Resumo de Quantitativa para AV1

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Resumo de Quanti. – AV1 – Luísa Assis – 4º Farmácia 
 Introdução 
 O que é a Química Analítica e o seu objetivo? 
 É um ramo da química que envolve a separação, identificação e determinação das quantidades 
relativas dos componentes de uma amostra, onde através do desenvolvimento de métodos e 
procedimentos é possível realizar essa determinação. Tem como objetivo envolver um conjunto de 
ideias, métodos e procedimentos para que ocorra a caracterização e identificação da 
quantidade de componentes de compostos químicos conhecidos ou não em uma amostra 
 
 Termos usuais 
 Amostra: porção representativa da espécie ou composto a ser analisado 
 Analito: produto químico de espécies já analisadas 
 Técnica: conjunto de informações escolhidos para definir a análise de uma amostra 
 Método: conjunto de operações e técnicas para definir o composto de interesse 
 Análise: estudo de uma amostra para determinar sua composição 
 
 Química Analítica 
 Qualitativa = ensaios que permitem identificação dos elementos/condições mudança de cor, 
formação de precipitado 
 
 Quantitativa = são métodos e procedimentos que visam determinar a quantidade dos componentes 
desejados (analitos) dentro de uma amostra 
 
 Aplicações da Química Analítica 
 As conc. de O2 e de CO2 são determinadas em milhões de amostras de sangue diariamente e 
usadas para diagnosticar e tratar doenças 
 As quantidades de hidrocarbonetos, NO e CO presentes nos gases de descarga veiculares são 
determinadas para se avaliar a eficiência dos dispositivos de controle da poluição do ar 
 As medidas quanti. de Ca iônico no soro sanguíneo ajudam no diagnóstico de doenças da tireóide 
em seres humanos 
 A determinação quanti. de N 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 conc. de elementos, como o C, Ni e Cr, 
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 
 
 Métodos Analíticos Quantitativos 
 Utilizados para análises esporádicas com baixo custo com equipamentos e vidrarias de fácil 
aquisição e é possível realizar macroanálises 
 
 
 Métodos Clássicos 
 Métodos gravimétricos = a massa do analito ou algum composto quimicamente; Ex.: precipitação 
química, eletrodeposição, volatilização 
 Métodos volumétricos = o volume de uma sç. contendo suficiente reagente para consumir o 
analito será medido; Ex.: titulação 
 
 Métodos Instrumentais = são aconselháveis para análises rotineiras, possui equipamentos de 
custo elevado e requer profissionais capacitados para realizar as análises 
 
 
 Métodos Clássicos 
 Métodos Eletroanalíticos = envolvem a medida de alguma propriedade elétrica, como o potencial, 
corrente, resistência e quantidade de carga elétrica 
 Métodos Espectroscópicos = baseiam-se na medida da interação entre a radiação 
eletromagnética e os átomos ou as moléculas do analito ou ainda a produção de radiação pelo 
analito 
 
 Equipamentos 
 Medidor de pH, centrífuga e espectrofotômetro 
 
 Métodos Analíticos 
 Calculamos os resultados de uma análise quanti. típica a partir de duas medidas 
 Uma delas é a massa ou o volume de uma amostra que está sendo analisada 
 A outra é a medida de alguma grandeza que é proporcional à quantidade do analito presente na 
amostra, como: massa, volume, intensidade de luz e carga elétrica 
 Geralmente essa segunda medida completa a análise, e classificamos os métodos analíticos de 
acordo com a natureza dessa medida final 
 
 Análise Quantitativa 
 A Escolha do Método = uma das primeiras questões a ser considerada no processo de seleção é o 
nível de exatidão requerido; uma 2ª consideração relacionada com o fator econômico é o nº de 
amostras que serão analisadas; a 3ª é o nº de componentes presentes da amostra 
 
 Escolha do método 
 Dependendo da complexidade da amostra e do método escolhido, várias outras etapas podem ser 
necessárias 
 
 
 Análise Quantitativa 
 Obtenção da Amostra = para gerar informações representativas, uma análise precisa ser realizada 
com uma amostra que tem a mesma composição do material do qual ela foi tomada. A amostragem 
é o processo de coletar uma pequena massa de um material cuja composição represente 
exatamente o todo do material. O analista deve ter a certeza de que a amostra de laboratório é 
representativa do todo antes de realizar a análise; Quando o material é amplo e heterogêneo, grande 
esforço é requerido para se obter uma amostra representativa 
 
 O Processamento da Amostra 
 Preparação da Amostra de Laboratório = as amostras líquidas devem ser mantidas em frascos 
adequados que evitem a evaporação de solventes, condição que altera a composição química da 
amostra; uma amostra sólida é triturada para diminuir o tamanho das partículas, para garantir 
homogeneidade 
 
 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 
 
 Preparo de Soluções: Alterações Físicas e Químicas = a maioria das análises químicas é realizada 
a partir de sç. 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; Ex: minerais à base de silício, os polímeros e as amostras de tecido animal; Importante: o 
analito solubilizado deve possuir uma propriedade física ou química mensurável que seja 
proporcional à concentração 
 
 A Eliminação de Interferências = 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 
 
 Calibração e Medida da Concentração = todos os resultados analíticos dependem de uma medida 
final X de uma propriedade física ou química do analito; a condição fundamental é que a 
propriedade X que está sendo medida deve variar de forma conhecida e reprodutível com a 
concentração do analito; cA = kX 
 
 Cálculo dos Resultados = esses cálculos são baseados nos dados experimentais crus (na forma em 
que foram originalmente obtidos) coletados na etapa de medida, nas características dos 
instrumentos de medida e na estequiometria das reações químicas 
 
 Avaliação dos Resultados pela Estimativa da Confiabilidade = o analista deve prover alguma 
medida das incertezas associadas aos resultados quando se espera que os dados tenham algum 
significado 
 
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 Unidades de Medida 
 
 
 Notação Científica 
 
 
 Grandezas Químicas 
 São grandezas utilizadas pela química e estão relacionadas com massa, volume, número de átomos, 
de moléculas, de íons e principalmente quantidades expressas em mol; Principais grandezas 
químicas: Massa atômica (MA), Massa molecular (MM), Constante de Avogadro (NA), Mol, Massa 
molar (M) e Número de mols (n) 
 
 Massa Atômica e Molecular 
 Massa Atômica (MA): é a massa do átomo medida em unidades de massa atômica, expressa em u; 
indica quantas vezes o átomo considerado é mais pesado que 1/12 do átomo de 12C 
 
 Massa Molecular (MM): corresponde a somatória das MA dos átomos que compõem a molécula ou o 
composto iônico, expressa em u 
 
 
 
 As MA de todos os elementos, quando expressas em gramas, contêm o mesmo nº de átomos. 
Dizemosentão que existem: 
6,02 x 1023 átomos de S 
em 32g de S 
6,02 x 1023 átomos de Hg 
em 201g de Hg 
6,02 x 1023 átomos de Pb 
em 207g de Pb 
6,02 x 1023 átomos de Cu 
em 64g de Cu 
6,02 x 1023 átomos de C 
em 12g de C 
 
 Mol e Massa Molar 
 O Mol é a grandeza que indica uma determinada quantidade de matéria; está associado com a 
fórmula química e representa o nº de Avogadro (6,02 x 1023) de partículas 
Podemos então dizer que: 
1 mol de Ca = 20 g = 6,02 x 1023 átomos 
1 mol de H2SO4 = 98g = 6,02 x 10
23 moléculas 
1 mol de NaCl = 58, 5g = 6,02 x 1023 íons 
 Massa Molar (M): Massa em gramas de 1 mol de uma substância; calculada pela soma das MA de 
todas as substâncias contidas na fórmula química 
 
 
 Qual a diferença entre Massa Molecular (MM) e a Massa Molar (M)? 
 “M” é a massa de um mol de moléculas, ou seja: 6,02 X 10²³ moléculas e já a "MM" refere-se à 
massa de apenas uma molécula 
 
 Para calcular a massa de uma molécula, basta somar as MA de cada átomo que forma a respectiva 
molécula, o resultado é denominado de Massa Molecular (MM) 
 
Neste caso: MAH = 1u // MAC = 12 u // MAO = 16u, logo, a MMEtanol é: 12 + 4 + 16 = 32u 
 
 Já a “M”, assim como o “n”, se relaciona com a constante de Avogadro (6,02 x 1023) através do seguinte 
conceito: O nº de entidades elementares contidas em 1 mol correspondem à constante de Avogadro, 
cujo valor é 6,02 x 1023 mol-1 
 
Sendo assim, a “M” é a massa de 6,02 x 1023 moléculas, e é expressa em g/mol 
Neste caso: CH3OH → M = 32 g/ mol e MM = 32u 
 
 Isto quer dizer que em 32g/mol de Metanol (CH3OH) temos 6,02 x 1023 moléculas, ou 1 mol de 
moléculas de Metanol 
 
 Portanto, MM e a M possuem os mesmos valores, o que as difere é a unidade de medida, sendo que 
a M se relaciona com “n” que é dado pela constante de Avogadro (6,02 x 10²³) 
 
 
 Quantidade de matéria em mols e milimols 
 Algumas vezes é mais conveniente fazer os cálculos em milimols (mmol) do que com mols; o milimol é 
1/1000 do mol ou 10-3 mol e para converter a massa em qntd. de matéria basta dividir a massa da 
substância pela sua massa molar 
 
 
 Soluções e suas concentrações 
 A conc. molar de uma sç. contendo a espécie química X é dada pelo (n) da espécie que está contida 
em 1 L de sç. (e não em 1L do solvente) 
 
 A unidade da conc. molar é a molaridade (M), que tem as dimensões mol/L; a molaridade também 
expressa o nº de mmol de um soluto por mL de sç. 
 
 Concentração analítica (cX): nº total de mols de um soluto, a despeito do seu estado químico, em 1 L 
de sç; descreve como uma sç. de uma dada conc. pode ser preparada 
 
 Concentração de equilíbrio ([X]): conc. de uma espécie em particular, em uma sç 
Ex.: calcular as conc. analíticas e de equilíbrio para as espécies dos solutos presentes em uma sç. 
aq. que contém 285 mg de ác. tricloroacético, em 10 mL (o ác. é 73 % ionizável em H2O) 
 
 Concentração Porcentual (m/m) = com frequência as conc. são expressas em termos de 
porcentagem (partes por cem); 
 
O porcentual em massa é frequentemente empregado para expressar a conc. de reagentes aquosos 
comerciais; Ex.: o ác. nítrico é vendido como uma sç. o a 70%, o que significa que o reagente contém 
70 g de HNO3 por 100 g de sç 
 
 Concentração Porcentual (v/v) = o porcentual em volume é comumente usado para especificar a 
conc. de um soluto preparado pela diluição de um composto líquido puro em outro líquido 
 
Ex.: uma sç. aq. de metanol a 5% descreve geralmente uma sç. preparada pela diluição de 5,0 mL 
de metanol puro em H2O suficiente para perfazer 100 mL. 
 
 Concentração Porcentual (m/v) = geralmente empregado para indicar a composição de soluções 
aquosas diluídas de reagentes sólidos 
 
Ex.: o nitrato de prata a 5% aquoso normalmente refere-se a uma sç. preparada pela dissolução de 
5g de nitrato de prata em água suficiente para perfazer 100 mL de sç 
 
 Partes por milhão (ppm) e partes por bilhão (ppb) = utilizado para sç. muito diluídas 
 
As unidades de massa do numerador e do denominador devem concordar; para sç. ainda mais 
diluídas, emprega-se 109 ppb em vez de 106 ppm 
M
C7H6O2 = 12. 7 + 1. 6 + 16. 2 = 122g/ mol 
 
n = 
𝑚
𝑀
 = 
2
122
 = 0,0164 mol 
OU 
1 mol de C7H6O2 ---- 122,12 g 
X ------- 2,00 g 
x = 0,0164 mols 
 
 p-Funções = usadas para expressar a conc. de uma determinada espécie; o p-valor é dado pelo 
logaritmo negativo na base 10 da conc. em mol 𝐿-1da espécie 
 
Permite que as conc., que variam de 10 ou mais ordens de grandeza, sejam expressas em termos de 
números pequenos positivos 
 
 
 Cálculos envolvendo diluições 
 Diluição é o processo de acrescentar mais solvente a uma sç. concentrada 
 Em um laboratório de Química, não existem sç. de todas as conc. possíveis e imagináveis 
 Geralmente são preparadas e armazenadas sç. de conc. elevada e a partir delas podem-se obter 
outras mais diluídas por meio da diluição 
 Em um processo de diluição, a qntd. de matéria antes e depois do processo não se altera, pois não 
há a adição de mais soluto 
 
 Portanto pode - se escrever a seguinte igualdade: 
Vimos anteriormente que a concentração em mol L-1 é dada pela equação: 
 
Rearranjando esta equação, chegamos que: 
Substituindo na igualdade temos que: 
 
 Cálculos Estequiométricos 
 Estequiometria = relação entre o nº de mols de reagentes e produtos, como especificada por uma eq. 
química balanceada 
 
 1 - Quando a massa de um reagente é dada, deve ser convertida em (n), usando a massa molar 
2 - A razão estequiométrica dada pela eq. química da reação é usada p/ encontrar o nº de átomos do 
outro reagente que se combina com a substância original ou o (n) do prod. que são formados 
3 - A massa do outro reagente ou do produto é calculada a partir da sua massa molar 
 
 
 
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