros de mais difícil detecção. Por isso são os mais graves dos erros sistemáticos
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Erros Sistemáticos
TIPOS DE ERROS SISTEMÁTICOS
Erros de Método - Detecção
 Análise de materiais de referência certificados
Avaliar se a diferença é devido ao erro aleatório ou uma tendência no método. Uso de teste estatístico.
Análise em paralelo com método analítico independente
Deve diferir-se do método usado o máximo possível. Uso de teste estatístico.
Através de determinações em branco
Variação do tamanho da amostra
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Erros Sistemáticos
TIPOS DE ERROS SISTEMÁTICOS
 Erros resultantes de julgamentos pessoais
 Avaliação da cor de uma solução no ponto final da titulação
 Avaliação da posição de um ponteiro ou menisco entre as divisões de duas escalas
Tendência a determinar as leituras na direção da melhora da precisão ou a um valor preterido
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Erros Sistemáticos
EFEITOS SOBRE OS RESULTADOS
 Tornam-se mais perigosos a medida que o tamanho da amostra diminui
Minimização: utilização de amostras maiores o possível
Erros Proporcionais
Dependem do tamanho da amostra
 Aumentam ou diminuem com o tamanho da amostra tomada
Causa comum: presença de interferentes na amostra
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Tratamento de Erros Aleatórios
O primeiro passo para tratar estatisticamente os erros aleatórios é admitir alguma hipótese sobre sua distribuição
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Erros Aleatórios
 Intervalo de volume entre 9,969 mL a 9,994 mL
 Média = 9,982 mL
 Mediana = 9,962 mL
Calibração de pipeta
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Avaliação dos Erros Aleatórios
 População : qualquer coleção de indivíduos ou valores, finita ou infinita
 Amostra : uma parte da população, normalmente selecionada com o objetivo de se fazer inferências sobre a população
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Média: soma dos valores das medidas pelo número de medidas do conjunto de dados
Avaliação do valor central
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Tratamento de Erros Aleatórios
Algarismos significativos
* São os dígitos necessários para exprimir uma medida ou um resultado calculado com a incerteza correta. 
* Incluem todos os algarismos certos e o primeiro incerto.
REGRAS PARA SE DETERMINAR O No DE ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS DE UM VALOR MEDIDO
a) O dígito zero não é significativo quando situado à esquerda do número.
Exemplo1: 0,0002852; 0,002852; 0,2852, todos têm _______algarismos significativos.
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Tratamento de Erros Aleatórios
Algarismos significativos
b) O dígito zero é significativo quando situado no meio do número ou à sua direita.
Exemplo2: Quantos algarismos significativos aparecem nos seguintes valores?
0,0028052 ______ 	 0,000280520____	
0,000285200________ 28520______	 
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Tratamento de Erros Aleatórios
Algarismos significativos
c) Não confundir número de algarismos significativos com número de casas decimais.
Exemplo3: 0,00028520 - tem ____ algarismos significativos e ____ casas decimais.
d) Deve-se tomar cuidado com a utilização de zeros à direita.
Exemplo 4: 2,85 g quando transformados em mg é _______ mg.
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Tratamento de Erros Aleatórios
Algarismos significativos
REGRAS PARA ARREDONDAMENTO
a) Se o dígito que segue o último algarismo significativo é menor que 5, o último algarismo significativo é mantido sem alteração
Exemplo 5: Apresentar os valores seguintes com 2 algarismos significativos: 
0, 2832______ 0,00028320_______ 
28320________ 
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Tratamento de Erros Aleatórios
Algarismos significativos
REGRAS PARA ARREDONDAMENTO
b) Se o dígito que segue o último algarismo significativo é igual ou maior que 5, o último algarismo significativo é aumentado em uma unidade.
Exemplo 6: Apresentar os valores seguintes com 2 algarismos significativos: 
0, 2852________ 0,0002852_______ 28520________
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Tratamento de Erros Aleatórios
Algarismos significativos
PARA RESULTADOS CALCULADOS
SOMA OU SUBTRAÇÃO - O resultado da soma ou subtração deve apresentar o mesmo número de casas decimais do número com menos casas decimais.
Exemplo 7: Apresentar o resultado das seguintes operações com o número correto de algarismos significativos:
0,242 + 0,5 + 5,117
+ 0,0888 =
74,58 - 2,5 =
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Tratamento de Erros Aleatórios
Algarismos significativos
PARA RESULTADOS CALCULADOS
b) MULTIPLICAÇÃO OU DIVISÃO - O resultado da multiplicação ou divisão deve apresentar o mesmo número de algarismos significativos do número com menos algarismos significativos.
Exemplo 8: Apresentar o resultado das seguintes operações com o número correto de algarismos significativos:
35,476 x 0,083 =
0,70 : 32,46 =
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Não traz nenhuma informação nova acerca dos dados;
Permitem caracterizar e categorizar os dados de diferentes maneiras;
Ajudam na interpretação dos dados.
População: coleção de todas as medidas de interesse
Amostra: subconjunto de medidas selecionadas a partir da população.
Tratamento de erros aleatórios
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Medidas de tendência central
Moda
É o valor que aparece mais vezes no conjunto de dados.
Exemplo: As análises de uma amostra de minério de ferro deram os seguintes resultados para o teor de ferro: 7,08; 7,21; 7,14; 7,09; 7,11; 7,12 e 7,14. Moda?
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Medidas de dispersão
Amplitude total
Diferença entre o maior e o menor conjunto de dados.
Exemplo: As análises de uma amostra de minério de ferro deram os seguintes resultados para o teor de ferro: 7,08; 7,21; 7,14; 7,09; 7,11; 7,12 e 7,14. Amplitude total?
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Medidas de dispersão
Desvio Padrão
* Medida de precisão
Exemplo: As análises de uma amostra de minério de ferro deram os seguintes resultados para o teor de ferro: 7,08; 7,21; 7,14; 7,09; 7,11; 7,12 e 7,14. Desvio padrão?
Desvio padrão da população
Número de medidas
Média da população
Desvio padrão da amostra
Média da amostra
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Medidas de dispersão
Desvio Padrão da Média
Exemplo: As análises de uma amostra de minério de ferro deram os seguintes resultados para o teor de ferro: 7,08; 7,21; 7,14; 7,09; 7,11; 7,12 e 7,14. Desvio padrão da média?
Desvio padrão da amostra
Absoluto:
Relativo
Média da amostra
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Medidas de dispersão
Variância
Coeficiente de variância
Exemplo: As análises de uma amostra de minério de ferro deram os seguintes resultados para o teor de ferro: 7,08; 7,21; 7,14; 7,09; 7,11; 7,12 e 7,14. Variância e coeficiente de variância?
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Exercício 1: As análises de uma amostra de minério de ferro deram os seguintes resultados para o teor de ferro: 7,08, 7,21, 7,12, 7,09, 7,16, 7,14, 7,07, 7,14, 7,18 e 7,11. Calcule a média, mediana, o desvio padrão, variância e o coeficiente de variação destes resultados.
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Exercício 2: Sete estudantes analisaram o teor de Mg(OH)2 em uma amostra de leite de magnésia. Os resultados obtidos (em %) foram: 
8,22; 8,17; 8,09; 8,52; 8,51; 8.07 e 8,13. Calcular:
a) a média aritmética;
b) a estimativa do desvio padrão absoluto e relativo de uma determinação e da média;
c) a estimativa do desvio padrão absoluto e relativo da média;
d) a variância;
e) O erro relativo, considerando-se que o valor verdadeiro é 9,00%.
 
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65
Exercício 3: Os seguintes resultados foram obtidos para réplicas da determinação de chumbo em uma amostra de sangue: 0,752; 0,756; 0,752; 0,751 e 0,760 mg L-1 de Pb. Calcule:
	a) a média dos valores e a mediana;
	b) o desvio padrão para o conjunto de dados;
	c) a variância;
	d) o desvio padrão relativo;
	e) o coeficiente de variação.
 f) avalie os resultados em termos de precisão.

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