Instrumentação Analítica 1

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Instrumentação Analítica
QUÍMICA
Matéria
A matéria é tudo ao seu redor. Átomos e moléculas são todos compostos de matéria.
Matéria é tudo que tem massa e ocupa espaço. A matéria é, por vezes, relacionada
com luz e radiação eletromagnética.
Você deve saber sobre sólidos, líquidos, gases, plasmas, e um estado chamado o
Condensado de Bose-Einstein (BEC).
Tudo que ocupa lugar no espaço e tem massa é matéria.
Energia
A energia é a capacidade de causar a mudança ou fazer o trabalho, ou seja, gerar
força num determinado corpo, substância ou sistema físico.
De acordo com as leis da física, a energia não pode ser criada, mas apenas
transformada (primeiro princípio da Termodinâmica), sendo cada um dos tipos de
energia capaz de provocar fenômenos determinados e característicos nos sistemas
físicos.
Substâncias química
Substância química é cada uma das espécies de matéria que constitui o universo.
As substâncias químicas podem ser classificadas de duas formas: quanto ao tipo de
ligação que as forma e quanto ao número de elementos químicos que participam na
ligação.
Tipo de ligação
Quanto ao tipo de ligação, as substâncias são classificadas em iônicas, moleculares ou
metálicas. As substâncias iônicas têm pelo menos uma ligação iônica. Exemplo:
NaCl (cloreto de sódio)
NaNO2 (nitrito de sódio)
As substâncias iônicas têm elevados pontos de ebulição e fusão; muitas delas, ao
serem dissolvidas na água, têm os seus íons separados por ação da água num
processo chamado dissociação iônica; conduzem corrente elétrica em solução
aquosa. Acompanhe a tabela com outros exemplos de substâncias iônicas.
SUBSTÂNCIA IÔNICA DESCRIÇÃO
SULFATO DE BÁRIO USADO EM ESTUDOS DE RAIOS X NO TRATO 
GASTRINTESTINAL
ÓXIDO DE CÁLCIO CAL
CARBONATO DE CÁLCIO MÁRMORE
ÓXIDO FÉRRICO FERRUGEM
HIDRÓXIDO DE MAGNÉSIO ANTIÁCIDO
HIDRÓXIDO DE SÓDIO SODA CÁUSTICA
As substâncias moleculares são formadas exclusivamente por ligações covalentes. Em 
geral, têm baixa temperatura de ebulição e de fusão. A maioria delas não conduz 
eletricidade em solução aquosa. Formam moléculas. Exemplos:
água (H2O)
amoníaco (NH3)
SUBSTÂNCIA MOLECULAR DESCRIÇÃO
MONÓXIDO DE CARBONO GÁS VENENOSO RESULTADO DA COMBUSTÃO 
INCOMPLETA DA GASOLINA E DO ÁLCOOL
DIÓXIDO DE CARBONO PRODUTO DA REAÇÃO DE COMBUSTÃO. 
ABSORVIDO PELAS PLANTAS PARA UTILIZAR NA
FOTOSSÍNTESE
ETANOL INGREDIENTE DE BEBIDAS ALCOÓLICAS E 
COMBUSTÍVEL
SACAROSE AÇÚCAR COMUM
As substâncias metálicas são formadas exclusivamente por ligações metálicas. 
Exemplos:
Ferro (Fe)
Prata (Ag)
Ouro (Au)
Alumínio (Al)
Configurações eletrônicas dos elementos ao 
longo da classificação periódica
Os elementos químicos da Tabela Periódica são classificados em cinco grandes 
grupos: metais, ametais (ou não metais), semimetais, gases nobres e hidrogênio.
Metais: Em temperatura ambiente eles são duros, sólidos, com exceção apenas do 
mercúrio (Hg), que é líquido. São condutores de calor e eletricidade. O metal é 
caracterizado também por sua maleabilidade (capacidade de ser moldado) e pela 
sua ductilidade (capacidade de formar fios). Além disso, apresenta um “brilho 
metálico” característico.
Ametais ou Não metais: Esses elementos possuem as características opostas dos 
metais, ou seja, não são bons condutores de calor e eletricidade. Pelo contrário, a 
maioria funciona como isolante (apenas a grafita (Cn(s)) é boa condutora de calor e 
eletricidade). Eles não possuem brilho característico (com exceção do iodo (I2(s)) e da 
grafita, já mencionada), e fragmentam-se.
Semimetais: esta nomenclatura está em desuso, pois a IUPAC (União Internacional de 
Química Pura e Aplicada) não reconhece mais essa classificação desde 1986. 
Entretanto, em muitas Tabelas sete elementos ainda são classificados dessa forma, 
pois possuem características intermediárias às dos metais e às dos ametais. Nas 
Tabelas Periódicas em que essa classificação não é mais usada, os elementos 
Germânio (Ge), Antimônio (Sb) e o Polônio (Po) são considerados metais. E os 
elementos Boro (B), Silício (Si), Arsênio (As) e o Telúrio (Te) são não metais.
Gases Nobres: representam os elementos da família 18 (0 ou VIII A), que são, 
respectivamente: hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio. Esses 
elementos são gasosos na temperatura ambiente e, normalmente, são encontrados 
na natureza em sua forma isolada, pois assim são mais estáveis. Além disso, eles não 
formam compostos com ou
Hidrogênio: esse elemento não se enquadra em nenhum grupo da Tabela Periódica. 
Em algumas Tabelas ele aparece na família dos alcalinos, por possuir um elétron em 
sua camada de valência. Aliás, essa é sua única camada eletrônica. Porém, suas 
características não são semelhantes às dos elementos dessa família dos elementos 
espontaneamente.
Funções químicas inorgânicas
As quatro principais funções inorgânicas são: ácidos, bases, sais e óxidos.
Ácidos
Ácidos são compostos covalentes, ou seja, que compartilham elétrons nas suas 
ligações. Eles têm a capacidade de ionizar em água e formar cargas, liberando o 
H+ como único cátion.
Classificação dos ácidos
Os ácidos podem ser classificados de acordo com a quantidade de hidrogênios que 
são liberados em solução aquosa e ionizam-se, reagindo com a água formando o íon 
hidrônio.
Características dos ácidos
As principais características dos ácidos são:
Têm sabor azedo.
Conduzem corrente elétricas, pois são soluções eletrolíticas.
Formam o gás hidrogênio quando reagem com metais, como magnésio e zinco.
Formam gás carbônico ao reagir com carbonato de cálcio.
Alteram para uma cor específica os indiciadores ácido-base (papel de tornassol azul fica vermelho).
Número de hidrogênios ionizáveis
Monoácidos: possuem apenas um hidrogênio ionizável.
Exemplos: HNO3, HCl e HCN
Diácidos: possuem dois hidrogênios ionizáveis.
Exemplos: H2SO4, H2S e H2MnO4
Triácidos: possuem três hidrogênios ionizáveis.
Exemplos: H3PO4 e H3BO3
Tetrácidos: possuem quatro hidrogênios ionizáveis.
Exemplos: H4P7O7
Principais ácidos
Exemplos: acido clorídrico (HCl), ácido sulfúrico (H2SO4), ácido acético (CH3COOH), ácido carbônico 
(H2CO3) e ácido nítrico (HNO3).
Aplicações dos ácidos
Funções químicas inorgânicas
Bases
Bases são compostos iônicos formados por cátions, na maioria das vezes de metais, 
que se dissociam em água liberando o ânion hidróxido (OH-).
Classificação das bases
As bases podem ser classificadas de acordo com o número de hidroxilas liberadas em 
solução.
As bases geralmente são substâncias iônicas e a força de uma base é medida pelo 
grau de dissociação.
Número de hidroxilas
Monobases: possuem apenas uma hidroxila.
Exemplos: NaOH, KOH e NH4OH
Dibases: possuem duas hidroxilas.
Exemplos: Ca(OH)2, Fe(OH)2 e Mg(OH)2
Tribases: possuem três hidroxilas.
Exemplos: Al(OH)3 e Fe(OH)3
Tetrabases: possuem quatro hidroxilas.
Exemplos: Sn(OH)4 e Pb(OH)4
Nomenclatura das bases
A nomenclatura para bases com carga fixa é dada por:
Bases com carga fixa
Metais alcalinos Hidróxido de lítio LiOH
Metais alcalinos terrosos Hidróxido de magnésio Mg(OH)2
Prata Hidróxido de prata AgOH
Zinco Hidróxido de zinco Zn(OH)2
Alumínio Hidróxido de alumínio Al(OH)3
Características das bases
A maioria das bases são insolúveis em água.
Conduzem corrente elétrica em solução aquosa.
São escorregadias.
Reagem com ácido formando sal e água como produtos.
Alteram para uma cor específica os indiciadores ácido-base (papel de tornassol
vermelho fica azul).
Principais bases
As bases são muito utilizadas em produtos de limpeza e também em processos das
indústrias químicas.
Exemplos: hidróxido de sódio (NaOH), hidróxido de magnésio (Mg(OH)2), hidróxido
de amônio (NH4OH), hidróxido de alumínio (Al(OH)3) e hidróxido de cálcio (Ca(OH)2).
Principais bases
As bases são muito utilizadas em produtos de limpeza e também em processos das
indústrias químicas.
Exemplos: hidróxido de sódio (NaOH), hidróxido de magnésio (Mg(OH)2), hidróxido de amônio (NH4OH),
hidróxido de alumínio (Al(OH)3) e hidróxido decálcio (Ca(OH)2).
Reações químicas
As reações químicas são o resultado da transformação que ocorre nas substâncias, 
onde os átomos rearranjam-se modificando seu estado inicial.
Assim, os compostos químicos sofrem alterações gerando novas moléculas. Por sua 
vez, os átomos dos elementos permanecem inalterados.
Tipos de reações químicas
As reações químicas (com presença de substâncias reagentes e resultantes) são 
classificadas de quatro maneiras, a saber:
Reações de síntese ou adição
Reações entre duas substâncias reagentes que resultam em uma mais complexa.
Reações de análise ou de decomposição
Reações em que uma substância reagente se divide em duas ou mais substâncias
simples. Essa decomposição pode ocorrer de três maneiras:
pirólise (decomposição pelo calor)
fotólise (decomposição pela luz)
eletrólise (decomposição pela eletricidade)
Representação A + B → AB
Exemplo
Síntese do gás carbônico:
C + O2 → CO2
Representação AB → A + B
Exemplo
Decomposição do óxido de 
mercúrio:
2HgO → 2Hg + O2
Reações de deslocamento
Também chamadas de substituição ou de simples troca, são reações entre uma
substância simples e outra composta, levando à transformação da substância
composta em simples.
Reações de dupla-troca ou dupla substituição
São reações entre duas substâncias compostas que permutam entre si os elementos 
químicos, gerando duas novas substâncias compostas.
Representação
AB + C → AC + B ou AB + C → CB 
+ A
Exemplo
Simples troca entre ferro 
metálico e ácido clorídrico:
Fe + 2HCl → H2 + FeCl2
Representação AB + CD → AD + CB
Exemplo
Dupla troca entre cloreto de 
sódio e nitrato de prata:
NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3
Quando Ocorre uma Reação Química?
Dependendo da condição de temperatura, concentração de substâncias e do contato
entre elementos químicos envolvidos, as reações químicas podem ocorrer de
maneira rápida ou lenta.
As reações gasosas, por exemplo, são rápidas, pois as moléculas conseguem se
mover rapidamente e se chocarem. Já as reações entre componentes líquidos e
sólidos são lentas.
Reações de oxirredução
As reações de oxirredução ocorrem entre metais (tendência para ceder elétrons) e 
não metais (tendência para receber elétrons). Como exemplo, podemos citar 
a oxidação(ferrugem) que surgem nos metais com o passar do tempo.