Lista de Exercícios 1 - Química Instrumental 2017

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, NATURAIS E DA SAÚDE 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E FÍSICA 
QUÍMICA INSTRUMENTAL 
 1a Lista de Exercícios 
Profº Caian Receputi 
 
 
 
01. A Análise Química é um conjunto de técnicas e manipulações destinadas a 
proporcionar o conhecimento da composição qualitativa e quantitativa de uma amostra, 
mediante método de rotina. Diante do exposto apresente duas diferenças entre as 
Análises Químicas Qualitativas e as Análises Químicas Quantitativas, utilizando o 
auxílio de exemplos. 
 
02. Em relação aos Métodos Convencionais de Análise e os Métodos Instrumentais de 
Análise responda o que se pede: 
a) Apresente duas diferenças entre eles, utilizando o auxílio de exemplos. 
b) Quais os aspectos positivos e negativos dos Métodos Convencionais de Análise (pelo 
menos dois aspectos). 
c) Quais os aspectos positivos e negativos dos Métodos Instrumentais de Análise (pelo 
menos dois aspectos). 
d) Se um analista tiver que fazer uma análise de um analito que contenha 35% da 
amostra, qual Método você indicaria? Justifique sua resposta. 
Se esse mesmo analista tivesse que fazer 20 análises do analito anterior, qual Método 
você indicaria? Justifique sua resposta. 
e) Se um analista tiver que fazer uma análise de um analito que contenha 0,1% da 
amostra, qual Método você indicaria? Justifique sua resposta. 
 
 
03. Descreva de forma sucinta cada etapa de uma análise química: 
i) Formulação da Questão (problema): 
ii) Seleção dos Procedimentos Analíticos; 
iii) Amostragem; 
iv) Preparação da Amostra; 
v) Análise Química (Clássica ou Instrumental); 
vi) Relatório e Interpretação; 
vii) Conclusão. 
 
04. Descreva três erros que podem surgir durante o estágio de preparação de amostras. 
Faça ilustrações para auxiliar na sua explicação. 
 
 
05. Diferencie entre: 
a) Água Absorvida, Água Adsorvida e Água de Oclusão; 
b) Água essencial e Água não-essencial; 
c) Amostra bruta e Amostra de Laboratório. 
 
 
06. Explique como a Temperatura, a Pressão e a Umidade do Ar influenciam na 
Quantidade de água em sólidos. 
 
 
07. Faça o que se pede: 
a) Por que geralmente se recomenda diminuir o tamanho das partículas de uma Amostra 
Bruta antes da produção de uma Amostra de laboratório? 
b) Que tipos de alteração e contaminação podem ocorrer durante a moagem e a 
trituração? 
 
 
08. Diferencie Compostos Deliquescentes de Compostos Eflorescentes. Apresente três 
exemplos de cada. 
 
 
09. Cerca de 90% das Análises Químicas são realizadas com o analito dissolvido em um 
solvente. Explique o porquê desta forma de análise apresentando três vantagens e 
desvantagens deste tipo de análise. 
 
 
10. Diferencie os termos de: i) Dissolução; ii) Abertura e; iii) Digestão. 
 
 
11. Por que existem vidrarias constituídos de diferentes materiais como, por exemplo 
vidros, plásticos, metal, entre outros? 
 
 
12. A necessidade de segurança nos resultados nos laboratórios de análises determinou a 
adoção de técnicas de controles, que devem estar orientadas no aperfeiçoamento da 
exatidão, precisão, sensibilidade e especificidade de cada método instrumental ou 
clássico nele desenvolvido. Assim faça o que se pede: 
a) Explique o que é Exatidão e Precisão. 
b) Apresente as diferenças entre Exatidão e Precisão. Faça ilustrações para auxiliar na 
sua resposta. 
 
 
13. Os métodos espectroscópicos de análise são baseados na medida da quantidade de 
radiação produzida ou absorvida pelas moléculas ou pelas espécies atômicas de 
interesse, ou seja, pela matéria. Diante do exposto apresente uma explicação e dê 
exemplos do que é: 
i) Radiação; 
ii) Matéria; 
iii) Átomos; 
iv) Moléculas. 
 
 
14. Sobre as Propriedades das Ondas faça o que se pede: 
a) Diferencie Ondas Mecânicas de Ondas Eletromagnéticas. Apresente 03 exemplos de 
cada. 
b) Explique os conceitos de: i) Comprimento de Onda; ii) Frequência; iii) Amplitude; 
iv) Período; v) Velocidade e; vi) Número de Onda. 
c) Diferencie: i) Reflexão; ii) Refração; iii) Interferência e; iv) Difração. 
 
 
15. Complete a tabela abaixo, preenchendo as colunas de energia, comprimento de 
onda, dimensões típicas das radiações, sua classificação como radiação ionizante ou 
não-ionizante e seu tipo de interação com a matéria: 
 
 
 
 
16. Para os seguintes exercícios i) Calcule a Frequência em Hertz; ii) Diga em qual 
região do Espectro Eletromagnético se encontra a Frequência de Onda e; iii) qual o tipo 
de interação que pode ocasionar nas substâncias em estudo. 
a) Um feixe com comprimento de onda igual a 2,97 Angstrom (Å). 
b) Uma linha de Emissão de Cobre a 324,7 nm. 
c) A linha a 632,8 nm produzida pelo laser de He-Ne; 
d) A saída de um laser de CO2 a 10,6 Micrômetro (µm). 
e) Um feixe de Microondas de 1,86 cm 
 
 
17. Faça o que se pede: 
a) Um instrumento ultravioleta/visível/infravermelho próximo sofisticado apresenta 
uma faixa de comprimento de onda de 185 a 3000 nm. Quais são as faixas do 
instrumento em números de onda e em frequência? 
b) Calcule a frequência em hertz e a energia em joules de um fóton de raio X com 
comprimento de onda de 2,35 Å. 
c) Calcule o comprimento de onda e a energia em joules associada com um sinal de 220 
MHz. 
 
 
18. Explique o processo (como ocorre) da: i) Espectroscopia de Emissão e; ii) 
Espectroscopia de Absorção. Quais as diferenças entre os dois métodos? 
 
 
19. Explique as diferenças entre: 
i) Transmitância; 
ii) Absorbância; 
iii) Absortividade molar. 
Qual delas é proporcional à Concentração? 
 
 
20. Encontre a Absorbância e a Transmitância de uma solução 2,4x10-3 mol.L-1 de uma 
substância com coeficiente de absortividade molar de 313 L.mol-1.cm-1 numa célula 
com 2,0 cm de caminho óptico. 
 
 
21. A Absorbância de uma solução com concentração molar de 2,31x10-5 mol.L-1 de um 
composto é de 0,822 em um comprimento de onda de 266 nm numa célula de 1,0 cm. 
Calcule a Absortividade Molar em 266 nm. 
 
 
22. Uma solução contendo o complexo formado entre Bi(III) e a Tiouréia apresenta uma 
absortividade molar de 9,32x103 L.cm-1.mol-1 a 470 nm. 
a) Qual é a absorbância de uma solução 6,24x10-5 mol.L-1 do complexo a 470 nm em 
uma célula de 1,0 cm? 
b) Qual é a porcentagem da Transmitância da solução descrita no item “a”? 
c) Qual é a concentração molar do complexo em uma solução que apresenta a 
absorbância descrita no item “a” quando medida em 470 nm em uma célula de 5,0 cm? 
 
 
23. Explique o que é análise em branco. Qual a sua importância na determinação da 
Absorbância de uma solução? 
 
 
24. Por que um composto cuja absorção máxima visível está em 480 nm (azul-verde) 
parece ser vermelho? 
 
 
25. A Lei de Beer ou Lei da Absorção nos diz quantitativamente como a grandeza da 
atenuação depende da da concentração dos átomos ou moléculas absorventes e da 
extensão do caminho sobre o qual ocorre a absorção. Porém esta lei possui limitações 
como, por exemplo: 
i) Limitações Reais; 
ii) Limitações por Desvios Químicos; 
iii) Limitações por Desvios Instrumentais. 
Explique como ocorre cada limitação dando um exemplo de cada. 
 
 
 
 
26. Muitos instrumentos espectroscópicos para o uso nas regiões Ultravioleta, Visível e 
Infra Vermelho apresentam cinco componentes. Diante do exposto, faça o que se pede: 
a) Desenhe o esquema dos instrumentos ópticos, interligando os cinco componentes, 
classifique cada. 
b) Descreva a função e a importância de cada instrumento. 
c) Diferencie os instrumentos para Espectroscopia de Absorção, Espectroscopia de 
Fluorescência e, Espectroscopia de Chama. 
 
 
27. O que são Materiais Ópticos? Por que os Materiais Ópticos são 
produzidos/utilizados de diferentes componentes como, por exemplo, silicato, quartzo, 
LiF e AgCl? 
 
 
28. Em relação às Fontes dos Instrumentos Ópticos. 
a) Quais são suas propriedades desejadas para uma boa análise?b) Diferencie Fonte Contínua de Fonte de Linhas. 
 
 
29. Em relação aos Seletores de Comprimento de Ondas dos Instrumentos Ópticos. 
a) Diferencie o Monocromador de Grade do Monocromador de Prisma quanto aos seus 
componentes. 
b) Diferencie o Monocromador de Grade do Monocromador de Prisma quanto à forma 
em que eles dispersam a luz. 
c) Diferencie o Monocromador de Grade do Monocromador de Prisma quanto à faixa 
do comprimento de onda em que eles trabalham. 
 
 
30. Quanto aos Detectores dos Instrumentos Ópticos. 
a) Quais são suas propriedades desejadas para uma boa análise? 
b) Diferencie os Detectores de Fótons dos Detectores Térmicos.