Introdução à química analítica

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Daniela Luiza Dorini – Química Analítica - Farmácia 
Introdução à química analítica 
A química analítica é a ciência responsável pela identificação e quantificação de 
espécies químicas de uma amostra. 
A química analítica é dividida em: 
1. Química analítica qualitativa – revela a identidade química das espécies em uma 
amostra. 
2. Química analítica quantitativa – estabelece a quantidade relativa de uma ou 
mais espécies químicas (analitos) em termos numéricos em uma amostra. 
 
MÉTODOS ANALÍTICOS 
Os métodos de análise em química analítica podem ser: 
1. Métodos convencionais ou clássicos – sem uso de equipamentos sofisticados. 
2. Métodos instrumentais – com uso de equipamentos sofisticados. 
 
FATORES DETERMINANTES NA ESCOLHA DE UM MÉTODO ANALÍTICO 
1. Quantidade do componente analisado – classificação dos componentes em relação 
ao peso total da amostra. 
> Maiores: >1% - Métodos convencionais 
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> Menores: 0,01 – 1% 
> Micro: <0,01% Métodos instrumentais 
> Traços: (ppm e ppb) 
2. Exatidão requerida 
> Métodos clássicos – exatidão de até 99,9% quando o analito encontra-se em mais 
de 10% da amostra. 
> Métodos instrumentais – quantidades <10% 
3. Composição química da amostra – presença de interferentes 
> Determinação de um componente predominante – não oferece grandes 
dificuldades. 
> Material de composição complexa – necessidade de efetuar a separação dos 
interferentes potenciais antes da medida. 
4. Recursos disponíveis – nem sempre é possível usar o melhor método. 
$ Custo Reagente 
Equipamento Pessoal especializado 
Tempo 
5. Número de amostras a analisar 
> Muitas amostras – métodos que requerem operações mais demoradas e 
trabalhosas, pois será utilizado muitas vezes. 
> Poucas amostras- métodos que permitem reduzir ao mínimo os preparativos 
preliminares e o custo. 
TERMOS IMPORTANTES 
ANALITO 
Substância em particular que se deseja medir ou analisar. 
MATRIZ 
Conjunto de substancias que compõem uma amostra. 
AMOSTRA 
Porção do material coletado para análise 
AMOSTRAGEM 
Conjunto de operações com os quais se obtém o material de estudo, uma porção 
pequena, mas que represente corretamente o conjunto da amostra. 
ALÍQUOTA 
Porção da amostra que é retirada da amostra para fazer um ensaio químico. 
ETAPAS DE UMA ANÁLISE 
Uma análise quantitativa típica envolve uma sequência de etapas, em alguns casos, 
uma ou mais etapas podem ser omitidas. 
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SOLUÇÕES E UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO 
SOLUÇÃO 
É uma mistura homogênea de duas ou mais substancias. Há o soluto que é a espécie 
em menor quantidade, e o solvente que é a espécie em maior quantidade. 
CONCENTRAÇÃO QUÍMICA 
Refere-se a quantidade de soluto contida em um dado volume ou massa de solução ou 
solvente. 
1. CONCENTRAÇÃO EM g/L 
Massa de soluto em gramas por volume da solução em litros. 
2. CONCENTRAÇÃO EM mol/L 
É o número de mols de uma substância por litro de solução. 
3. PARTES POR MILHÃO (ppm) E PARTES POR BILHÃO (ppb) 
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ppm – gramas de substancia por 1 milhão de gramas da solução ou mistura total. 
ppb – gramas de substancia por 1 bilhão de gramas de solução ou mistura total. 
4. COMPOSIÇÃO PERCENTUAL 
É usualmente expressa como percentual massa/massa (% m/m) ou 
volume/volume (% V/V) 
5. NORMALIDADE 
Razão entre o nº equivalente-grama do soluto e o volume da solução em litros. 
= 
º −
 ( )
 
Sendo: 
 
º − = 
 ( )
 −
 
 
 − = 
 
 
 
Logo, temos: 
= 
 ( ) ₓ 
 ₓ ( )
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Equilíbrio químico 
> O equilíbrio químico é uma reação reversível na qual a velocidade da reação direta 
é igual a da reação inversa, e, consequentemente, as concentrações de substancias 
permanecem constantes. 
 
> No estado de equilíbrio v1 = v2 
 
> Tomando como exemplo a reação de decomposição do N2O4: 
N2O4 (g)  2NO2 (g) 
 O ponto no qual a velocidade de decomposição: 
N2O4 (g)  2NO2 (g) 
 Se iguala a velocidade de dimerização: 
2NO2 (g)  N2O4 (g) 
 É o equilíbrio químico dinâmico. 
> O equilíbrio é dinâmico porque, embora não se percebam mudanças visuais 
macroscópicas, a reação não para, mas as velocidades opostas são iguais, ou seja, 
à medida que o N2O4 se decompõe, duas moléculas de NO2 se dimerizam. 
SOLUBILIDADE E produto de solubilidade (KPS) 
> Solubilidade, ou coeficiente de solubilidade de uma substancia A em um solvente B 
é a quantidade de A que, a uma dada temperatura, satura uma quantidade-padrão 
do solvente B, pode ser expressa em mol/L 
 Solução Saturada – contém o máximo de soluto dissolvido a uma dada 
temperatura, é estável na presença de soluto não dissolvido. 
 Solução não-saturada – à mesma temperatura, possui menor quantidade de 
soluto que a solução saturada. 
 Solução supersaturada – à mesma temperatura, possui maior quantidade de 
soluto que a solução saturada, não é estável na presença de soluto não 
dissolvido. 
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CONSTANTE DO PRODUTO DE SOLUBILIDADE (KPS) 
> Quando uma solução saturada está na presença do soluto como corpo de chão, é 
estabelecido um equilíbrio entre o soluto dissolvido (solução saturada) e o não 
dissolvido (corpo de chão). 
> Em uma solução saturada de Ca3(PO4)2 na presença desse sal como corpo de fundo, 
ocorre equilíbrio. 
AgBr (s)  Ag+(aq) + Br-(aq) 
 
 Precipitado solúvel 
> Nesse equilíbrio, o Ca3(PO4)2 sólido, do corpo de fundo, passa para a solução 
continuamente, porém, como a solução está saturada, igual quantidade de 
Ca3(PO4)2 se forma e passa para o copo de fundo. 
> A constante desse equilíbrio é chamada produto de solubilidade e é representada 
por KPS. 
KPS = [Ag+] [Br-] 
 
FÓRMULA GERAL 
AxBy (s)  xAy+ (aq) + yBx- (aq) 
KPS = [Ay+]x [Bx-]y 
> Exemplos: 
Pb(NO3)2  Pb+2 (aq) + 2NO3-1 (aq) 
KPS = [Pb+2] . [ NO3-1]2 
 
> Obs.: é importante não confundir solubilidade com produto de solubilidade (KPS). 
CALCULANDO O KPS 
> O fluoreto de cálcio se dissolve pouco em água. Calcule o valor de KPS para 
CaF2, se a concentração do íon cálcio for 2,4 ₓ 10-4 mol/L. 
CaF2  Ca+2 + 2F- 
 S 2.S 
KPS = [Ca+2] ₓ [F-1]2 
 
KPS = [2,4 ₓ 10-4] ₓ [4,8 ₓ 10-4] 2 
KPS = [2,4 ₓ 10-4] ₓ [4,8 ₓ 10-4] 2 
KPS = 5,53 ₓ 10-11 
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> Quanto menor o valor de KPS, mais insolúvel ele é, ou seja, quanto maior o valor 
negativo do expoente. 
 KPS do brometo de prata (AgBr) = 5,4 ₓ 10-13 = 0,00000000000054  é 
pouquíssimo solúvel. 
 KPS do sulfato de cálcio (CaSO4) = 4,9 ₓ 10-5 = 0,000049  é mais solúvel que o 
brometo de prata. 
USANDO O KPS PARA OUTRAS DETERMINAÇÕES QUÍMICAS 
Exemplo: O KPS para BaSO4 é 1,1 x 10-10 a 25ºC. Calcule a solubilidade do sulfato de 
bário em água pura em: 
a) Mols por litro 
BaSO4  Ba+2 + SO4+2 
 S S 
KPS= [Ba+2] ₓ [SO4+2] 
1,1 x 10-10= [Ba+2] ₓ [SO4+2] 
1,1 ₓ 10-10= (S) ₓ (S) 
1,1 ₓ 10-10= S2 
S= 1,1 ₓ 10-10 
S = 1,05 ₓ 10-5 mol/L 
b) Gramas por litro 
Usando a fórmula da concentração molar: 
M= 
m
mm ₓ V 
1,05 ₓ 10-5= 
m
233,38 ₓ 1 
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m=1,05 ₓ 10-5 ₓ 233,38 
m=2,45 ₓ 10-3=0,00245 g 
Concentração em grama por litro: 0,00245 g/L