Análise Instrumental Exercícios - Análise por Injeção em Fluxo (FIA)

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Análise Instrumental (Química Analítica) 
Lista de Exercícios 
Lista de Exercícios – Análise por Injeção em Fluxo (FIA) 
 
1. Explique o princípio da Análise por Injeção em Fluxo. 
 
2. Apresente um diagrama esquemático detalhando os componentes básicos de um analisador de 
injeção por fluxo. 
 
3. Em medidas por injeção de fluxo, é mais vantajoso a presença ou a ausência de bolhas no ar? 
Justifique. 
 
4. Abaixo, está representado o diagrama esquemático de uma bomba peristáltica. Explique seu 
funcionamento e sua importância para análises por injeção em fluxo. 
 
5. Após a injeção com uma válvula de amostragem, a zona em um dispositivo de injeção em fluxo 
tem um perfil de concentração retangular. Conforme esta se move através da tubulação, ocorre 
a dispersão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tubin
g 
Roller 
Drum 
 w 
 
 
 
 
 
I) 
II) 
III) 
IV) 
 
a. À medida que a amostra se move pela zona de mistura e reação, a largura do seu perfil de fluxo 
aumenta à medida que a amostra se dispersa na corrente transportadora resultando em dois 
processos. Quais são eles? Como eles atuam neste processo de dispersão em cada perfil de 
concentração dos analitos no detector? 
b. Faça a representação, concentração do analito x tempo, que represente os perfis de concentração 
dos analitos no detector representado em I, II, III e IV. 
c. As análises por injeção por fluxo são normalmente realizadas em qual condição das representadas 
acima? Justifique. 
 
6. A difusão ocorre axialmente e radialmente à direção do fluxo portador que está se movendo, 
represente-as e indique qual difusão é a mais importante na análise por injeção de fluxo. 
 
7. A dispersão é influenciada por três variáveis controláveis e inter-relacionadas, quais são elas? 
 
8. Moreira, Takeuchi e Santos fizeram um estudo sobre o efeito do volume injetado da amostra por 
análise por injeção em fluxo. O comprimento da alça de amostragem, sendo avaliados os seguintes 
volumes de amostra: 25 (A); 50 (B); 100 (C); 150 (D); 200 (E) e 750 (F) μL com uma vazão de 3,0 
mL/min. Sendo injetado uma solução de [Fe(CN)6]4- 1,0 mmol/L com diferentes alças de 
amostragem. Abaixo está representada os sinais transientes obtidos. 
 
O grau de dispersão para os diferentes volumes de amostra injetados foi avaliado através do 
coeficiente de dispersão (D), o qual pode ser calculado pela razão entre a corrente em condições de 
volume infinito (volume injetado de 750 μL) e a corrente obtida com os demais volumes de amostra 
injetados. 
 
 
A tabela que apresenta os valores de D calculados para os diferentes volumes injetados (Vinjetado), 
os quais podem ser estimados pela equação: Vinjetado = πr2l, onde r é o raio interno e l é 
comprimento da alça de amostragem. 
 
L/cm Vinjetado/μL D 
5 25 2,4 
10 50 2,2 
20 100 1,4 
30 150 1,2 
40 200 1,0 
150 750 - 
 
a. Analisando o gráfico, como você explicaria o aumento do sinal e um alargamento dos picos com o 
aumento do volume da amostra? 
b. Para o volume injetado de 750 μL, observou-se a formação de um patamar no sinal transiente, 
indicando uma situação próxima a condição de volume infinito, o que seria isso? 
 
9. A Figura abaixo mostra um fiagrama para uma solução de 50,0 ppm PO43-. Determine os valores 
para h, ta, T , t ′, ∆t e T ′. Qual é a sensibilidade deste método FIA, assumindo uma relação linear 
entre absorbância e concentração? Quantas amostras podem ser analisadas por hora? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0,8 
0,6 
0,4 
0,2 
0 
0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 
Tempo (s) 
A
b
s
o
rb
â
n
c
ia
 
 
10. A concentração de cloreto na água do mar pode ser determinada por uma análise de injeção em 
fluxo. A análise de um conjunto de padrões de calibração fornece os seguintes resultados. 
[Cl-] (ppm) Absorbância 
5,00 0,057 
10,00 0,099 
20,00 0,230 
30,00 0,354 
40,00 0,478 
50,00 0,594 
75,00 0,840 
 
11. Uma amostra de 1,00 mL de água do mar é colocada em um balão volumétrico de 500 mL e diluída 
até o volume com água destilada. Quando injetado no analisador de injeção de fluxo, uma 
absorbância de 0,317 é medida. Qual é a concentração de Cl - na amostra? 
 
12. Ramsing e colaboradores desenvolveram um método FIA para titulações ácido-base usando um 
fluxo transportador que consiste em NaOH 2,0 × 10-3 M e o indicador ácido-base azul de 
bromotimol. 25 Soluções padrão de HCl foram injetadas, e os seguintes valores de ∆t foram 
medidos a partir dos fiagramas resultantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Uma amostra com uma concentração desconhecida de HCl é analisada cinco vezes, dando valores de 
7,43, 7,28, 7,41, 7,37 e 7,33 s para ∆t. Determine a concentração de HCl na amostra e seu intervalo 
de confiança de 95%. 
 
 
 
[HCl] (mol/L) ∆t (s) 
0,008 3,13 
0,010 3,59 
0,020 5,11 
0,040 6,39 
0,060 7,06 
0,080 7,71 
0,100 8,13 
0,200 9,27 
0,400 10,45 
0,600 11,40 
 
13. Fernández-Abedul e Costa-García desenvolveram um método FIA para detectar cocaína em 
amostras usando um detector amperométrico. 27 Os seguintes sinais (unidades arbitrárias) foram 
coletados para 12 injeções replicadas de uma amostra de 6,2 × 10–6 M de cocaína. 
Replicata Sinal (unidades arbitrárias) 
1 24,5 
2 24,1 
3 24,1 
4 23,8 
5 23,9 
6 25,1 
7 23,9 
8 24,8 
9 23,7 
10 23,3 
11 23,2 
12 23,2 
 
a. Qual é o desvio padrão relativo para esta amostra? 
b. Se levou 10,5 minutos para obter essas análises replicadas, qual é a taxa de transferência da 
amostra esperada em amostras por hora? 
c. Os seguintes dados de calibração estão disponíveis: 
 
[cocaína] (M) Sinal (unidades arbitrárias) 
1,8 x 10-7 0,8 
3,6 x 10-7 2,1 
6,0 x 10-7 2,4 
8,1 x 10-7 3,2 
1,0 x 10-6 4,5 
2,0 x 10-6 8,1 
4,0 x 10-6 14,4 
6,0 x 10-6 21,6 
8,0 x 10-6 27,1 
1,0 x 10-5 32,9 
 
 
 
 
Em uma análise típica, uma amostra de 10,0 mg é dissolvida em água e diluída até o volume em um 
frasco volumétrico de 25 mL. Uma alíquota de 125 μL é transferida para um frasco volumétrico de 25 
mL e diluída para o volume com um tampão de pH 9. Quando injetado no aparelho de injeção de 
fluxo, um sinal de 21,4 (unidades arb.) É obtido. Qual é a% m/m de cocaína na amostra? 
 
14. Holman, Christian e Ruzicka descreveram um método FIA para determinar a concentração de 
H2SO4 em solventes não aquosos. Esferas de agarose (22–45 μm de diâmetro) com um indicador 
ácido-base ligado são embebidas em NaOH e imobilizadas na célula de fluxo do 
detector. Amostras de H2SO4 em n- butanol são injetadas na corrente de transporte. Conforme 
uma amostra passa pela célula de fluxo, uma reação ácido-base ocorre entre H2SO4 e NaOH. O 
ponto final da reação de neutralização é sinalizado por uma mudança na cor do indicador ligado 
e é detectado espectrofotometricamente. O volume de eluição necessário para atingir o ponto 
final da titulação é inversamente proporcional à concentração de H2SO4; assim, um gráfico do 
volume do ponto final versus [H2SO4] –1 é linear. Os dados a seguir são típicos dos obtidos usando 
um conjunto de padrões externos. 
[H2SO4] (M) Volume do ponto final (mL) 
3,58 x 10-4 0,266 
4,36 x 10-4 0,277 
5,60 x x 10-4 0,176 
7,52 x 10-4 0,136 
1,38 x 10-3 0,075 
2,98 x 10-3 0,037 
5,62 x 10-3 0,017 
 
Qual é a concentração de H2SO4 em uma amostra se seu volume final for 0,157 mL?