Apostila Análise Instrumental - Eucarlos - UAB

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, 
CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATO GROSSO
DEPARTAMENTO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA
UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL 
 Análise 
Instrumental
1
Eucarlos de Lima Martins
Análise Instrumental
Licenciatura em Química
Cuiabá
UAB/IFMT
2012
Instituto Federal de Educação,
Ciência e Tecnologia de Mato Grosso
2
Edição - Livro Didático
Professor Autor
Eucarlos de Lima Martins
Design Instrucional
Vinícius Carvalho
Diagramação 
Alexandro Uguccioni Romão
Revisão
Luisa do Amparo Carvalho Patatas
 M379a
 Martins, Eucarlos de Lima.
 Análise Instrumental: licenciatura em química / Eucarlos de Lima Martins. __ 
 Cuiabá: UAB/IFMT, 2012.
 115p.
 Caderno Instrucional – UAB/IFMT 
 1. Análise instrumental - fundamentos 2. Espectroscópicos de análise 3. Métodos 
eletroanalíticos e cromatográficos 4.Química . I.Título.
 
 CDU 543
UAB/IFMT/CAMPUS BELA VISTA CDD 544
Divisão de Serviços Técnicos. Catalogação da publicação na fonte. IFMT/Campus Bela Vista. 
Biblioteca Francisco de Aquino Bezerra
Governo Federal
Presidente do Brasil
Dilma Rousseff
Ministro da Educação
Fernando Haddad
Presidente da Coordenação de 
Aperfeiçoamento de Pessoal de nível 
Superior (CAPES)
Jorge Almeida Guimarães
Diretor de Educação a Distância da 
UAB na Capes
João Carlos Teatini de Souza Climaco
IFMT
Reitor
José Bispo Barbosa 
Pró reitor de Ensino
Ghilson Ramalho Corrêa
Coordenador Geral UAB/IFMT
Alexandre José Schumacher
Coordenadora Adjunta UAB/IFMT
Claudete Galvão de Alencar Pedroso 
3
Apresentação da UAB/IFMT
A Universidade Aberta do Brasil (UAB) é um sistema integrado por 
universidades federais, estaduais e institutos federais de ensino técnico 
e tecnológico, oferecendo cursos de nível superior na modalidade a dis-
tância. Trata-se de iniciativa do governo federal, instituída pelo Decreto 
5.800, de 8 de junho de 2006, para “o desenvolvimento da modalidade 
de educação a distância, com a finalidade de expandir e interiorizar a 
oferta de cursos e programas de educação superior no País”. Assim, a 
UAB fomenta a educação a distância gratuita e de qualidade, apoiando 
pesquisas no campo pedagógico, administrativo e tecnológico a fim de 
aprimorar cada vez mais as condições em que se oferta essa modalidade 
de ensino. 
O Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso 
(IFMT) integra o sistema UAB desde 2006, oferecendo a Mato Grosso 
cursos de nível superior na modalidade a distância, com vistas ao de-
senvolvimento cultural, político e socioeconômico do estado. Cidades 
do interior do estado, algumas das quais até então não dispunham de 
cursos de ensino superior público, hoje se beneficiam da formação de 
profissionais compromissada com a universalização do ensino superior 
de qualidade e com o desenvolvimento dos diversos municípios mato-
grossenses.
A parceria UAB/IFMT tem trazido bons frutos ao nosso estado e à nos-
sa população, democratizando o acesso à educação superior pública 
praticada com respeito à cidadania, ao crescimento equânime de Mato 
Grosso, à redução das desigualdades sociais e aos discentes em forma-
ção acadêmica. Assim, a cada dia, a cada aula, em cada polo de apoio 
presencial, a cada diploma entregue a um formando, os cursos de EaD 
ofertados pelo IFMT, junto à UAB, escrevem-se como capítulos de uma 
história de sucesso, com muitas vitórias e conquistas ainda pela frente.
Nossa equipe tem muito prazer de fazer parte desse time e desse projeto 
4
de construção de ume educação superior de excelência no estado de 
Mato Grosso. 
Seja bem-vindo a essa parceria de sucesso!
Equipe UAB/IFMT
5
Ícones e legendas
Os ícones são elementos gráficos utilizados para ampliar as formas de 
linguagem e facilitar a organização e a leitura hipertextual.
Atenção: indica pontos de maior relevância no texto.
Saiba mais: oferece novas informações que enriquecem 
o assunto ou “curiosidades” e notícias recentes relaciona-
das ao tema estudado.
Glossário: indica a definição de um termo, palavra ou 
expressão utilizada no texto.
Mídias integradas: sempre que se desejar que os estu-
dantes desenvolvam atividades empregando diferentes 
mídias: vídeos, filmes, jornais, ambiente AVEA e outras.
Atividades de aprendizagem: apresenta atividades em 
diferentes níveis de aprendizagem para que o estudante 
possa realizá-las e conferir o seu domínio do tema estu-
dado.
6
7
Sumário
Apresentação do Material....................................................................................9
Apresentação da Disciplina...............................................................................11
Plano de Ensino...................................................................................................13
UNIDADE 1 - Fundamentos da análise instrumental................................17
UNIDADE 2 - Métodos espectroscópicos de análise.................................35
UNIDADE 3 - Métodos eletroanalíticos e cromatográficos......................71
Referências........................................................................................................113
Sobre o professor autor...................................................................................115
8
9
Prezado (a) Aluno (a):
Este é o caderno instrucional da disciplina Análise Instrumental e 
tem por objetivo trazer a você um material didático que apresente 
os principais tópicos sobre análise química, seus fundamentos, 
métodos, aplicações e limites. De posse deste material, você terá 
acesso às orientações necessárias para a compreensão dos pro-
cessos que utilizam equipamentos tecnológicos em análise quí-
mica, com enfoque quantitativo. No entanto, o uso deste guia não 
dispensa a utilização de outras fontes de informação, tais como 
artigos científicos, livros etc.
Este caderno está dividido em três unidades: Unidade I - Fun-
damentos da análise Instrumental; Unidade II - Métodos espec-
troscópicos de análise; e Unidade III - Métodos eletroanalíticos 
e cromatográficos. Dentro de cada unidade, são delineados os 
principais métodos analíticos e seus fundamentos, sendo que, ao 
final de cada unidade, são propostos exercícios e atividades com 
o objetivo de amadurecer o conhecimento adquirido ao longo de 
cada bloco de apresentação do conteúdo.
Professor Eucarlos de Lima Martins
Apresentação do Material
10
11
Devido às suas relações com as diversas áreas do conhecimento, 
a Química é considerada por muitos uma ciência central. Desde a 
química clássica à nanotecnologia, os princípios fundamentais es-
tão presentes, tais como a teoria atômica, a estequiometria, as re-
ações etc., sendo estes conhecimentos aplicados a uma das áreas 
de grande interesse na Química - a análise química. Quem nunca 
leu as informações nutricionais contidas no rótulo de um alimen-
to? Num garrafão de água? Quem nunca assistiu com intenso in-
teresse à série CSI, em que a química forense é apresentada como 
uma ferramenta extremamente útil na resolução de crimes?
Na química forense, há o intenso uso de técnicas instrumentais 
na caracterização de amostras, determinação de metais pesados, 
resíduos de pesticidas etc. Mas você conhece algumas dessas téc-
nicas? Entende o seu fundamento? Você conhece as principais 
técnicas instrumentais de análise, o fundamento teórico e prático 
e as suas principais aplicações? A disciplina Análise Instrumental 
fornecerá a você essas ferramentas.
Mas talvez você esteja se questionando... “como iremos estudar 
ANÁLISE INSTRUMENTAL a distância?” E esta é realmente 
uma boa questão, que precisa de resposta prática e direta. Nes-
ta disciplina, temos que trabalhar conceitos pouco explorados 
anteriormente, tais como espectroscopia de absorção atômica, 
cromatografia, espectrofotometria, entre outros. Devido a certa 
complexidade do conteúdo desta disciplina e visando favorecer 
uma aprendizagemconsistente e dinâmica, sugiro algumas dicas 
de estudos: 
Organizar o seu tempo de estudo em, pelo menos, 2 ho-a. 
ras por dia; esse é o tempo mínimo para não deixar nada 
acumular;
Apresentação da Disciplina
12
Utilizar este guia de estudos, pois nele você encontrará b. 
todas as principais informações para a disciplina numa 
linguagem simples e objetiva; 
Acompanhar os prazos de entrega das atividades e não c. 
deixar que estes se acumulem;
Estudar em outras fontes além deste guia, tais como li-d. 
vros, Internet, e-books, artigos etc.;
Utilizar as mídias disponíveis para a disciplina. Elas fo-e. 
ram elaboradas para auxiliá-lo nesse percurso de apren-
dizagem;
Participar dos fóruns, chats ou outros veículos de comu-f. 
nicação; 
Ficar atento aos fóruns de notícias do portal e aos prazos g. 
estipulados para o envio de cada atividade proposta.
Professor Eucarlos de Lima Martins
13
Plano de Ensino
Disciplina: Análise Instrumental
Curso: Licenciatura Plena em Química 
Modalidade: à Distância
Período: 6º Semestre 
Carga horária: 60 horas
Ementa
Introdução à Análise Instrumental; Espectroscopia por Absorção 
Molecular na Região do UV - Visível; Espectroscopia por Ab-
sorção Atômica; Espectroscopia por Emissão Atômica; Introdu-
ção aos métodos eletroanalíticos; Potenciometria; Condutimetria; 
Princípios básicos de cromatografia: papel, camada delgada e co-
luna; Princípios teóricos e técnicas para a realização de análises 
por cromatografia gasosa e líquida; Métodos Práticos de separa-
ção por cromatografia.
Objetivos da Disciplina
Reconhecer os diversos tipos de material instrumental analítico, 
suas peculiaridades e aplicações tecnológicas; Relacionar vanta-
gens e limites da análise instrumental; Desenvolver e/ou aprimo-
rar as relações interpessoais por meio de atividades em grupos; 
Favorecer o desenvolvimento autodidata do aluno; Correlacionar 
os métodos clássicos e instrumentais; Compreender o princípio 
da análise espectroscópica e suas aplicações; Reconhecer os di-
versos tipos de material instrumental analítico, suas peculiarida-
14
des e aplicações tecnológicas.
Conteúdo Programático
1ª Semana
O que é análise instrumental? Análise clássica × Análise Ins-
trumental; Princípios da análise química; Propriedades da Luz; 
Espectro eletromagnético; Prefixo para unidades de medidas. 
Objetivos desta semana: Compreender o conceito de energia, 
comprimento de onda e frequência; Compreender o espectro ele-
tromagnético e sua importância para a química.
2ª Semana 
Continuação dos seguintes conteúdos: O que é análise instrumen-
tal? Análise clássica × Análise Instrumental; Princípios da análise 
química; Propriedades da Luz; Espectro eletromagnético; Prefixo 
para unidades de medidas. Objetivos desta semana: Fixar o co-
nhecimento adquirido na semana anterior e aplicá-los na resolu-
ção da Atividade online I.
3ª Semana 
Espectroscopia de absorção molecular – Espectrofotometria; Es-
pectroscopia de absorção atômica – EAA; Espectroscopia por 
emissão atômica - EEA. Objetivos desta semana: Compreender 
os fundamentos dos métodos descritos pela unidade; Conhecer e 
aplicar os principais cálculos envolvidos numa análise química 
quantitativa.
15
4ª Semana 
Continuação dos seguintes conteúdos: Espectroscopia de absor-
ção molecular – Espectrofotometria; Espectroscopia de absorção 
atômica – EAA; Espectroscopia por emissão atômica – EEA. Ob-
jetivos desta semana: Fixar o conhecimento adquirido na sema-
na anterior e aplicá-los na resolução da Atividade online II.
5ª Semana 
Objetivos da unidade: Potenciometria; Condutimetria e Croma-
tografia. Objetivos desta semana: Conduzir os alunos na com-
preensão dos principais métodos potenciométricos, condutomé-
tricos e cromatográficos.
6ª Semana 
Continuação dos conteúdos: Potenciometria; Condutimetria e 
Cromatografia. Objetivos desta semana: Fixar o conhecimento 
adquirido na semana anterior e aplicá-los na resolução da Ativi-
dade online III.
 7ª Semana 
Revisão dos conteúdos estudados. Objetivos desta semana: Con-
solidar o conhecimento adquirido ao longo da disciplina; Revisar 
os conteúdos estudados e realizar a atividade Online IV.
16
17
UNIDADE 1
Fundamentos da análise 
instrumental 1
Seções de estudo
Objetivos de aprendizagem
Seção 1
Seção 2
Seção 3
Seção 4
Seção 5
Análise clássica × Análise umental
Compreender o conceito de análise instrumental; ▪
Demonstrar as vantagens e desvantagens da ▪
análise instrumental frente aos métodos clássicos 
de análise;
Compreender o raciocínio sequencial das análises ▪
químicas;
Descrever a relação entre a radiação ▪
eletromagnética e a análise química;
Compreender as relações de energia, ▪
comprimento de onda e frequência das radiações 
eletromagnéticas.
Da pesquisa no Google à análise química
Propriedades da Luz
Espectro eletromagnético
Prefixo para unidades de medida
18
Você já sabe que a química é uma ciência experimental, pois ela 
se baseia no processo de observação e repetição de um dado fe-
nômeno químico ou físico. A partir dessas observações, conceitos 
teóricos são construídos na tentativa de correlacionar informa-
ções, organizar ideias e, consequentemente, aprofundar a com-
preensão do meio em que vivemos.
Devido à extensa quantidade de conhecimento relacionada à quí-
mica, suas principais áreas foram descritas em temas específicos, 
tais como:
Química Geral; ▪
Química Orgânica; ▪
Química Inorgânica; ▪
Bioquímica; ▪
Química Tecnológica; ▪
Físico-química; ▪
Química Analítica; ▪
Nanotecnologia etc. ▪
Nessa gama de áreas da química, o nosso foco será dado princi-
palmente para a química analítica, que é a responsável pelo es-
tudo, desenvolvimento e aplicação de métodos de análise. Vale 
salientar que todos os ramos da química estão inter-relacionados, 
ou seja, a química orgânica, a nanotecnologia etc. utilizam os 
conceitos aprofundados na química analítica, e vice-versa.
Você já leu as informações sobre a qualidade da água que você 
usa? Se não, dê uma olhada no verso da sua conta de água. A Ta-
bela 1 apresenta os parâmetros de qualidade da água tratada que 
constam nesta conta.
19
Parâmetros Significado sanitário Padrão de qualidade Exigência
Turbidez Ocorre devido a 
partículas em suspen-
são.
1,0 a 5,0 U.T VMP da Por-
taria 518/04
pH Utilizado para medir a 
acidez.
6.0 a 9.5 Recomenda-
ção da por-
taria 518/04
Cor aparente Ocorre devido a 
partículas dissolvidas 
na água.
5.0 a 15.0 UH VMP da Por-
taria 518/04
Cloro residual Produto químico utiliza-
do para eliminar vírus e 
bactérias da água.
0.2 a 5.0 mg/L VMP da Por-
taria 518/04
Coliformes ter-
motolerantes
Utilizados como indica-
dor de contaminação 
por bactérias de origem 
animal de sangue 
quente
Ausência em 100% 
das amostras
VMP da Por-
taria 518/04
VMP: Valor máximo permitido
Tabela 1. Padrões de qualidade da água tratada em atendimento ao De-
creto nº 5.440 de 04/05/2005 
(Conforme apresentado em conta de água – SANECAP)
Turbidez, cloro residual, cor aparente são parâmetros de quali-
dade da água obtidos por técnicas da química analítica. Já a de-
terminação de coliformes termotolerantes é feita por técnicas 
microbiológicas.
A química analítica é o estudo de técnicas para identificação e 
quantificação das substâncias.
E a análise instrumental? Onde ela entrou nessa discussão?
Se você pesquisar na internet ou em um livro de metodologias 
analíticas, verá que a turbidez é determinada utilizando-se o tur-
bidímetro, um aparelho que mede a quantidade de material em 
suspensão numa amostra de água. Em outras palavras, esta é uma 
análise instrumental, pois foi utilizado um aparelho (recurso tec-
nológico) para a determinação de uma espécie química ou partí-
culas.
Coliformes Termotole-
rantes: Refere-se á um 
grupo de bactérias que to-
leram temperaturas acima 
de 40ºC e reproduzem-se 
nessa temperatura em me-
nos de 24 horas. Este grupo 
é associado às fezes de ani-
mais de sangue quente, por 
isso é utilizado como um 
parâmetrode contamina-
ção de água por efluentes 
(esgoto).
20
Análise química instrumental: É a parte da química analítica 
que se utiliza dos recursos tecnológicos e clássicos disponíveis 
para realizar as determinações analíticas. Como exemplo, pode-
mos citar a espectroscopia de absorção atômica, a espectrofoto-
metria, a potenciometria, a turbidimetria, a ressonância magnéti-
ca nuclear protônica (não é bomba atômica, ok?), e muitas outras 
técnicas que veremos ao longo dessa disciplina.
Em uma análise química em que não são utilizados instrumentos 
tecnológicos específicos nas determinações analíticas, dizemos 
que se trata de um método clássico de análise.
Análise química clássica: Conjunto de procedimentos ou técni-
cas analíticas em que são utilizados recursos clássicos, não tec-
nológicos, geralmente simples. Como exemplos, podemos citar a 
titulação, a gravimetria etc.
Seção 1 - Análise clássica × Análise Instrumental
Ambos os métodos, clássicos ou instrumentais, de análise quími-
ca possuem suas vantagens e desvantagens (Tabela 2), por isso é 
importante conhecer as suas principais diferenças.
Tipo de análise Vantagens Desvantagens
Clássica
Materiais simples
Equipamentos de baixo custo
Procedimentos de baixa com-
plexidade
Maior tempo de análise
Maior geração de resíduos
Menor precisão e exatidão dos 
resultados obtidos
Instrumental
Rapidez analítica
Automatização da análise
Maior precisão e exatidão dos 
resultados
Custo elevado dos equipa-
mentos
Calibração dos equipamentos
Tabela 2. Principais vantagens e desvantagens dos métodos clássicos e 
instrumentais de análise química.
Adaptado de Cienfuegos & Vaitsman (2000).
A escolha de qual método aplicar dependerá da disponibilidade de 
Titulação: Processo de 
determinação química de 
substâncias vias análise vo-
lumétrica, onde a amostra 
reage com uma quantidade 
conhecida de um padrão 
e, a partir da relação este-
quiométrica, determina-se 
a concentração do analito 
(substância de interesse 
analítico numa análise quí-
mica) na amostra.
Gravimetria: Processo de 
obtenção da estrutura quí-
mica de uma amostra via 
pesagem, seguindo-se os 
passos de reação, secagem/
calcinação e pesagem. 
21
recursos. Para exemplificar a escolha de uma metodologia analíti-
ca, vamos planejar uma análise de cloro residual da água tratada. 
Partiremos da seguinte questão: Como confirmar se a concentra-
ção de cloro residual na água tratada está correta, ou seja, se está 
em conformidade com a Resolução 518 do Ministério da Saúde?
Para responder a esta questão, será necessário encontrar as res-
postas para os questionamentos abaixo:
Onde encontrar a metodologia de análise? ▪
Está é uma análise quantitativa ou qualitativa? ▪
Tenho os recursos necessários para realizar uma análise ▪
clássica ou instrumental?
Como coletar a amostra para a análise? ▪
Onde se deve coletar a amostra? ▪
Qual é a forma química do cloro (Cl ▪ -, Cl2, ClO2
-, etc) a 
ser analisado?
Você observou que, para responder essas questões, são necessá-
rios conhecimentos específicos, e isso exige pesquisa. Portanto, 
o primeiro passo é buscar informações sobre a análise desejada, 
conhecer seus fundamentos, limitações, cuidados analíticos, cál-
culo dos resultados etc. Na busca de informações sobre a análise 
de cloro residual, vamos fazer uma pesquisa no Google. Digite os 
termos de busca: análise de cloro residual.
Você encontrou informações úteis?
Que outras fontes de pesquisa sobre métodos analíticos pode-
riam ser utilizadas?
Seção 2 - Da pesquisa no Google à análise química
22
Para qualquer análise química clássica ou instrumental, há sem-
pre um princípio básico, que poder ser uma reação específica, a 
absorção da luz pela amostra, a condutividade da solução etc. 
Para exemplificar, vamos utilizar os dados da análise de cloro re-
sidual, vista anteriormente. O texto abaixo foi extraído de um ar-
tigo técnico sobre cloro, fornecido pela PoliControl, um dos sites 
pesquisados no Google.
Análise de Cloro pelo Método DPD – Colorimétrico
Princípio
O DPD (N,N-dietil-p-fenileno-diamina), em solução ácida, dissolvido na amostra 
pré-alcalinizada com fosfato, forma um tampão de pH na faixa de 6,2 a 6,5. O DPD, 
na ausência de íons iodeto, reage com cloro livre, produzindo uma coloração róseo-
avermelhada. A adição de Iodeto de Potássio atua cataliticamente acelerando a 
reação de cor entre o DPD e as cloraminas, tornando-se possível a determinação do 
cloro total. Nesta reação, a intensidade da cor varia proporcionalmente à concent-
ração do cloro presente, respeitando a Lei de Beer.
(Policontrol, 2007)
Você entendeu qual é o princípio da análise de cloro pelo método 
DPD? Leia novamente e anote as informações:
A solução de DPD é ácida;1. 
A amostra é pré-alcalinizada com fosfato (ânion de um 2. 
sal cuja hidrólise é alcalina);
A solução de DPD é dissolvida na amostra; e3. 
Na ausência de íons iodeto, o DPD reage com cloro li-4. 
vre, produzindo uma coloração róseo-avermelhada, que 
é quantificada com base da Lei de Beer.
Observe que existe uma sequência de passos a serem seguidos. 
Cada passo tem uma função específica, mas o ponto culminante 
foi a formação da cor róseo-avermelhada. Quanto mais intensa 
for a coloração, maior a concentração de cloro da solução ou água 
23
tratada. Isso porque “nesta reação, a intensidade da cor varia pro-
porcionalmente à concentração do cloro presente, respeitando a 
Lei de Beer” (Harris, 2005, p. 402).
Portanto, o princípio da análise de cloro pelo método DPD é a 
quantificação do complexo colorido produzido pela reação do 
DPD com cloro livre. Porém, ainda nos resta uma questão muito 
importante:
Como se pode medir com precisão a intensidade da coloração 
róseo-avermelhada na análise de cloro por DPD?
Existe algum aparelho que seja utilizado para quantificar a inten-
sidade da coloração de uma solução? Sabemos que, quanto maior 
a intensidade da coloração de uma solução (quanto mais escura), 
menor será a quantidade de luz que irá atravessá-la (Figura 1). 
Independentemente da coloração, quanto maior a intensidade da 
cor, maior será a absorção da luz pela amostra.
Figura 1. Absorção da luz por uma amostra.
A menor quantidade de feixes à direita da amostra indica que hou-
ve a absorção da luz. Uma solução é colorida devido à presença 
de algum componente químico presente nesta. Por exemplo, uma 
solução de sulfato de cobre é azul devido à presença de íons cobre 
II, e mais intensa será a coloração azul quanto mais íons cobre 
estiverem na solução. Também podemos ter soluções coloridas 
devido à dissolução de corante, como é o caso dos sucos artifi-
ciais. Por isso, também é possível analisarmos o quanto de pó de 
corante artificial foi utilizado em um suco, somente pela intensi-
dade da cor.
24
Note que, se medirmos a 
quantidade de luz absorvida 
por uma solução, podemos 
prever a sua concentração. 
É isso o que está enuncia-
do na Lei de Lambert-Beer 
(ou Lei de Beer):
Lei de Lambert-Beer “..a 
concentração é propor-
cial à absorbância.”
Você conhece o permanganato de potássio? Ele é vendido na for-
ma de comprimidos em qualquer farmácia e é utilizado no trata-
mento de feridas. Ao dissolvê-lo em água, a solução resultante é 
rósea escura. Quanto mais água adicionarmos, estaremos diluindo 
a solução; consequentemente, estaremos diminuindo a coloração 
rósea. Pelo exposto acima, podemos prever que:
Quanto mais intensa for a coloração rósea da solução ▪
de permanganato de potássio, maior será a concentração 
desta substância na solução;
Quanto maior a concentração de permanganato de potás- ▪
sio (maior intensidade da cor rósea), menor a quantidade 
de luz que atravessará a solução;
Portanto:
↑ [MnO4
-] = ↑ Absorção da luz (maior concentração = maior ab-
sorção)
Bem, uma coisa puxa outra... mas este será o tema da próxima 
unidade! Por agora, o importante é revisarmos alguns tópicos de 
física aplicada que serão úteis nas unidades seguintes, pois a luz é 
utilizada em muitos métodos instrumentaisde análise, conforme 
os exemplos dados anteriormente.
Seção 3 - Propriedades da Luz
A luz, ou radiação eletromagnética, pode ser descrita tanto em 
termos de onda como em termos de partícula, pois ela apresen-
ta características ou comportamento de onda e de partícula, daí 
a aplicação do princípio dual da radiação eletromagnética. As 
ondas eletromagnéticas consistem em campos magnéticos e elé-
tricos oscilantes perpendicularmente orientados (Figura 2). Para 
descrever a luz, são utilizados os termos comprimento de onda 
(λ), frequência (ν) e energia (E), de modo que as relações mate-
25
máticas entre estas variáveis são:
 c = λv (Eq. 1)
 E = hv (Eq. 2)
onde: c é a velocidade da luz no vácuo (3×108 m s-1) e h é a cons-
tante de Plank, cujo valor no Sistema Internacional de Unidade 
(SI) é 6,627×10-34 J.s
Figura 2. Propriedade da radiação eletromagnética (UERJ, 2010).
Comprimento de onda (λ): é a distância de uma crista à outra 
ou de um vale ao outro numa onda eletromagnética. A unidade 
pode ser qualquer que indique distância, tais como km, m, cm, 
mm, µm, nm etc. No entanto, é mais comum o uso das unidades 
µm e nm.
Frequência (ν): indica a periodicidade da onda, ou seja, a quan-
tidade de ciclos ou voltas por unidade de tempo. Por exemplo, se 
uma onda possui frequência de 10 Hz (ou s-1), isso significa que 
essa onda tem uma periodicidade de 10 ciclos (ou voltas) num 
tempo de 1s.
Energia (E): Indica a energia associada à onda eletromagnética, 
sendo comum o uso das unidades Joule (J) e caloria (cal). 1 cal = 4,18 J
26
Seção 4 - Espectro eletromagnético
O espectro eletromagnético é constituído pelo conjunto de radia-
ções eletromagnéticas, classificadas quanto ao comprimento de 
onda, frequência e energia (Figura 3).
Figura 3. Classificação das radiações eletromagnéticas. Adaptado de 
Wikimedia (2010a).
Você notou que o espectro visível é estreito, de 400 nm a 600 nm, 
se comparado às outras radiações eletromagnéticas? Isto demons-
tra o quão pouco “vemos” ao nosso redor. A região à esquerda do 
espectro visível, composto pelos raios gama, raios X e ultravioleta 
(UV) são àquelas de maior frequência, portanto mais energéticas, 
mas não são captadas pelo olho humano. Dada sua alta frequ-
ência, são também mais perigosas, por serem capazes de causar 
alterações na matéria, devido às suas propriedades ionizantes. 
Agora, vamos realizar alguns cálculos das principais relações ma-
temáticas a que as radiações eletromagnéticas estão sujeitas.
Exercício resolvido
1. Qual é a energia associada a uma radiação eletromagnética cujo 
27
comprimento de onda é de 250 nm? Dado: n (nano) =10-9
Resolução: 
como c = λv e E = hv
λ
ν c= (1)
substituindo a equação (1) na equação da energia, obtemos a 
equação:
Assim:
Seção 5 - Prefixo para unidades de medida
Você deve ter notado que, para caracterizar a radiação eletromag-
nética, foram utilizados valores numéricos elevados e/ou minús-
culos, como, por exemplo, 2,5×109 m e 2,5×10-9 m. Para simpli-
ficar a escrita, ou até mesmo a compreensão da dimensão desses 
valores, frequentemente são utilizados os prefixos que simplifi-
cam a escrita e a visualização desses números (Tabela 3).
Prefixo Nome Valor
T tera 1012
G giga 109
M mega 106
K quilo 103
M mili 10-3
µ micro 10-6
N nano 10-9
P pico 10-12
Tabela 3. Principais prefixos utilizados.
28
Para treinarmos esse conceito, vamos simplificar os valores dos 
números 2,5×109 m e 2,5×10-9 m. 
Sabemos que o termo 109 significa 1.000.000.000, ou seja, um 
bilhão. Pela Tabela 3, o prefixo mais próximo deste valor é o G 
(giga = 109), portanto,
se partimos de 2,5×109 m, como 109 = G, temos
2,5 Gm (dois vírgula cinco gigametros)
Já para o valor 2,5×10-9 m, como n = 10-9, temos
2,5 nm (dois vírgula cinco nanômetros)
Síntese
A análise química quantitativa é a parte da química que objetiva 
a determinação de um analito numa amostra. Esta análise pode 
ser realizada por um método clássico ou instrumental, dependen-
do da disponibilidade de recursos, tempo, quantidade de amostra 
etc. Numa análise química instrumental, há sempre a utilização 
de um ou mais equipamentos na determinação direta do analito. 
A especificidade do equipamento resulta, geralmente, num ga-
nho de produtividade no laboratório, maior precisão analítica e 
maior rapidez de análise. Algumas das desvantagens da análise 
instrumental são o seu custo elevado e necessidade de mão de 
obra altamente qualificada. A luz é um dos fundamentos dos mé-
todos instrumentais de análise. As suas características em função 
do comprimento de onda, frequência e energia determinam a sua 
aplicação nos diversos ramos da química, tais como espectros-
copia no infravermelho, espectrofotometria, espectroscopia UV-
Vis, entre outros.
29
Termos importantes:
Análise instrumental
Análise química
Analito
Comprimento de onda
Energia
Espectro eletromagnético
Espectrofotometria
Frequência
Lei de Beer ou Lambert-
Beer
Radiação eletromagnética
Próxima Unidade
Na Unidade II serão apresentados os principais métodos espec-
troscópicos de análise, os métodos de calibração utilizados e os 
cálculos envolvidos. Entre os métodos que serão discutidos, está 
a espectrofotometria, que é utilizada para a análise de compostos 
orgânicos e inorgânicos que apresentam coloração. Outras duas 
importantes metodologias que serão estudadas são a espectros-
copia de emissão atômica e a absorção atômica, ambas aplicadas 
à análise de metais, no entanto cada uma com suas especificida-
des.
30
Atividades de autoavaliação
1) Diferencie a análise química clássica da análise instrumental.
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
2) Qual é o objetivo principal da química analítica?
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
3) Qual é o enunciado da Lei de Beer?
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
4) Faça uma pesquisa sobre equipamentos ou métodos que se ba-
seiam no princípio da Lei de Beer.
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
5) O que é analito?
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
31
6) Cite uma vantagem e uma desvantagem da química analítica 
instrumental que você considera importantes.
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
7) O comprimento de onda de uma radiação eletromagnética cuja 
frequência é 3x1017 Hz é igual a:
a) 10x10-5 m 
b) 10x105 m 
c) 1x10-9 m 
d) 1x109 m 
e) 1x107 m 
8) Faça os cálculos necessários e encontre o valor correspondente 
a cada letra da tabela abaixo.
Comprimento de onda (nm) Frequência (Hz ou s-1) Energia (J)
200 nm c f
a 1,7×1016 Hz g
b d 7×10-19 J
600 nm e h
 
32
9) O comprimento de onda de uma radiação eletromagnética cuja 
energia é 3,1x10-19 J vale:
a) 641,3 µm 
b) 0,6413 nm 
c) 6,413 nm 
d) 64,13 µm 
e) 0,641µm
10) O comprimento de onda de uma radiação eletromagnética 
cuja energia é 9,1 × 10-19 J vale:
a)218,5 nm 
b) 540,2 nm 
c) 910,6 nm 
d) 670,9 nm 
e) 350,1 nm
11) A energia de uma radiação eletromagnética cujo comprimento 
de onda é 500 nm é aproximadamente:
a) 4,0x10-19 J
33
b) 3,8x10-19 J 
c) 4,5x10-18 J 
d) 5,0x10-17 J 
e) 6,0x10-19 J
12) Dada a equação E=hf, onde E é a energia de uma radiação 
eletromagnética em Joules (J), h é a constante de Plank e f é a 
frequência da radiação (s-1), a unidade da constante de Plank é:
a) J-1s 
b) J.s 
c) J s-1 
d) J.m 
e) m/s
13) Dada a tabela abaixo, assinale a alternativa que apresenta a 
ordem crescente de classificação de energia:
Cor Comprimento de onda (nm)
violeta 390 - 455
azul 455 - 492
verde 492 - 577
amarelo 577 - 597
laranja 597 - 622
vermelho 622 - 780
a) vermelho> amarelo> violeta
b) amarelo > azul > vermelho
c) violeta > verde > laranja
d) amarelo > violeta > verde
e) laranja > verde > amarelo
34
14) Transforme os números abaixo em notação científica e utilize 
os prefixos adequados.
 a) 1.000.000 m
b) 2.546 m 
c) 0,0000003 m 
d) 5,0x10-13 J 
e) 5 µm
f) 600x10-9m
g) 4500 J
35
UNIDADE 2
Métodos espectroscópicos 
de análise 2
Seções de estudo
Objetivos de aprendizagem
Seção 1
Seção 2
Seção 3
Espectroscopia de absorção molecular
Compreender o conceito de análise instrumental; ▪
Entender o fundamento dos métodos ▪
espectroscópicos de análise;
Conhecer os principais métodos espectroscópicos ▪
de análise; e
Compreender a aplicabilidade dos métodos ▪
espectroscópicos.
Espectroscopia por absorção atômica - EAA
Espectroscopia por Emissão Atômica - EEA
36
Os métodos espectroscópicos de análise compreendem uma am-
pla gama de métodos analíticos dos quais destacam-se a espec-
trofotometria ou espectroscopia de absorção molecular, a espec-
troscopia de emissão atômica e absorção atômica, a análise no 
infravermelho (Infra Red, IR) para identificação de grupamentos 
químicos e outros métodos. Nesta disciplina, serão abordadas a 
espectrofotometria, a espectroscopia de emissão atômica e a es-
pectroscopia de absorção atômica, por serem os mais difundidos 
e utilizados nos laboratórios de ensino e particulares.
Seção 1 - Espectroscopia de absorção molecular 
A espectroscopia de absorção molecular é também conhecida 
como espectrofotometria. Observe que o termo espectrofotome-
tria é composto por três partes principais: espectro, foto e metria. 
Na língua portuguesa, essa composição de termos menores para 
compor um conceito mais amplo é extensamente utilizada. As-
sim, se conhecermos o significado dos termos componentes da 
palavra que estamos analisando, podemos saber do que se trata a 
espectrofotometria, mesmo sem conhecermos o conteúdo teórico 
por trás.
Analise: a palavra espectro indica algo complexo, variação, am-
plitude de ação etc. Foto significa luz, e metria obviamente faz re-
ferência à medida. Portanto, temos três componentes: medida, luz 
e espectro. Pelo estudo da física, sabe-se que a luz branca pode 
ser decomposta num “espectro” de cores diferentes, chamado de 
espectro da luz. Agora é com você:
O que significa espectrofotometria?
Trata-se da medida ou quantificação da luz ou radiação eletro-
magnética. Mas qual é a sua aplicação em análise química? Você 
se lembra de que, na unidade anterior, vimos que a medida da 
absorção da luz por uma amostra é proporcional à sua concen-
37
tração? A espectrofotometria é o nome utilizado para descrever a 
técnica que utiliza a luz para medir a concentração de uma espé-
cie química. 
Espectrofotômetro UV-Vis
Este equipamento realiza a quantificação da radiação eletromag-
nética (luz) que atravessa a amostra acondicionada em seu inte-
rior num recipiente chamado cubeta (Figura 4)
Figura 4. Visão esquemática de um espectrofotômetro.
As lâmpadas utilizadas como fonte luminosa são de filamento de 
tungstênio (W), para emissões na faixa da luz visível (Vis) e in-
fravermelho, ou de deutério (2H), para emissões na faixa da radia-
ção ultravioleta (UV). Devido à presença de ambas as lâmpadas 
no aparelho, as análises podem apresentar valores de absorbância 
para intervalos de comprimento de onda desde o UV até ao Vis.
O monocromador consiste num sistema óptico para seleção de 
comprimento de onda, de modo que a luz que atravessa a amostra 
seja monocromática. Um prisma ou rede de difração decompõe a 
luz visível (policromática) em diversas radiações, que conhece-
mos como arco-íris. Mas como selecionamos um comprimento 
de onda específico? Por meio de um anteparo com uma fenda 
posicionada de maneira que a luz de comprimento de onda es-
pecífico passe por ela enquanto os outros comprimentos de onda 
fiquem retidos.
38
Absorção de luz pela amostra
Quando uma molécula absorve luz, a energia da molécula aumen-
ta. Por esse motivo, quando a luz é absorvida por uma amostra, 
a energia radiante do feixe de luz diminui (Figura 5). A energia 
radiante, P, é a energia por segundo por unidade de área do feixe 
de luz. Numa análise química por espectrofotometria ou colori-
metria, quantifica-se a intensidade da luz incidente (P0) e a que 
passa pela amostra (P1).
Figura 5. Absorção de luz por uma amostra.
Observe que, neste caso, P1<P0, indicando que parte da radiação 
eletromagnética (luz) foi absorvida pela amostra. Portanto, ser fi-
zermos a razão entre P1/P0, teremos a fração de luz que atravessa a 
amostra, sendo denominada de transmitância (T). A transmitância 
apresenta valores que variam entre zero (0) e um (1), ou simples-
mente de zero a 100%, se expressarmos esse valor em termos 
percentuais.
 (Eq. 3)
Outra unidade importante na espectrofotometria é a absorbância. 
Sabemos que a quantidade de luz que atravessa uma amostra é 
mensurada como transmitância. Disto advém uma questão: pode-
mos fazer referência à quantidade de luz absorvida pela amostra? 
A resposta é sim, e chama-se absorbância (A) esse indicador. As 
relações matemáticas entre a transmitância e a absorbância estão 
apresentadas pelas equações 4 e 5.
39
 (Eq. 4)
 A = 2 − LogT % (Eq. 5)
Exercício resolvido
1. Num experimento utilizando-se um espectrofotômetro, uma 
amostra transmitiu 60% da luz incidente. Qual é a absorbância 
desta amostra?
 A = 2 − LogT % 
 A = 2 − Log60
 A = 2 −1,77815 => A = 0,22185
Lei de Lambert-Beer 
Na Unidade I, foi dado um exemplo do uso da luz numa análise 
química. Vamos relembrar? 
“... uma solução de sulfato de cobre é azul devido à presença de íons cobre e, mais 
intensa será a coloração azul quanto mais íons cobre estiverem na solução. Você conhe-
ce o permanganato de potássio? Ele é vendido na forma de comprimidos em qualquer 
farmácia para tratamento de feridas. Ao dissolvê-lo em água, a solução resultante é 
rósea escura. Quanto mais água adicionarmos, estaremos diluindo a solução, conse-
qüentemente, estaremos diminuindo a coloração rósea. Pelo exposto acima, podemos 
prever que”:
Quanto mais intensa for a coloração azul da solução de sulfato de cobre, maior é a concentração de íons • 
cobre;
Quanto maior a concentração de íons cobre (maior intensidade da cor azul), menor a quantidade de luz que • 
atravessará a solução;
O mesmo ocorre com o permanganato. Portanto:• 
↑ [MnO4
-] = ↑ Absorção da luz
40
Pelo exposto acima, concluímos que a concentração é proporcio-
nal à quantidade de luz absorvida pela amostra. E é exatamente 
isso que enuncia a Lei de Lambert-Beer (ou apenas Lei de Beer):
Em termos matemáticos, temos a expressão dessa lei,
 A = εbc (Eq. 6)
em que A é a medida da absorbância, ε é a absortividade molar 
da solução num comprimento de onda específico, b indica o ca-
minho óptico em centímetros (largura da cubeta utilizada) e c é a 
concentração molarda solução. 
Exercício resolvido
2. Qual é a concentração de MnO4
-1 em mol L-1 de uma solução 
com absorbância de 0,345 a 500nm utilizando uma cubeta de 1 
cm? A absortividade molar a 500 nm é 10.000 mol-1L cm-1.
Resolução: 
 A = εbc
Substituindo os valores, temos:
 0,345 = 10.000 × 1 × c
Então:
 10.000 × 1 × c = 0,345 
A absorbância da solução é uma medida experimental, realizada 
utilizando-se um espectrofotômetro. Através da leitura da absor-
bância de soluções cujas concentrações são conhecidas (padrões 
analíticos), obtém-se a absortividade molar. A absortividade mo-
Princípio da espectrofo-
tometria: A concentração 
é proporcional à absorbân-
cia.
Padrão analítico: solução 
cuja concentração do ana-
lito é conhecida.
41
lar nada mais é que o valor da absorbância quando a concentração 
da solução for igual 1 molL-1. 
Exercício resolvido
3. Se a absorbância de uma solução padrão de CuSO4 com con-
centração de 0,00025 mol L-1 foi 0,150 a 540 nm utilizando-se 
uma cubeta de 2 cm, qual é a absortividade molar do composto 
neste comprimento de onda?
Resolução: 
A = εbc
Substituindo os valores, temos:
0,150 = ε × 2 × 0,00025
Então,
ε × 2 × 0,00025 = 0,150
ε = 3,0 × 102 ou 300 mol-1 Lcm-1
Curva de calibração 
Pelo que você observou até agora neste capítulo, podemos deter-
minar a concentração de uma analito comparando a leitura (absor-
bância) de uma solução padrão (concentração conhecida) com a 
leitura de uma amostra cuja concentração se pretende determinar. 
A questão é que podemos ter mais de um padrão analítico numa 
análise, no intuito de minimizar o erro analítico.
Podemos fazer a comparação de vários padrões com a amostra 
utilizando o artifício matemático chamado Método dos Mínimos 
Quadrados. Como esse cálculo é extenso e foge do escopo desta 
42
Baixe o Tutorial de Regres-
são utilizando a Calculado-
ra Cássio 82MS pelo link: 
http://www.4shared.com/
document/js7oHW26/Tu-
torial_UAB_-_Regresso_
linear.html
disciplina, faremos essas operações utilizando uma calculadora 
científica, ou com o auxílio do Excel®. O detalhamento da entrada 
de dados no Excel será descrito mais adiante. O tutorial para a ob-
tenção dos dados da equação de reta utilizando-se a calculadora 
científica pode ser baixado da web.
Regressão linear
Regressão linear é um método estatístico para estimar a condi-
cional (valor esperado) de uma variável y, dados os valores da 
variável x. A regressão linear é assim chamada porque se consi-
dera que a relação da resposta às variáveis é uma função linear 
de alguns parâmetros. Os modelos de regressão que não são uma 
função linear dos parâmetros se chamam modelos de regressão 
não linear.
Para estimar o valor esperado, usa-se a equação de reta, que de-
termina a relação entre as variáveis x e y:
 y = mx + b
onde y é a variável dependente (como absorbância, emissão etc.), 
b é uma constante que representa a interceptação da reta com o 
eixo vertical (conhecida como coeficiente linear da reta), m é uma 
outra constante, que representa o declive da reta (também chama-
do de coeficiente linear da reta) e x é a variável explicativa (inde-
pendente), que representa o fator explicativo na equação (como a 
concentração, por exemplo).
Na calculadora, os coeficientes linear e angular recebem outra 
denominação simbólica:
y = Bx + A
Os coeficientes linear e angular, respectivamente, podem ser cal-
culados pelas seguintes equações:
Função linear: qualquer 
equação do 1º Grau, ou 
seja, que pode ser expres-
sa pela equação de reta na 
forma y = mx + b. O termo 
função indica refere-se à 
dependência dos valores de 
y em relação a x, daí f(x) = 
y ou f(x) = mx + b. 
43
Regressão linear no Excel®
Comumente, aplica-se a regressão linear como meio de calibra-
ção em métodos instrumentais de análise. Através desse proce-
dimento, variáveis analíticas podem ser relacionadas em uma 
única equação, a equação de reta, pela qual podemos utilizar a 
interpolação de dados para calcular valores que desejamos conhe-
cer. Devido à importância do cálculo da curva de calibração pelo 
método dos mínimos quadrados (regressão linear), é disponibi-
lizado a seguir o passo a passo da aplicação da regressão linear 
via Excel®, na tentativa de facilitar a compreensão sequencial dos 
passos necessários.
Regressão linear no Excel® passo a passo
1º - Obtenção dos dados
Os dados abaixo representam os resultados encontrados numa 
análise do dinucleotídeo da nicotinamida adenina (NADH), uma 
coenzima fluorescente. 
Concentração de NADH no padrão (µmol/L) Intensidade de Fluorescência
0,1 2,24
0,2 4,52
0,3 6,63
0,4 9,01
0,5 10,94
0,6 13,71
0,7 15,49
0,8 17,91
44
2º - Entrada dos dados no Excel®
Considerando os padrões em µmol L-1 e que a intensidade de flu-
orescência (medida instrumental) é proporcional à concentração, 
digite os dados em planilha Excel. Não se esqueça, porém, de 
usar ponto no lugar da vírgula, a não ser que seu software esteja 
configurado para tal).
3º - Gráfico
Selecione os dados de X (concentração) e Y (leitura instrumental) 
e clique no ícone Assistente de gráfico.
4º - Assistente de Gráfico
Selecione Dispersão (XY) e Subtipo de gráfico conforme indicado 
na figura abaixo e clique em Concluir.
45
Ao clicar em Concluir, aparecerá o gráfico abaixo.
5º - Adicionando a Equação de Reta
Clique com o botão direito do mouse em cima de um dos pontos 
no gráfico, depois selecione Adicionar linha de tendência.
46
Selecione o tipo de tendência ou regressão que melhor descreve 
sua amostra. Se você estiver com dúvida quanto ao tipo de regres-
são que deve selecionar, é só observar o formato do seu gráfico 
(figura acima) e a imagem que descreve o tipo de regressão. No 
caso acima, trata-se de uma reta, pois os dados estão alinhados. 
Assim, a regressão que melhor descreve este comportamento é a 
linear (regressão linear).
Após selecionar a Regressão Linear, clique no item Opções e se-
lecione Exibir equação no gráfico e Exibir valor de R-quadrado 
no gráfico. Ao selecionar essas duas opções, serão apresentados 
no gráfico a equação de reta e o valor de R2, que indica a lineari-
dade de seus dados. No modelo de regressão linear, quanto mais 
próximo de um estiver o valor de R2, melhor é a correlação. Cli-
que em OK para confirmar as opções e gerar as informações no 
gráfico.
47
O gráfico de regressão linear está pronto! Nele, consta a relação 
entre a leitura de fluorescência (Y) e a concentração (X), além da 
equação de reta e o valor de R2.
6º - Formatação do gráfico
Apague a legenda, quando esta não for necessária. Para isso, cli-
que com o botão direito do mouse sobre a legenda e selecione 
Limpar.
Para outras opções de formatação, clique com o botão direito so-
bre o gráfico e escolha a opção deseja, tal como limpar linha de 
grade, cor do plano de fundo, legenda dos eixos, etc.
48
Melhorando um pouco mais...
Para incluir a legenda de X e de Y, clique com o botão direito do 
mouse sobre a área do gráfico e selecione Opções do gráfico, en-
trando com o texto das legendas. Clique em Ok.
49
O resultado: Curva de Calibração no Excel, elemento importan-
te para a expressão gráfica de fenômenos estudados pela Análise 
Química.
É possível também obter a equação de reta para quaisquer con-
juntos de dados utilizando-se uma calculadora científica.
Para conhecer os procedimentos necessários ao uso de uma calculadora científica 
para a obtenção da equação de reta, dê uma olhada neste tutorial, em que apresenta-
mos o passo a passo sobre este tema, utilizando uma calculadora científica Casio 82 
MS (http://www.4shared.com/document/js7oHW26/Tutorial_UAB_-_Regresso_li-
near.html). No entanto, vale esclarecer que, para calculadoras de outras marcas ou 
modelos, os procedimentos podem variar.
50
Exercício resolvido
4. Qual é a concentração de fósforo (PO4
-3) para uma amostra cuja 
absorbância foi 0,458? Os padrões analíticos para a confecção da 
curva de calibração são apresentados na tabela abaixo.
Padrões P (mg L-1)Absorbância
0 0,002
1 0,201
2 0,399
3 0,602
4 0,810
Resolução: 
Observe que a equação A = εbc tem semelhança matemática com 
y = mx + b, onde y indica a variável dependente (absorbância), 
m é o coeficiente angular da reta (fator que representa a relação 
entre a absorbância e a concentração), x é a variável independente 
(concentração) e b é o coeficiente linear.
Entre com os valores de x (concentração) e y (absorbância) na 
calculadora ou Excel e siga os passos já descritos para a obtenção 
da equação de reta. O resultado será:
y = 0,2017x − 0,0006
ou
A = 0,2017Conc − 0,0006
Sendo A = absorbância e Conc = concentração.
Como a absorbância da amostra é 0,458,
A = 0,2017 Conc − 0,0006
0,2017 Conc − 0,0006 = A
0,2017 Conc = A + 0,0006
51
Exercício resolvido
5. 45 g de um sal foram dissolvidos em um balão volumétrico de 
1500 mL utilizando-se uma solução ácida (HNO3). 100 mL desta 
solução foram transferidos para um balão de 500 mL. Logo de-
pois, foram retirados 25 mL desta solução e transferidos para um 
balão de 250 mL. Então, 20 mL desta solução foram transferidos 
para um balão de 200 mL e diluídos, acrescentando H2O (solven-
te) até o menisco. A leitura em espectrômetro de absorção atômi-
ca revelou absorbância de 0,950. Qual é o teor (%) de cobre (Cu) 
no sal utilizado? Para a confecção da curva de calibração, foram 
preparadas as soluções de Cu+2, conforme dados apresentados:
Concentração Cu+2 (mg L-1) A
0,00 0,020
4,20 0,291
8,01 0,585
12,05 0,875
16,02 1,150
Resolução
Para melhor compreensão dos passos analíticos envolvidos no ex-
perimento, organize os dados:
45 g sal
1500 mL (1) 500 mL (2) 250 mL (3) 200 mL (4)
52
Observe que, no primeiro balão, o sal foi solubilizado e, nos se-
guintes, foram realizadas sucessivas diluições. O que se preten-
de determinar neste problema é o teor de cobre no sal (%Cusal). 
Considerando a quantidade de diluições feitas, subentende-se que 
a concentração de cobre no sal analisado excede a capacidade 
analítica do método empregado – absorção atômica –, sendo ne-
cessárias as diluições para que a concentração fique numa faixa. 
Assim, ao ser analisada a concentração de cobre presente no úl-
timo balão (200 mL), podemos calcular a quantidade de cobre 
presente no sal utilizado. Como a leitura da amostra foi 0,950, ao 
compararmos esta leitura com as informações dos padrões analí-
ticos, vide tabela, podemos determinar a concentração de cobre 
na amostra.
É necessário encontrar a equação de reta que expresse a relação 
entre a concentração de cobre de uma solução e a leitura, daí a 
necessidade dos padrões analíticos. Aplicando as informações já 
explanadas sobre a confecção da curva de calibração, obtemos a 
seguinte equação de reta:
Como y = 0,950
0,950 = 0,0713x + 0,01
X = 13,184 mg/L
Esta é a concentração de cobre no último balão. Como foram fei-
tas três diluições, temos que fazer os respectivos cálculos para en-
contrar a concentração de cobre no primeiro balão. Geralmente, 
é utilizada a equação C1V1=C2V2, mas também pode ser utilizada 
53
uma regra de três, ou simplesmente o fator de diluição. 
Vamos fazer o cálculo utilizando o fator de diluição. O volume do 
balão, dividido pelo volume de solução (amostra) colocado nele, 
fornece o fator de diluição. O produto (multiplicação) do fator de 
cada diluição fornece a informação de quantas vezes a amostra 
foi diluída. Veja:
10 × 10 × 5 = 500
Este resultado indica que a solução presente no balão de 1500 
mL foi diluída 500 vezes. Portanto, se multiplicarmos este valor 
pela concentração da amostra no balão mais diluído, teremos a 
concentração no balão inicial, ou seja,
Concbalão 1 = Concbalão 4 x 500
Concbalão 1 = 13,184 x 500
Concbalão 1 = 13,184 x 500
Concbalão 1 = 6592 mg/L
Assim, no balão 1 temos uma concentração de cobre igual a 6592 
mg/L; portanto, a quantidade de cobre total presente neste balão 
é:
1000 mL - - - - - - - - - - 6592 mgL-1
1500 mL - - - - - - - - - - x mgL-1
X = 9.888 mg de cobre (ou 9,8888 g)
Este valor é o total de cobre presente no balão 1 e, como todo esse 
cobre veio da dissolução do sal, podemos calcular o teor de cobre 
no sal.
Para mais informação so-
bre diluição de soluções e 
seus respectivos cálculos, 
leia o material apresentado 
no site: http://www.papo-
deestudante.com/2010/08/
diluicao-das-solucoes.
html.
54
 Assim,
%Cusal = 21,96 %
Seção 2 - Espectroscopia por Absorção Atômica - 
EAA
Você notou que o título deste capítulo apresentou um termo já 
conhecido? Absorção. Mas... o que significa a expressão “absor-
ção atômica”? Quando falamos em absorção, estamos fazendo 
referência à absorção da luz pela amostra, como visto no capítulo 
2 ao tratarmos sobre espectrofotometria. Na espectroscopia por 
absorção atômica, a luz emitida por uma fonte luminosa é ab-
sorvida pelos átomos do metal analisado, no estado fundamental, 
presentes na chama. Esses átomos são provenientes da amostra e, 
quanto maior a concentração do metal, maior a quantidade de luz 
absorvida, portanto maior a absorbância da amostra.
Princípio do método
 A absorbância é proporcional à concentração de átomos no esta-
do fundamental presente na chama. Mas qual é a aplicação da es-
pectroscopia por absorção atômica? A resposta é simples: análise 
de metais. Em tese, todos os metais conhecidos podem ser anali-
sados por esse método. Sua especificidade permite que concentra-
ções muito baixas de um metal sejam quantificadas, sendo, por-
tanto, um método importante em instituições de ensino superior 
e pesquisa, públicas ou privadas. O principal fator que impede o 
55
amplo uso dessa técnica é o elevado custo.
Espectrômetro de Absorção Atômica 
Como funciona esse equipamento? Já sabemos qual é o princípio 
– a medida da absorção da luz por átomos no estado fundamental 
presentes na chama e provenientes da amostra líquida. Observe, 
então, o esquema apresentado na Figura 6. Analise a semelhança 
desse esquema com o de um espectrofotômetro, conforme vimos 
na Unidade I, item 2.3.1. Quais são as principais semelhanças e 
diferenças entre esses equipamentos? Semelhanças: tem a mes-
ma unidade de medida – Absorbância; A amostra encontra-se no 
estado líquido e utiliza uma fonte de luz como base da medida. 
Principais diferenças: Na EAA a amostra é nebulizada e queima-
da, o que não ocorre na espectrofotometria; há a necessidade de 
lâmpadas confeccionadas do mesmo material que se deseja ana-
lisar e o custo deste equipamento é consideravelmente maior que 
um espectrofotômetro.
Figura 6. Visão esquemática de um espectrômetro de absorção atômica - 
EAA.
Fonte luminosa: constitui-se de uma lâmpada de cátodo oco, 
fabricada do mesmo material que se deseja analisar. Assim, por 
exemplo, se quisermos analisar mercúrio (Hg), qual lâmpada deve 
ser utilizada? Uma lâmpada de cátodo oco de mercúrio. Existem 
também lâmpadas fabricadas de dois ou mais elementos químicos 
56
diferentes, sendo chamadas de lâmpadas multielementares. Essa 
é uma opção interessante em termos econômicos, pois com ape-
nas uma única lâmpada é possível analisar mais de um elemento 
químico.
Queimador: aparato de metal onde a amostra, juntamente com o 
combustível, é queimada. A mistura da amostra com o combustí-
vel é feita no interior do nebulizador, o qual fica logo abaixo do 
queimador, com a função de aspirar a amostra, misturando-a com 
o combustível e gerando uma fina névoa.
Monocromador: sistema óptico composto de rede de difração, 
lentes e espelhos, cujo objetivo é separar um comprimento de 
onda específico; no caso da EAA, a radiação magnética prove-
niente da lâmpada de cátodo oco.
Detector: sistema eletrônico de recepção e conversão da radiação 
luminosa em energia elétrica. O sinal elétrico gerado é amplifica-
do e apresentado ao operador (laboratorista) numa forma facil-
mente mensurável, como por exemplo, em absorbância. 
Amplificador e Leitura: esta parte do equipamento refere-se aos 
aparatos eletrônicos de amplificação do sinal elétrico gerado no 
detectore à interface do equipamento com um computador.
O Processo de atomização na EAA
Já vimos que o princípio da EAA é a leitura da absorção da luz 
emitida pela lâmpada de cátodo oco por átomos no estado funda-
mental presentes na chama. Mas, neste momento, vamos aprofun-
dar um pouco mais este assunto.
Por que o átomo encontra-se no estado fundamental na chama? 
Primeiramente, observe o que ocorre com uma solução salina 
numa chama (Figura 7).
57
Figura 7. Processo de atomização num EAA.
O processo apresentado na Figura 7 é mais comum do que se pos-
sa imaginar. Como? Alguma vez você já observou o que ocorre 
com a chama do fogão ao cair um pouco da água do cozimento 
do arroz? A chama, que inicialmente era azul-clara, fica amarelo-
alaranjada, ou laranja-amarelada... Bem, o fato é que muda de 
cor de maneira perceptível! Os passos descritos na Figura 7 dão a 
explicação para o fenômeno da mudança na cor da chama.
Em outras palavras, parte da solução de cloreto de sódio, ao 
“cair” na chama, tem seu conteúdo de água vaporizado, restando 
apenas o cloreto de sódio sólido (NaCl(s)). Como esse processo 
é praticamente instantâneo, o NaCl(s) poderá sublimar, ou seja ir 
para o estado gasoso (NaCl(g)), ao receber mais energia da chama 
através do aquecimento. Com o acréscimo de energia, o sal sofre 
o processo de atomização (Na(g) + Cl(g)), de modo que o sódio ato-
mizado poderá ainda, ao absorver mais energia da chama, passar 
para o estado excitado (perda de elétrons). No entanto, ao sair da 
chama, esse elétron retorna para o orbital ocupado anteriormente. 
Nesse processo, o elétron perde energia na forma de luz, cujo 
comprimento de onda depende da quantidade de energia absor-
vida e da posição do elétron no processo de excitação. Por esse 
motivo, o bário (Ba) emite luz de cor verde; o lítio (Li), de cor 
vermelha; etc.
Exercício resolvido
6. Se a absorbância de um padrão de Hg+2 com concentração de 
1,5 µmol L-1 foi 0,124 pelo método da EAA, qual é a concentra-
ção de mercúrio em uma amostra cuja leitura de absorbância foi 
0,0947?
58
Resolução: 
Conforme a lei de Lambert-Beer, a absorbância é proporcional à 
concentração do analito na amostra. Assim:
1,5 µmol L-1 → 0,124
x µmol L-1 → 0,0947
 x = 1,14556 µmol L-1 ou aproximadamente x = 1,15 µmol L-1
Seção 3 - Espectroscopia por Emissão Atômica - 
EEA
Você compreendeu qual é o princípio da EAA? Se a resposta for 
positiva, você já entendeu 99% da EEA. Isso porque a diferença 
fundamental entre estes dois métodos é que, na EEA, a proprieda-
de medida é a emissão eletromagnética dos átomos excitados ao 
retornarem para o estado fundamental. 
Princípio do método
A medida da emissão eletromagnética (luz) por átomos excitados 
pela chama é proporcional à concentração do analito (metal).
Em tese, este método funcionaria para todos os metais constan-
tes na tabela periódica. No entanto, a sua aplicação prática mais 
comum é na análise dos metais alcalinos, principalmente para o 
Li+, K+ e Na+. Isso ocorre porque a energia de ionização desses 
elementos é baixa, se comparada com a de outros elementos quí-
micos metálicos. Elementos como o mercúrio (Hg) exigem gran-
de quantidade de energia para causar a excitação, ou seja, mais 
átomos estarão no estado fundamental e menos serão excitados. 
59
Consequentemente, a espectroscopia de emissão atômica será 
preferencialmente o método mais indicado.
Espectrômetro de Absorção Atômica (fotômetro de chama)
Como já foi dito, este equipamento é semelhante ao espectrôme-
tro de absorção atômica, sendo a principal diferença a ausência de 
lâmpada de cátodo oco.
Figura 8. Visão esquemática de um Fotômetro de Chama.
Exercício resolvido
7. Numa análise para determinação de potássio (K+), a medida da 
emissão desse elemento para uma amostra de água mineral foi 
44,5. Comparando com os padrões analíticos para determinação 
desse elemento em amostras de água, determine a concentração 
de potássio na amostra de água mineral.
Padrões K (mg L-1) Emissão relativa
0 0,0
5 25,0
10 51,2
15 74,6
20 102,3
Resolução: 
Como temos vários padrões, é necessário encontrar a equação 
60
de reta. Nesse caso, x representa a concentração e y representa 
a emissão dos átomos de potássio na amostra. Através do tuto-
rial disponibilizado, encontramos os coeficientes angular e linea. 
Logo a equação de reta:
y = 5,084 x − 0,22 ou Emissão = 5,084 Conc − 0,22
Como a emissão da amostra foi 44,5, então:
Emissão = 5,084 Conc − 0,22
5,084 Conc − 0,22 = Emissão
Síntese
Os métodos espectroscópicos podem ser considerados como uma 
aplicação da radiação eletromagnética em análises qualitativas e 
quantitativas para a caracterização ou a quantificação de subs-
tâncias químicas. Nesse contexto, a espectroscopia de absorção 
molecular (espectrofotometria) apresenta-se como um método 
amplamente utilizado para análise de compostos orgânicos e 
inorgânicos. Nesse método, a absorção da luz UV e Vis é utiliza-
da para quantificar a presença de um determinado analito. Outro 
método amplamente utilizado é a espectroscopia de absorção atô-
mica, extremamente confiável para a análise de metais, sendo em 
tese, utilizável para a análise de praticamente todos os elementos 
metálicos conhecidos. A absorção da radiação emitida por uma 
lâmpada de cátodo oco por átomos no estado fundamental presen-
te na chama constitui o fundamento desse método. Já na espec-
troscopia de emissão atômica, a quantificação de íons metálicos é 
realizada em função da emissão de radiação eletromagnética pelo 
analito (metal). 
61
Próxima Unidade
Na Unidade III, serão apresentados os fundamentos das análises 
via métodos eletroanalíticos. Entre os métodos que serão discu-
tidos, encontra-se a turbidimetria, utilizada para quantificar só-
lidos em suspensão; e a potenciometria, que, entre suas várias 
aplicações, é amplamente utilizada na determinação do pH das 
amostras. Na sequência do conteúdo, discutem-se ainda os mé-
todos cromatográficos e a sua aplicação na análise de compostos 
orgânicos e inorgânicos em diferentes matrizes. Entre as aplica-
ções da cromatografia, estão as análises de agrotóxicos, aditivos 
alimentares, hormônios etc. 
Termos importantes:
Absorção atômica
Analito
Cubeta
Curva de calibração
Emissão atômica
Equação de reta
Espectrofotometria
Espectroscopia 
Lâmpada de cátodo oco
Lei de Beer ou Lambert-
Beer
Monocromador
Padrão analítico
Queimador
Radiação eletromagnética
Rede de difração
Ultravioleta – UV
62
Atividades de autoavaliação
1) Qual é o princípio dos seguintes métodos analíticos?
a) Espectrofotometria;
___________________________________________________
____________________________________________________
b) Espectroscopia de emissão atômica; e
___________________________________________________
____________________________________________________
c) Espectroscopia de absorção atômica.
___________________________________________________
____________________________________________________
2) Diferencie as técnicas de EAA e EEA.
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
3) O que significa dizer que um átomo está no estado fundamen-
tal?
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
63
4) De maneira sucinta, descreva a relação entre a eletrosfera e a 
geração de radiação eletromagnética.
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
5) O enunciado “A concentração de uma solução é proporcional à 
absorvância” é mais bem expresso pela:
a) Lei dos gases ideais
b) 3º Lei de Newton
c) Lei de Lambert-Beer
d) Lei de Thyndall
e) Lei de Russel
6) Se uma amostra transmite 90 % da luz incidente, esta tem ab-
sorbância de: 
a) 0.125
b) 1.880
c) 2.000
d) 0.046
e) 0.987
64
7) Uma série de padrões de potássio forneceu as intensidades de 
emissão a 404,3 nm, mostradas na tabela a seguir. Determine a 
concentração de potássio na amostra desconhecida.
Amostra (µg L-1) Emissão relativa
Branco 0
5,0 124
10,0 243
20,0 486
30,0 712
Amostra desconhecida 417
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
8) 0,267 g de um composto com massa molar de 337,69 g mol-1 
foram dissolvidos em 100,0 mL de etanol. Então, 2,00 mL foram 
diluídos para 100,0 mL. O espectro dessa solução exibiu um má-
ximo de absorbância de 0,728 a 438 nm em uma cubeta de 2,00 
cm. A absortividade molar do composto é:
a) 3021 M-1 cm-1
b) 2302 M-1 cm-1
c) 3500 M-1 cm-1
d) 2205 M-1 cm-1
e) 4009 M-1 cm-1
9) O Esquema abaixo representa de forma genérica o fundamento 
do método óptico de análise. Qual dos seguintes métodos instru-
mentais baseia-se neste fundamento?
a) Cromatografia
65
b) Espectroscopia de Absorção atômica
c) Colorimetria
d) Coulometria
e) Espectrofotometria
10) A absorção de radiação por átomos no estado fundamental 
constitui o fundamento do método:
a) Cromatografia gasosa
b) Espectroscopia de absorção atômica
c) Turbidimetria
d) Colorimetria
e) Espectrofotometria
11) A figura ao lado apresenta um exemplo de curva de calibra-
ção. O valor do coeficiente linear (b) da equação de reta é:
a) 0,2
b) 0,0
c) 0,4
d) 0,1
e) 0,3
12) Para a quantificação de compostos químicos por métodos ins-
trumentais de análises, é requisito obrigatório empregar:
a) Padrões analíticos
b) Várias amostras
c) Diluição da amostra
66
d) Computador
e) Ácidos minerais
13) A curva de calibração constitui-se numa maneira eficiente de 
quantificar um analito pela comparação da resposta do aparelho 
(medida) para uma dada concentração. Analise os itens abaixo:
1- Concentração é a variável dependente
2 - Absorbância é a variável independente
3 - Concentração é a variável independente
4 - Absorbância é a variável dependente
Sobre o uso da equação de reta, assinale a alternativa verdadeira:
a) Apenas as afirmativas 1 e 2 estão corretas.
b) Apenas as afirmativas 3 e 4 estão corretas.
c) Apenas as afirmativas 1 e 4 estão corretas.
d) Apenas as afirmativas 2 e 4 estão corretas.
e) Nenhuma das alternativas anteriores.
14) Para análise de metais pesados, qual é o método mais indica-
do?
a) Espectroscopia de absorção atômica
b) Turbidimetria
c) Potenciometria
d) Espectroscopia de emissão atômica
e) Cromatografia a gás
67
15) 0,460 g de um composto com massa molar de 340,0 g mol-1 
foram dissolvidos em 100,0 mL de água destilada. Então, 2,00 
mL foram diluídos para 150,0 mL. O espectro desta solução exi-
biu um máximo de absorbância de 0,828 a 438 nm em uma cubeta 
de 3,00 cm. A absortividade molar do composto é:
a) 3021 mol-1 cm-1 L 
b) 1530 mol-1 cm-1 L 
c) 3500 mol-1 cm-1 L 
d) 2205 mol-1 cm-1 L 
e) 4009 mol-1 cm-1 L
16) A absortividade molar do complexo formado entre o bismuto 
(III) e a tioureia é 9,32×103 L cm-1 mol-1 a 470 nm. Calcule a faixa 
de concentração permitida para o complexo se a absorbância não 
deve ser menor que 0,10 nem maior que 0,90 quando as medidas 
forem feitas em cubetas de 1,00 cm.
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
17) A absortividade molar de soluções aquosas de fenol a 211 nm 
é 6,17×103 L cm-1 mol-1. Calcule a faixa de concentração permiti-
da de concentração de fenol que pode ser usada se a transmitância 
deve ser menor que 80% e maior que 32,5%, quando as medidas 
forem feitas em cubetas de 1,00 cm.
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
68
____________________________________________________
18) Julgue as alternativas abaixo como falsas (F) ou verdadeiras 
(V):
( ) Na equação de Lambert-Beer, o caminho óptico é represen-
tado por ε.
( ) Para uma leitura de A = 0,1254, a transmitância correspon-
dente é 64,92.
( ) Quanto maior a absortividade molar, maior a sensibilidade 
analítica na determinação.
( ) A espectroscopia de absorção atômica é um dos métodos 
mais indicados para análise de metais.
( ) Os padrões analíticos são essenciais em análise instrumen-
tal.
( ) A concentração mantém uma relação logarítmica com a 
transmitância.
( ) Se uma amostra absorve 40% da luz incidente, observa-se 
absorbância de 2,22185.
( ) Se uma amostra apresenta uma absortividade molar igual 
a 6,1×104 mol-1 cm-1 L, uma solução de concentração igual a 1 
mol/L apresenta absorbância igual a 61.000.
19) Uma amostra em uma célula de 3,0 cm (ou cubeta) transmite 
65% de um feixe de luz incidente (λ = 610 nm). Se a solução tem 
concentração de 1,5×10-10 mol L-1, a absortividade molar vale:
a) 4,157×10-8 mol-1 cm-1 L
b) 4,157×108 mol-1 cm-1 L
c) 1,87×10-11 mol-1 cm-1 L
69
d) 1,87×1011 mol-1 cm-1 L
e) 18,7×10-12 mol-1 cm-1 L
20) 50 g de um sal foram dissolvidos em um balão volumétrico de 
1000 mL. 50 mL desta solução foram transferidos para um balão 
de 500 mL. Foram retirados 20 mL desta solução e transferidos 
para um balão de 250 mL. 20 mL dessa solução foram transfe-
ridos para um balão de 200 mL e diluídos acrescentando H2O 
(solvente) até o menisco. A leitura em espectrômetro de absorção 
atômica revelou absorbância de 0,1115. Qual o teor (%) de ferro 
(Fe) no sal utilizado?
Concentração Fe+2 (mg L-1) A
0,00 0,020
4,20 0,291
8,01 0,585
12,05 0,875
16,02 1,150
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
21) Se numa análise de potássio (K+1) por fotometria de chama, 
um padrão desse elemento a 30 mg L-1 apresenta uma emissão de 
55, qual é a concentração de uma amostra que apresenta emissão 
de 33?
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
22) Uma amostra em uma célula (cubeta) de 1,0 cm transmite 
70
75,0% de um feixe de luz incidente (510 nm). Se a concentração 
da solução for de 0,075 mol L-1, a absortividade molar (M-1 cm-1) 
vale: 
a) 1,0×10-4 M-1 cm-1
b) 1,67 M-1 cm-1
c) 10.000 M-1 cm-1
d) 4,4 M-1 cm-1
e) 890 M-1 cm-1
23) Se numa análise de potássio (Li+1) por fotometria de chama, 
um padrão desse elemento a 10 mg L-1 apresenta uma emissão de 
90, qual é a concentração de uma amostra que apresenta emissão 
de 25?
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
____________________________________________________
71
UNIDADE 3
Métodos eletroanalíticose 
cromatográficos 3
Seções de estudo
Objetivos de aprendizagem
Seção 1
Seção 2
Seção 3
Potenciometria 
Reconhecer os conceitos fundamentais dos ▪
métodos eletroanalíticos e cromatográficos;
Compreender o princípio de funcionamento dos ▪
eletrodos eletroquímicos;
Conhecer os principais métodos eletroanalíticos e ▪
cromatográficos existentes; e
Discutir a aplicabilidade dos métodos ▪
eletroanalíticos e cromatográficos.
Condutimetria
Cromatografia
72
Seção 1 - Potenciometria 
Os métodos de análise que se baseiam na potenciometria têm seu 
fundamento baseado na medida da força eletromotriz de uma pi-
lha galvânica constituída pela associação de dois eletrodos: um 
de referência e outro indicador. Um exemplo simples de célula 
eletroquímica ou galvânica é apresentado na Figura 9. Uma cé-
lula galvânica consiste de dois eletrodos, ou condutores metáli-
cos, que fazem contato elétrico com o conteúdo da célula, e um 
eletrólito (meio condutor iônico) dentro da célula. O eletrólito é 
tipicamente uma solução aquosa de um composto iônico, embora 
as células mais avançadas façam uso de uma variedade de mate-
riais exóticos.
Figura 9. Célula Galvânica de Daniel (Fonte: EECIS, 2011)
Entre o cátodo (Cu) e o ânodo (Zn), é espontaneamente estabele-
cida uma diferença de potencial, cujo valor é dado pela equação 
73
de Nernst, um físico alemão que iniciou os primeiros trabalhos 
relacionados à explicação dos potenciais de eletrodos. Abaixo, 
encontram-se as principais reações que ocorrem nessa célula ele-
troquímica:
Cu+2 + 2e- → Cu0
Zn0 → Zn+2 + 2e-
No eletrodo de cobre, haverá a liberação de elétrons, daí o ter-
mo cátodo (pois elétrons atraem cátions); no eletrodo de zinco, 
haverá a reação de oxidação, portanto com consumo de elétrons. 
Na reação de oxidação, os íons zinco formados atrairão ânions 
presentes na solução e na ponte salina, daí o termo ânodo. O fluxo 
de elétrons ocorrerá até que as concentrações iônicas alcancem o 
equilíbrio da reação:
Zn0 + Cu+2 → Zn+2 + Cu0 
A diferença de potencial da célula galvânica zinco-cobre com 
junção líquida, onde a corrente flui do ânodo para o cátodo, é 
dada pela expressão:
Ecélula = ECu - Ezn
Somente a variação do potencial pode ser medida experimental-
mente (Ecélula), não sendo possível a medida do potencial absoluto 
de meia célula (ECu ou EZn). Devido à impossibilidade de medida 
do potencial absoluto de meia célula por apenas um eletrodo indi-
vidual, o potencial de qualquer eletrodo deve ser obrigatoriamen-
te referido a um eletrodo padrão ou de referência. Internacional-
mente, o eletrodo padrão de hidrogênio (ENH ou EPH), também 
conhecido como eletrodo normal de hidrogênio, é utilizado como 
referência, sendo o valor do seu potencial assumido com zero (0) 
em qualquer temperatura. Na Figura 10, é apresentado o esquema 
de um eletrodo padrão de hidrogênio.
74
Figura 10. Eletrodo padrão de Hidrogênio - EPH (Fonte: Eletroquímica, 
2011).
Nesse eletrodo, a superfície da placa de platina (Pt) é coberta com 
negro de platina obtido pela eletrodeposição do ácido cloroplatí-
nico. A platina absorve o hidrogênio e acelera o equilíbrio entre 
o hidrogênio molecular e os íons H+, e permite que a reação de 
redução de H+ ocorra rápida e reversivelmente, conforme a reação 
a seguir.
2H+(aq) + 2e
- → H2
Nos casos práticos de laboratório, a utilização de gás hidrogê-
nio é complicada, pois é necessário um cilindro de H2 com alto 
grau de pureza, livre de oxigênio, e por aí vai. Por isso, é comum 
o emprego de outros eletrodos, como o de calomelano saturado 
(ECS) e o eletrodo de prata/cloreto de prata. No entanto, para ser 
utilizado como referência, qualquer eletrodo deve ser medido em 
comparação com o eletrodo padrão de hidrogênio.
Calomelano: É a denomi-
nação utilizada para o sal 
Hg2Cl2, cloreto mercuroso 
ou cloreto de mercúrio I. 
Trata-se de um sal muito 
utilizado na eletroquímica 
para a confecção de eletro-
dos de referência.
75
Medidas de pH
Quantas vezes já ouvimos dizer que o limão é ácido, ou que um 
suco dessa fruta está ácido? A faixa de pH, que varia de 0 a 14, 
nos indica o quão ácida ou básica uma solução está. Mas como é 
feita a medida do pH? A resposta para essa pergunta é geralmen-
te bem simples. No entanto, antes de estudarmos como é feita 
esta determinação, outra pergunta precisa ser respondida – O que 
pH?
É comum os livros didáticos apresentarem esta resposta: “pH é 
a medida do potencial hidrogeniônico de uma solução”, daí o 
termo potenciometria. Portanto, o uso de eletrodos para medir po-
tenciais elétricos que fornecem informações químicas é chamado 
de potenciometria. Outros preferem utilizar uma linguagem ma-
temática:
 pH = −log [H+] (Eq. 7)
As explanações acima estão corretas para a definição de pH. No 
entanto, uma informação é geralmente omitida a título de simpli-
ficação: o pH indica a atividade do íon hidrogênio, e não a sua 
concentração molar (mol L-1). A atividade pode ser definida como 
a concentração efetiva de íon em solução. 
Suponhamos que um aluno faça uma solução de ácido acético a 
0,25 mol L-1. Qual é o pH dessa solução? Creio que a maioria de 
vocês calcularia assim:
 pH = − log[0,25]
 pH = 0,602
Se esse cálculo estivesse correto, ao utilizar um pouco de vinagre 
no seu almoço, provavelmente você teria uma úlcera no estôma-
go ou outros efeitos causados por ácidos muito fortes. Mas isso 
ocorre com o vinagre nas suas refeições? Certamente que não. E 
76
qual é a explicação para isso? 
O ácido acético não causa os efeitos citados anteriormente por-
que ele não é um ácido forte, mas sim um ácido fraco. Uma das 
características dos ácidos fracos é que estes não estão completa-
mente dissociados na solução aquosa. No caso do ácido acético, 
em torno de apenas 5% das moléculas estão dissociadas; a maior 
parte (95%) permanece na forma não dissociada. Assim, o valor 
da acidez visto, e consequentemente o pH, será maior que 0,602, 
pois é influenciado apenas pelos hidrogênios dissociados.
O exposto acima indica claramente que o pH de uma solução tem 
relação estreita com o comportamento de um composto nesse 
meio. Isso seria um problema se não fosse o eletrodo indicador 
de pH, pois, com essa “peça”, podemos medir facilmente o pH de 
uma solução.
Eletrodo de pH
O termo eletrodo, já mencionado anteriormente, indica que se 
trata de uma medida elétrica, mas o que é eletrodo indicador de 
pH? Existem vários tipos de eletrodos: eletrodo de calomelano 
saturado, eletrodo íon seletivo, eletrodos de referência etc. No 
entanto, um dos mais importantes é o eletrodo indicador de pH 
(Figura 11). Essencialmente se trata de uma célula eletroquímica, 
ou seja, um dispositivo eletroquímico sensível à presença do íon 
hidrogênio.
Figura 11. Visão esquemática do eletrodo indicador de pH (Eletrodo de 
Vidro).
77
O eletrodo indicador de pH é constituído de uma membrana semi-
permeável aos íons hidrogênio, tendo no seu interior os contatos 
de fio de prata metálica e AgCl, um sal insolúvel. O interior do 
tubo é preenchido com uma solução de KCl de concentração co-
nhecida (geralmente saturada) e pH tamponado a 7,00. 
O eletrodo de vidro com a membrana permeável aos íons hidrogê-
nio é também conhecido como eletrodo combinado, pois a mem-
brana sensível e o eletrodo de referência (Ag/AgCl) encontram-
se incorporados numa única peça, facilitando a manutenção e os 
procedimentos analíticos. O eletrodo de vidro, combinado com o 
de referência e em contato com a solução de pH desconhecido, 
constitui a célula eletroquímica, conforme mostrado no esquema 
abaixo:
Assim, o pH de uma solução aquosa desconhecida pode ser deter-
minado pela equação abaixo
(Eq. 8)
onde E= é o potencial observado experimentalmente para uma 
determinada amostra e K é uma constante que depende das carac-
terísticas de cada eletrodo (obtida experimentalmente). Depen-
dendo do meio em que o eletrodo foi imerso, ocorrerá a conver-