Módulo I - Introdução à Química Analítica

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PRINCÍPIOS DE 
QUÍMICA
2020.6
Organizador: Elmar Damasceno Junior
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
INSTITUTO DE QUÍMICA
MÓDULO 1
Introdução à
Química
Analítica
Material elaborado durante o Estágio à Docência na disciplina de Princípios de Química 
Analítica, sob orientação da Profa. Dra. Nedja Suely Fernandes. A apostila foi montada 
a partir de conteúdos apresentados em referências bibliográficas. 
 
 
1 Introdução à Química Analítica 
PRINCÍPIOS DE QUÍMICA ANALÍTICA | QUI0054 
Histórico da Química Analítica Qualitativa 
Origem: Admite-se que a Química Analítica tenha a 
sua origem no Antigo Egito, onde foram 
desenvolvidos processos de extração de metais 
nobres (ouro e prata) utilizando técnicas de 
copelação mediante aquecimento em cadinho 
poroso feito de cinza de osso. 
-A seguir, apresentaremos algumas das principais 
contribuições para o desenvolvimento da Química 
Analítica Qualitativa. 
✓ C. P. Secundus (27–79 d.C.): Fez o primeiro 
registro de um teste químico de análise 
qualitativa. 
-Secundus desenvolveu um teste qualitativo em 
uma tira de papiro umedecida em solução contendo 
extrato de noz de galha, cujo componente ativo é o 
tanino, para detectar a contaminação de ferro na 
forma de sulfato de ferro (II) em acetato de cobre 
(II). 
Vamos exercitar? 
1.1 Quais são as fórmulas químicas das duas 
substâncias citadas anteriormente? Elas são 
solúveis em meio aquoso? Com o auxílio da 
FISPQ (Ficha de Informações de segurança de 
Produto Químico), encontre os valores de 
solubilidade em água para as duas substâncias. 
 
✓ O. Tachenius (Início do século XVIII): 
Realizou estudos para avaliar o efeito do 
extrato da noz de palha em soluções de sais 
metálicos observando a cor desenvolvida 
por vários metais. 
✓ E. Gockel (1636–1703): Propôs a adição de 
ácido sulfúrico na detecção de chumbo no 
vinho na forma de uma turbidez branca. 
 
 
✓ R. Boyle (1627–1691): Contribuiu para o 
desenvolvimento da análise química 
estudando o uso de reações químicas para 
identificar substâncias. 
-Foi o primeiro a sintetizar todas as reações 
qualitativas conhecidas naquela época por via 
úmida, propondo também novas reações. 
-Utilizou corantes vegetais como indicadores para 
identificar ácidos e bases. 
-Pioneiro no uso do “volatile sulphureous spirit” 
(sulfeto de hidrogênio) com fins analíticos. 
✓ S. A. Marggraf (1709–1782): Desenvolveu 
um método para testar a presença do metal 
ferro nas águas por meio da reação com o 
azul da Prússia – hexacianoferrato (II) de 
potássio. 
-Também é o responsável pelo registro mais antigo 
relacionado ao teste de chama para diferenciar 
nitrato de sódio (chama amarela) e o nitrato de 
potássio (chama azulada). 
✓ T. O. Bergman (1735–1784): Descreveu e 
classificou detalhadamente reagentes e 
processos analíticos no seu livro Opuscula 
physica et chimica, considerada uma das 
obras mais importantes para a 
sistematização dos processos de separação 
para a área. 
-É considerado o responsável por fornecer a base 
para a introdução da análise sistemática. 
✓ L. T. Thénard (1813): Propôs uma série de 
testes aplicados para a identificação de 
gases liberados na análise de uma amostra 
desconhecida. 
-Também desenvolveu o primeiro processo de 
separação sistemática em grupos de análise 
qualitativa. 
 
 
Anotações 
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2 Introdução à Química Analítica 
PRINCÍPIOS DE QUÍMICA ANALÍTICA | QUI0054 
✓ C. R. Fresenius (1818–1987): Desenvolveu 
diversos processos de análise qualitativa que 
são a base dos esquemas de separações 
usados nos cursos de Química Analítica 
Qualitativa nos dias atuais. 
✓ R. Bunsen e G. Kirchoff (1881–1899/1824–
1887): Propuseram um dos mais importantes 
métodos físicos da análise qualitativa por via 
seca, os testes de chama. 
-São testes 
considerados mais 
sensíveis que os 
métodos químicos 
por serem 
baseados na 
emissão de energia radiante causada por excitação 
eletrônica. 
-Determinaram-se, assim, os espectros de diferentes 
compostos de sódio, potássio, lítio, estrôncio, cálcio 
e bário em diversas temperaturas e tipos de chamas, 
utilizando espectroscopia visual. 
✓ H. Schiff (1834–1915): Desenvolveu um teste 
de gota (microanálise) no qual utilizava papel 
de filtro impregnado com carbonato de prata 
para detectar ureia ocorrendo a formação de 
uma mancha marrom de prata metálica. 
✓ H. P. Trey (1851–1916): Demonstrou a 
possibilidade de se separar cobre de cádmio 
por meio de uma tira de papel de filtro 
umedecida com solução amoniacal. 
✓ F. Feigl (1875–1971): Introduziu a análise de 
toque denominada “spot tests”, em que são 
utilizadas uma ou algumas gotas de solução 
de análise em papel de filtro. 
-Com isso, os testes ficam mais rápidos, 
econômicos, sensíveis e seletivos. 
 
 
 
A Química Analítica 
-Ciência que estuda os princípios e as teorias dos 
métodos de análise química para determinar a 
composição química das substâncias ou de misturas 
das mesmas. 
-A química analítica é uma ciência de medição que 
consiste em um conjunto de ideias e métodos 
poderosos que são úteis em todos os campos da 
ciência, engenharia e medicina. 
-Consiste em duas grandes divisões: análise 
química qualitativa e análise química quantitativa. 
✓ Análise química qualitativa: Estabelece a 
identidade química das espécies presente 
em uma amostra. 
✓ Análise química quantitativa: determina as 
quantidades relativas das espécies, ou 
analitos, em termos numéricos. 
Analitos → São os componentes de uma amostra a 
ser determinados. 
 
Clássica versus Moderna 
Clássica: Compreende os métodos por via úmida e 
via seca. Geralmente são utilizados como testes 
preliminares. Para quantificação: volumetria e 
gravimetria. 
Via úmida: Geralmente compreende os métodos 
estequiométricos onde o íon a ser determinado 
reage quimicamente com um reagente de modo a 
produzir uma variação no sistema que possa ser 
detectado visualmente. 
 
 
3 Introdução à Química Analítica 
PRINCÍPIOS DE QUÍMICA ANALÍTICA | QUI0054 
✓ Formação ou desaparecimento de 
precipitado, mudança de coloração e 
liberação de gás. 
 
 
✓ As reações utilizadas são de: neutralização, 
precipitação, complexação e óxido-
redução. 
Via seca: Teste de chama – procedimento utilizado 
na Química para detectar a presença de alguns íons 
metálicos, baseado no espectro de emissão 
característico para cada elemento. 
Espectros de Emissão → Na espectroscopia de 
emissão atômica, os átomos do analito são excitados 
por uma energia externa na forma de calor ou 
energia elétrica. A energia é tipicamente suprida por 
um plasma, uma chama, 
uma descarga a baixa 
pressão ou um laser de 
potência. 
-A figura ao lado exibe 
um diagrama parcial de 
energia para o sódio 
atômico apontando a 
fonte de três das suas 
mais destacadas linhas 
de emissão. 
✓ Antes da aplicação da fonte de energia 
externa, os átomos de sódio estão 
normalmente em seu estado de energia 
mais baixo ou estado fundamental. 
✓ A energia aplicada leva momentaneamente 
os átomos de sódio a um estado de energia 
mais alto ou estado excitado. 
✓ Nos átomos de sódio no estado fundamental, 
os elétrons de valência simples estão no 
orbital 3s. 
✓ A energia externa promove os elétrons 
externos dos seus orbitais do estado 
fundamental para os orbitas excitados 3p, 4p 
ou 5p. 
✓ Após alguns nanosegundos, os átomos 
excitados relaxam para o estado 
fundamental, fornecendo suas energias 
como fótons de radiação visível ou 
ultravioleta (590, 330 e 285 nm). 
 
-A cor emitida por um átomo depende de comoseus 
elétrons estão distribuídos. 
Moderna: Métodos instrumentais – são métodos 
não-estequiométricos e podem ser classificados em: 
✓ Espectroanalíticos: Espectrofotometria, 
Fluorimetria, Fotometria de Chama, 
Absorção Atômica, entre outros. 
✓ Eletroanalíticos: Potenciometria, 
Condutimetria, Voltametria, entre outros. 
✓ Termoanalíticos: Termogravimetria, Análise 
Térmica Diferencial, Calorimetria 
Exploratória Diferencial, entre outros. 
✓ Cromatográficos. 
 
 
 
 
4 Introdução à Química Analítica 
PRINCÍPIOS DE QUÍMICA ANALÍTICA | QUI0054 
Etapas de uma Análise 
1. Definição do problema: Qual é o problema? 
Qualitativo ou quantitativo? Uso? Orçamento? 
Planejamento das análises? 
2. Seleção do método: Tipo de amostra; tamanho 
da amostra; concentração; exatidão/precisão; 
instrumentos disponíveis; experiência; custo e 
rapidez; automatização; metodologia na 
literatura; métodos padrões. 
3. Preparação da amostra para análise: Sólido, 
líquido ou gasoso; Dissolve? Digestão? 
Separação química; mascaramento; 
interferentes; concentração do analito; ajuste do 
pH; derivatização do analito. 
4. Separação química: Destilação; precipitação; 
extração com solvente; separação química; 
cromatografia; extração em fase sólida. 
5. Realização das medidas: Calibração; 
validação; controle e replicatas; brancos. 
6. Cálculo dos resultados e registro: Análise 
estatística; confiabilidade; registro dos 
resultados. 
 
 
Escala de Trabalho em Análise Qualitativa 
-A análise qualitativa experimental inclui os 
processos de laboratório para a identificação de 
componentes de sistemas materiais por métodos 
sistemáticos. 
-Várias técnicas são empregadas na análise 
qualitativa. 
-Frequentemente, a escolha por uma técnica ou um 
método depende do tamanho da amostra a ser 
analisada. 
-A relação entre os métodos de análise e o tamanho 
das amostras são indicados no quadro a seguir. 
 
 
Macroanálise 
Amostras relativamente 
grandes são utilizadas com 
massas de soluto maiores que 
100 mg e volumes maiores que 
5 mL; Filtração em funil com 
papel de filtro. 
 
 
 
 
Semicroanálise 
Corresponde a amostras 
relativamente pequenas, 
situando-se entre a macro e a 
microanálise. As amostras 
situam-se no intervalo de 
porção de 10 mg a 100 mg e o 
volume das soluções entre 
gotas e 5 mL; Separação por 
centrifugação. 
 
 
 
Microanálise 
É o oposto da macroanálise. 
Utilizam-se gotas de solução 
contendo frações de material a 
ser analisado na faixa de 1 a 10 
mg. Geralmente as reações 
são efetuadas em lâminas de 
vidro e observadas ao 
microscópio. 
 
 
Ultramicroanálise 
A escala de trabalho é muito 
pequena utilizando-se massas 
de amostras inferiores a 1 mg e 
volumes de soluções da ordem 
de microlitro. 
 
 
 
5 Introdução à Química Analítica 
PRINCÍPIOS DE QUÍMICA ANALÍTICA | QUI0054 
QUAIS AS VANTAGENS DE 
SE TRABALHAR COM A 
ESCALA DE 
SEMICROANÁLISE? 
-Processos de semicroanálise 
combinam as vantagens dos métodos macro e micro 
e evitam as desvantagens de ambos. 
✓ A semicroanálise lida com quantidades de 
material (geralmente de gotas a 5 mL) que 
constituem menos de um décimo das 
quantidades manuseadas em macroanálise 
(economia de reagentes); 
✓ Necessita consideravelmente menos tempo 
do que o empregado nas operações de 
macroanálise, não requerendo os aparatos 
especializados da microanálise; 
✓ Geração do agente precipitante, íon sulfeto, 
obtido pela hidrólise a quente da 
tioacetiamida com menor impacto ambiental. 
✓ Racionalização do espaço físico no 
laboratório; 
✓ Maior eficiência de separação, com a 
utilização da centrífuga; 
✓ Treinamento na manipulação de pequenas 
quantidades de material; 
✓ Produção reduzida de resíduos químicos. 
 
Termos Importantes 
Seletividade → Reação ou teste que pode ocorrer 
com outras substâncias, mas que exibe um grau de 
preferência para as substâncias de interesse. 
Especificidade → Reação ou teste que ocorre 
somente com a substância de interesse. 
 
 
 
 
 
 
Referências 
DIAS, S. L. P.; BOHRER, F. M. G.; LUCA, M. A. DE; 
VAGHETTI, J. C. P.; BRASIL, J. L. Análise 
Qualitativa em Escala Semicro. Porto Alegre: 
Bookman, 2016. 
FERNANDES, Nedja Suely – Notas de Aula da 
Disciplina Química Analítica Qualitativa – Natal: 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020. 
SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; 
CROUNCH, S. R. Fundamentos de Química 
Analítica. 9ª Ed. São Paulo: Cengage Learnig, 2015. 
Respostas 
Vamos exercitar 
1.1 FeSO4 e Cu(C2H3O2)2. Ambas as substâncias 
são solúveis. 
Solubilidade em água: 
Sulfato de ferro (II) – 256 g/L em 20 °C. 
Fonte: 
http://www.merckmillipore.com/INTERSHOP/web/W
FS/Merck-AT-Site/de_DE/-/EUR/ShowDocument-
File?ProductSKU=MDA_CHEM-
103967&DocumentType=MSD&DocumentId=10396
7_SDS_BR_Z9.PDF&DocumentUID=330758&Lang
uage=Z9&Country=BR&Origin=PDP 
 
Acetato de cobre (II) – 72 g/L em 20 °C. 
Fonte: 
https://www.merckmillipore.com/INTERSHOP/web/
WFS/Merck-CH-Site/it_IT/-/CHF/ShowDocument-
File?ProductSKU=MDA_CHEM-
102710&DocumentId=102710_SDS_BR_Z9.PDF&D
ocumentType=MSD&Language=Z9&Country=BR&O
rigin=PDP&Display=inline 
 
 
 
 
Anotações 
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