Química Analítica 2018 2 (1)

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Química Analítica
Profa. Débora Costa Reis
Química Analítica
Definições
Ostwald: “A Química Analítica é a arte de reconhecer diferentes substâncias e determinar seus constituintes”
Klockow: "Ciência da obtenção de informações de sistemas materiais acerca de sua composição e estrutura e da
interpretação dessas informações relacionada com o objetivo de sua utilização"
H. Laitinen: "Ciência de caracterizações e medições químicas, ou seja, proporcionar meios para os avanços na teoria
e na prática da caracterização e das medidas químicas"
Química Analítica
Definições
Química Analítica
Química Analítica Quantitativa: estabelece a quantidade de uma ou mais espécie
(analito) em termos numéricos em uma amostra.
Química Analítica Qualitativa: revela a identidade química das espécies presentes
na amostra.
Química Analítica
Quantitativa Qualitativa
Química Analítica
Quantitativa x Qualitativa
Y
X
• O que é X na amostra Y?
• Qual o teor do constituinte X na amostra Y ?
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Química Analítica
Existem três coisas inevitáveis na nossa vida: morrer, 
pagar impostos e a necessidade da Química Analítica.
A Química Analítica e a Química
Química Analítica
Química OrgânicaQuímica Inorgânica
Físico-Química
QUÍMICA
A Química Analítica e outras Ciências
A Química Analítica e outras Ciências
➢ As concentrações de oxigênio e de dióxido de carbono são determinadas em milhões de
amostras de sangue diariamente e usadas para diagnosticar e tratar doenças.
➢ As quantidades de hidrocarbonetos, óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono presentes
nos gases de descarga veiculares são determinadas para se avaliar a eficiência dos dispositivos
de controle da poluição do ar.
➢ As medidas quantitativas de cálcio no soro sangüíneo ajudam no diagnóstico de doenças da
tireóide em seres humanos.
➢A determinação quantitativa de nitrogênio em alimentos indica o seu valor protéico e, desta forma, o
seu valor nutricional.
➢A análise do aço durante sua produção permite o ajuste nas concentrações de elementos, como o
carbono, níquel e cromo, para que se possa atingir a resistência física, a dureza, a resistência à corrosão e
a flexibilidade desejadas.
➢O teor de mercaptanas no gás de cozinha deve ser monitorado com frequência, para garantir que este
tenha um odor ruim a fim de alertar a ocorrência de vazamentos.
A Química Analítica e outras Ciências
Classificação do Procedimento Analítico
Procedimento 
Analítico
ObjetivoQualitativo Quantitativo
Envolve a identificação de um 
ou mais componentes de uma 
amostra
Utilizado para determinar a 
quantidade de um 
componente na amostra
O procedimento não 
informa a quantidade dos 
analitos
A presença do analito deve 
ser confirmada antes da 
análise
Etapas de uma Análise Química
1) Definição do problema
2) Escolha do método
3) Amostragem
4) Preparação da amostra para análise
5) Medida de uma propriedade do analito
6) Cálculos dos Resultados
7) Ação
Definição do Problema
• Analito(s)
• Matriz
• Nível de concentração
• Prazo de execução
Analito
Espécie química presente na amostra que se deseja identificar (qualitativa)
ou determinar (quantitativa) sua quantidade relativa ou concentração em uma
amostra.
ANALITO E AMOSTRA
Amostra
Parte representativa retirada de um todo sobre o qual se deseja conhecer a
composição química. A representatividade da amostra é fornecida pela
similaridade de sua composição com aquela do todo que se deseja conhecer.
A amostra é o conjunto das espécies químicas que compõem o material.
O PROCESSO ANALÍTICO
Envolve separação, identificação e determinação das 
quantidades ou teores dos componentes que constituem uma 
amostra.
O que preciso analisar?
O que pretendo determinar?
Seleção do método analítico
•Exatidão x custo.
•Quantidade de amostra disponível: métodos clássicos e
métodos instrumentais.
•Complexidade da amostra e prováveis interferentes.
•Teor do analito na amostra.
Seleção do método analítico
• Recursos disponíveis quanto às condições do laboratório, equipamentos
analíticos e reagentes químicos: HPLC requer solventes de elevada pureza; ICP-
MS requer sala limpa e reagentes de pureza elevada.
• Métodos analíticos oficiais.
• Experiência do analista.
Amostragem
Esta é uma etapa inicial crítica,
que pode significar o sucesso
da análise química ou o
comprometimento de todo o
processo analítico.
A amostragem é o processo de coletar uma quantidade suficiente de um material
que seja representativo da composição química de todo o material, evitando
contaminações e preservando adequadamente os analitos.
O PROCESSO ANALÍTICO
Processamento da amostra
O objetivo da preparação da amostra é tornar o analito disponível para
ser medido, conforme o método analítico escolhido.
ANALITO
Variação de
massa
Evolução
de gás
Variação de
volume
Mudança de
cor
Variação de
temperatura
Sinal Analítico
Formação
de precipitado
O PROCESSO ANALÍTICO
Processamento da amostra
a) Amostras sólidas Solubilização
Devem ser homogeneizadas e moídas para promover a diminuição do
tamanho das partículas (mais homogênea e solubiliza melhor).
Cuidados
Sólidos tendem a absorver umidade, condição que altera a composição
química da amostra. Em geral, a umidade das amostras deve ser determinada a
105º C.
Análise direta
O PROCESSO ANALÍTICO
Processamento da amostra
b) Amostras líquidas
Devem ser mantidas em frascos adequados que evitem a evaporação de
solventes, condição que altera a composição química da amostra.
Os frascos devem estar adequadamente limpos para evitar contaminações da
amostra.
O PROCESSO ANALÍTICO
Processamento da amostra
Réplicas de amostras
São porções equivalentes em massa de uma mesma amostra, as quais são
submetidas a um mesmo procedimento analítico, ao mesmo tempo para
assegurar condições de ensaio tão similares quanto possível.
As réplicas permitem avaliar a confiabilidade dos resultados obtidos, pois
possibilitam a aplicação de testes estatísticos.
Processamento da amostra
Solubilização da amostra
A maioria das análises químicas é realizada a partir de soluções da amostra preparadas
em solventes adequado: garantem a solubilização tanto da matriz quanto do analito.
Em geral, a solubilização constitui a etapa mais demorada de todo o processo.
Importante: o analito solubilizado deve possuir uma propriedade física ou química
mensurável que seja proporcional à concentração.
O PROCESSO ANALÍTICO
O PROCESSO ANALÍTICO
Eliminação de interferentes
São espécies químicas que podem causar erro na medição devido ao aumento ou
atenuação do sinal analítico.
As espécies químicas além do analito que afetam o sinal analítico são interferentes.
Por que ocorrem interferências em Química Analítica?
Porque os interferentes respondem de forma similar ao analito.
O PROCESSO ANALÍTICO
Calibração e Medida da Concentração
• Todo resultado analítico depende de uma medida de uma propriedade física (X) do
analito.
• Essa propriedade deve variar de maneira conhecida e reprodutiva com a
concentração (Ca) do analito.
• Tratando-se de uma relação diretamente proporcional, tem-se:
CA a X
CA = kX
• A condição fundamental é que a propriedade X que está sendo medida deve variar de
forma conhecida e reprodutível com a concentração do analito.
O PROCESSO ANALÍTICO
Cálculos e validação dos resultados
• Os cálculos são realizados a partir dos dados obtidos experimentalmente, na
estequiometria da reação envolvida e em fatores instrumentais.
• Os resultados obtidos devem ser avaliados de maneira a se estimar o nível de confiança.O PROCESSO ANALÍTICO
Precisão x exatidão
• Exatidão é a aptidão de um instrumento para dar respostas próximas ao valor
verdadeiro do mensurando.
• É a capacidade que o instrumento de medição tem de fornecer um resultado correto.
Um equipamento exato é aquele que, após uma série de medições, nos fornece um
valor médio que é próximo ao real, mesmo que o desvio padrão seja elevado, ou
seja, apresente baixa precisão.
• A exatidão está relacionada às incertezas sistemáticas da medição. A exatidão pode
ser avaliada através da calibração do instrumento.
• Precisão significa a aptidão de um instrumento de medição fornecer indicações muito
próximas, quando se mede o mesmo mensurando, sob as mesmas condições. Define o
quanto um instrumento é capaz de reproduzir um valor obtido numa medição, mesmo que
ele não esteja correto.
• A precisão é definida pelo desvio padrão de uma série de medidas de uma mesma
amostra ou um mesmo ponto. Quanto maior o desvio padrão, menor é a precisão.
• A precisão está relacionada com as incertezas aleatórias da medição e tem relação com
a qualidade do instrumento.
Precisão x exatidão
O PROCESSO ANALÍTICO
O PROCESSO ANALÍTICO
Precisão x exatidão
EXERCÍCIO:
Importante:
As letras gregas σ 
(desvio padrão) e μ
(média) são utilizadas 
quando tratamos da 
população total.
As letras romanas s 
(desvio padrão) e x 
(média) são utilizadas 
para amostragens da 
população 
independente dos 
valores da média e 
desvio padrão da 
população total.
Intervalo de confiança
Quando o número de medidas é pequeno, o valor do desvio padrão não é, por si mesmo uma medida da proximidade da 
media das amostras à media verdadeira.
É possível calcular um intervalo de confiança que permite estimar a faixa na qual a media verdadeira poderá se 
encontrada.
O limites desse intervalo são dados por:
Um químico obteve os seguintes dados para o teor alcoólico de uma amostra de sangue: % de C2H5OH:
0,084; 0,089 e 0,079. Calcule o intervalo de confiança a 95% para a média considerando 
(a) que os três resultados obtidos são a única indicação da precisão do método e
(b) que, a partir da experiência prévia com centenas de amostras, sabemos que o desvio padrão do método s= 0,005% de C2H5OH 
é uma boa estimativa de σ.
Observem que ter o 
conhecimento exato de σ
diminui o intervalo de 
confiança de modo 
significativo!!! 
Exercício:
A media de 4 medidas de determinação de cobre em uma amostra de água foi de 8,27% e seu desvio padrão foi de 0,17%. 
Calcule o limite de confiança a 95% do valor verdadeiro.
E qual seria o limite de confiança caso fossem feitas 10 medidas?
Teste t de Student
• Usado para amostras pequenas
• Compara uma serie de resultados com o valor de referencia para e 
exprimir o nível de confiança da comparação
• Pode ser usado também para comparar a média de dois conjuntos de 
resultados.
Se t calculado < t tabelado = não existe diferença 
significativa entre as médias!!!
Quando um novo método está sendo desenvolvido é comum comparar a média e a precisão do novo método com um 
método de referencia. 
Neste caso, não pode haver diferença significativas nos dois métodos, por isso é preciso aplicar o teste F primeiro.