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Uma aplicação importante da análise é a determinação da fórmula química. É por meio de análise química que ficamos sabendo, por exemplo, que a fórmula do ácido sulfúrico é H2SO4, isto é, que ele é formado por H, S e O na proporção de 2:1: 4 átomos, respectivamente. A análise química é utilizada, nos laboratórios e nas indústrias químicas, para milhares de determinações diferentes, tais como o grau de pureza dos reagentes, a concentração das soluções, as impurezas existentes na água, a composição das ligas metálicas, etc. O grande desafio da análise química moderna é identificar diferentes materiais, como por exemplo: quantidades mínimas de metais tóxicos na água, de gases nocivos ao ar, de impurezas existentes nos chips de computadores, de agentes de doping em atletas, de venenos usados em crimes quase perfeitos, etc. Para a realização de uma análise química, é necessário seguir os seguintes passos: a) definição do problema b) escolha do método → pesquisa bibliográfica c) amostragem → reduzir a um volume condizente com as condições de análise d) pré-tratamento da amostra → abertura da amostra e remoção dos interferentes e) calibração e medição f) avaliação → análise estatística dos resultados g) ação → o que fazer com o resultado Alguns fatores afetam diretamente na escolha do método analítico. São eles: O tipo de análise que ser quer fazer: elementar ou molecular, rotineira ou episódica, etc. Problemas decorrentes da natureza do material investigado. Ex.: substâncias radioativas, substâncias corrosivas, substâncias afetadas pela água, etc. A possível presença de interferentes. A faixa de concentração a ser investigada. A exatidão requerida. A disponibilidade de equipamento. O tempo necessário para completar a análise. O número de análises de mesmo tipo a serem efetuadas (o analista fará um número limitado de determinações ou a situação exigirá análises freqüentes e repetitivas?) A necessidadede se usar um método não-destrutivo. O custo da análise. Quando se escolhe o método mais apropriado para uma determinação, efetua-se a análise em duplicata ou, preferencialmente em triplicata. Deve-se então fazer uma avaliação para decidir sobre o melhor resultado a registrar, e tentar estabelecer os prováveis limites de erro desse valor. Nessa etapa, o analista deve preocupar-se com a chamada precisão, ou seja, a concordância entre um conjunto de resultados de uma mesma quantidade, bem como com a diferença entre o valor medido e o verdadeiro valor para a quantidade que foi determinada. Os métodos estatísticos são utilizados para se demonstrar o grau de confiança dos resultados obtidos. VOLUMETRIA A análise volumétrica, ou titulometria, consiste, basicamente, em determinar o volume de determinada solução de concentração conhecida, necessário para reagir com outra solução, cuja concentração quer se determinar. Classificação da volumetria Acidimetria: A determinação da quantidade de um ácido com o emprego de uma solução titulada de uma base. Alcalimetria: O inverso da anterior, aqui, determina-se à quantidade de uma base (álcali) com o emprego de uma solução titulada de um ácido. OBS: A acidimetria e a alcalimetria são os dois casos da chamada volumetria da neutralização. Volumetria de precipitação Quando as duas soluções reagem produzindo um precipitado. Em geral. Ocorre entre dois sais com a formação de um sal insolúvel. Volumetria de oxi-redução Quando determinamos a quantidade de um oxidante com o emprego de uma solução titulada de um redutor, ou http://www.unionline.com.br/professor.php?lessons_ID=224&from_course=44 http://www.unionline.com.br/professor.php?lessons_ID=224&from_course=44 Instituição de Ensino Charles Babbage 4 vive-versa, nesse tipo de volumetria aparece vários casos particulares importantes como: 4.1. Permanganometria quando usamos solução titulada de KMnO4 4.2. Iodometria quando medimos o iodo liberado do KI por um oxidante. Soluções Químicas Em Química, solução é o nome dado a dispersões cujo tamanho das moléculas dispersas é menor que 1 nanômetro (10 Angstrons). A solução ainda pode ser caracterizada por formar um sistema homogêneo (a olho nu e ao microscópio), por ser impossível separar o disperso do dispersante por processos físicos. As soluções compostas por moléculas ou íons comuns. Podem envolver sólidos, líquidos ou gases como dispersantes (chamados de solventes – existentes em maior quantidade na solução) e como dispersos (solutos). A solução também pode apresentar-se nesses três estados da matéria. É importante destacar que soluções gasosas são formadas apenas por solvente e soluto gasoso. Mistura de um soluto com um solvente: Aproximadamente 90% das reações químicas acontecem com os reagentes dissolvidos em algum líquido. Muitas das coisas que consumimos também são soluções. Daí a importância de entendermos algumas coisas sobre soluções. Uma solução é sempre composta de duas coisas: uma que dissolve que chamaremos de solvente, e outra que é dissolvida, que chamaremos de soluto. Assim, quando tomamos um susto e nossa avó prepara um copo de água com açúcar para que nos acalmemos, ela prepara uma solução onde a água é o solvente e o açúcar é o soluto. Nosso "calmante da vovó" pode estar muito ou pouco doce. Quimicamente falando, o que está variando é a concentração. Quanto mais doce estiver, mais açúcar encontra-se dissolvido e mais concentrado a solução estará. Classificações As soluções podem ser classificadas de diversas maneiras: de acordo com o estado da matéria, conforme visto anteriormente; de acordo com a condução de corrente elétrica: soluções eletrolíticas (compostas por íons) e soluções não-eletrolíticas (compostas apenas por moléculas); de acordo com as quantidades proporcionais de soluto e solvente: solução concentrada e solução diluída; Soluções saturadas, insaturas e supersaturadas Para entendermos esses conceitos, primeiramente precisamos saber o que é Coeficiente Solubilidade. Ele é definido como a máxima quantidade de soluto que é possível dissolver de uma quantidade fixa de solvente, a uma determinada temperatura. A saturação é uma propriedade das soluções que indica a capacidade das mesmas em suportar quantidades crescentes de solutos, mantendo-se homogêneas. Uma solução é dita insatura se ainda tem capacidade de diluir soluto, sem precipitar excessos. A solução saturada é aquela em que o soluto chegou à quantidade máxima: qualquer adição de soluto vai ser precipitada, não-dissolvida. Porém, em alguns casos especiais é possível manter uma solução com quantidade de soluto acima daquela que pode ser dissolvida em condições normais. Nesse caso fala- se em solução supersaturada, que é instável: com alterações físicas mínimas a quantidade extra de soluto pode ser precipitada. Solução Insaturada (ou não saturada) É quando a quantidade de soluto usado se dissolve totalmente, ou seja, a quantidade adicionada é inferior ao coeficiente de solubilidade. Solução Saturada É quando o solvente (ou dispersante) já dissolveu toda a quantidade possível de soluto (ou disperso), e toda a quantidade agora adicionada não será dissolvida e ficará no fundo do recipiente. Solução Sobressaturada (ou superssaturada) Isto só acontece quando o solvente e soluto estão em uma temperatura em que seu coeficiente de solubilidade (solvente) é maior, e depois a solução é resfriada ou aquecida, de modo a reduzir o coeficiente de solubilidade. Quando isso é feito de modo cuidadoso, o soluto permanece dissolvido, mas a solução se torna extremamente instável. Qualquer vibração faz precipitar a quantidade de soluto em excesso dissolvida. Concentração Concentração de uma solução expressa a quantidade de soluto (em gramas) contida em um litro de solvente, conforme a expressão C = m/V. A determinação da concentração de uma solução também pode ser determinada com base em sua molaridade, sendo a expressão utilizada para esta conversão C = M.MM, ou seja, a concentração de uma solução é sua molaridade multiplicada por sua massa molar. Molaridade Expressa a concentração molar de uma solução. A molaridade, representada pela letra M, é calculada pela expressão: M=n/V. Sua unidade é expressa em mol/L. Número de mols O número de mols é representado pela letra n e expressa pela unidade mols (ou moles). Refere-se, numa Instituição de Ensino Charles Babbage 5 equação química, ao número que é escrito na frente da fórmula química, e este número, por sua vez, representa quantas vezes se utiliza a massa molar (MM) de um elemento ou fórmula química. A massa molar é a somatória da massa expressa na tabela periódica, definida para cada elemento químico, de todos os elementos químicos presentes na fórmula química. A fórmula utilizada para calcular o número de mols de um elemento é representada da seguinte forma: n = m/MM, onde m é a massa em gramas disponível do elemento ou composto a ser calculado o número de mols. Número de Avogadro Número de Avogadro é um número que representa quantas moléculas ou quantos átomos de um elemento estão contidos em 1 mol do mesmo. Assim como se sabe que uma dúzia são doze unidades e que uma dezena são dez unidades, 1 mol de qualquer elemento químico equivale a 6,02x1023 moléculas ou átomos deste elemento químico. Normalidade O cálculo da normalidade leva em consideração os íons formados durante a diluição do soluto no solvente. É representada pela letra N e seu cálculo é através da expressão: N = m/Eq.V, onde m é a massa em gramas, V é o volume em litros e Eq é o equivalente-grama. Equivalente-grama O cálculo do equivalente-grama considera qual o composto utilizado e sua dissociação. É calculado pela expressão: Eq = e/MM.Quando se trata de ácidos ou bases, a letra e (que representa o equivalente) será o número de hidrogênios ou de hidroxilas ionizáveis, respectivamente. Quando se tratar de sais ou óxidos, a letra e será o número total de cargas positivas ou negativas. Molaridade x Normalidade O cálculo da normalidade de uma solução pode ser realizado partindo-se de sua molaridade, através da expressão: N = M.k (onde k representa o Eq). Densidade Densidade é a relação entre a massa (em gramas) e o volume (em litros ou mililitros) de uma determinada substância. Seu cálculo é efetuado da seguinte forma: D = m / V. Quando o volume utilizado for em litros, a unidade da resposta deve ser g/L, quando o volume calculado for em mililitros, a unidade da resposta deve ser g/mL ou g/cm3. Gravimetria Em uma análise gravimétrica utiiiza-se uma série de operações para se determinar a quantidade de um constituinte de uma amostra, por pesagem direta do elemento puro ou de um de seu derivado, cuja composição é conhecida e bem definida. Este procedimento analítico constitui-se num método de extensa aplicação na determinação de macro constituintes de uma amostra. As principais vantagens da análise gravimétrica são: as operações unitárias são de fácil execução e utilizam-se equipamentos simples; entretanto, as desvantagens são: tempo muito longo para sua execução e sujeito a uma série de erros acumulativos. Solubilidade nos gases Os gases apresentam propriedades particulares para a solubilidade. Quando se aumenta a pressão, a solubilidade aumenta (Lei de Henry). O mesmo não acontece quanto à temperatura. Quando se aumenta a temperatura, diminui a solubilidade. Assim, a solubilidade é diretamente proporcional à pressão e inversamente proporcional à temperatura. Vale lembrar que essas leis são válidas para qualquer gás, mas não para substâncias em outros estados físicos, como foi mostrado acima. Expressões de concentração A quantidade de soluto dissolvida em uma quantidade de solvente nos dá um valor que chamamos de concentração da solução. A concentração de uma solução é tanto maior quanto mais soluto estiver dissolvido em uma mesma quantidade de solvente. A unidade usual para concentração é gramas por litro (g/L). Quando duas soluções têm a mesma concentração, elas são chamadas isotônicas ou isosmóticas (iso= igual). Quando a concentração é diferente, a mais concentrada é chamada hipertônica ou hiperosmótica (hiper=superior) e a menos concentrada é chamada hipotônica ou hiposmótica (hipo=inferior). Soluções- padrão São soluções de concentração rigorosamente conhecida, que podem ser preparadas por dois processos diferentes, conforme se dispõe ou não de uma substância primária ou padrão.Uma substância primária ou substância- padrão é aquela que apresenta características como: um elevado grau de pureza, não ser higroscópica, ser estável, reagir nas proporções indicadas pela equação química, ser bastante solúvel, ter elevada massa molar. Quando se dispõem de uma substância primaria pode preparar-se diretamente a solução- padrão, medindo com rigor a massa correspondente a quantidade necessária e dissolvendo no volume de água necessário para obter a concentração pretendida. Quando não se dispõe de uma substância primária, prepara-se uma solução de concentração aproximada, mais concentrada do que a que se pretende e, por titulação com uma solução- padrão determina-se a sua concentração exata. Método Instrumental Instituição de Ensino Charles Babbage 6 Também conhecido como físico-químico, o qual se baseia na comparação de propriedades físico-químicas das amostras, que possui o componente de interesse a analisar, com as mesmas propriedades físico-químicas da amostra padrão. Há uma grande variedade de métodos instrumentais disponíveis atualmente e a sua escolha vai depender das necessidades do laboratório em termos de recursos disponíveis, pessoal especializado e treinado com a metodologia a implantar, substâncias a serem analisadas e outros. Como exemplos podem citar: espectroscopia ou técnicas espectroscópicas do Ultra Violeta – Visível (UV/Visível), onde ocorre a interação da radiação eletromagnética com a matéria na faixa de comprimento de onda correspondente ao UV/Visível; espectrometria de absorção atômica (EAA); espectrometria de absorção no infravermelho; espectrometria de ressonância magnética nuclear; espectrometria de raios-X; espectrometria de massas etc. Ao se decidir por qual método instrumental a ser usado você deve saber a respeito do desempenho dos mesmos. Alguns fatores que devem ser levados em consideração: seletividade (isto é, livre de interferência), capacidade de determinação de vários componentes de interesse, sensibilidade, limite de detecção, velocidade, amestrador automático, facilidade de calibração, quantidade de amostras e necessidade de pré-tratamento. Além destes fatores as propriedades correspondentes das amostras devem ser consideradas: por exemplo, quanto está disponível, se ela necessita de algum pré tratamento químico, como o pré-tratamento irá contaminar a amostra se for necessária uma etapa de pré-concentração. Tendo feito tudo isto, você estará apto a exercitar, com certa probabilidade de sucesso, uma análise química. Qualquer método que estiver sendo avaliado terá que ser submetido ainda em sua precisão e exatidão. Calibração de métodos instrumentais Com duas exceções, todos os métodos analíticos requerem calibração, um processo que relaciona o sinal analítico medido com a concentração do analito. Os três tipos mais comuns de calibração incluem a preparação e o uso de uma curva de calibração, o método de adição de padrão e o método todo de padrão interno. Curvas de Calibração Para o uso da técnica de curva de calibração, vários padrões que contêm concentrações do analito conhecidas exatamente são introduzidos no instrumento, e a resposta instrumental é registrada. Normalmente, essa resposta é corrigida para o valor obtido com o branco no instrumento. Idealmente, o branco contém todos os componentes da amostra original exceto o analito. Os dados resultantes são então colocados em um gráfico com a resposta do instrumento corrigida versus à concentração do analito, como mostra a Figura: Gráfico de calibração linear para método de adição de padrão. A concentração da solução desconhecida pode ser calculada a partir da inclinação m e o intercepto b. Na Figura é mostrada uma curva de calibração típica. Gráficos, tais como este, que são lineares em um intervalo de concentração significativo (a faixa dinâmica) geralmente são obtidos e almejados porque estão menos sujeitos a erros do que curvas não-lineares. Entretanto, de modo não raro são observados gráficos não-lineares que requerem um grande número de dados de calibração para estabelecer grande número de dados de calibração para estabelecer exatamente a relação entre a resposta do instrumento e a concentração. Usualmente, a equação é ajustada à curva de calibração pela técnica de mínimos quadrados de forma que as concentrações da amostra possam ser calculadas diretamente. O sucesso do método da curva de calibração é muito dependente da exatidão com que são conhecidas as concentrações dos padrões e quão próxima a matriz dos padrões está da matriz das amostras a serem analisadas. Infelizmente, estabelecer esta similaridade de matriz entre amostras complexas e padrões geralmente é difícil ou impossível de ser feita, e os efeitos da matriz levam a erros de interferência. Para minimizar os efeitos da matriz, normalmente é necessário separar analito da interferência antes de obter a resposta medida do instrumento. Métodos de adição de Padrão Acesse WWW.uniorka.com.br- Portal do aluno e teste os teus conhecimentos! http://www.uniorka.com.br-/http://www.uniorka.com.br-/ Instituição de Ensino Charles Babbage 7 Os métodos de adição de padrão são particularmente úteis na análise de amostrar complexas, nas quais a probabilidade de efeitos de matriz é alta. Um método de adição de padrões pode ser implementado de diversas formas. Uma das mais comuns envolve a adição de um ou mais incrementos de uma solução-padrão a alíquota da amostra de mesmo volume. Esse processo é freqüentemente denominado de spiking. Deve ser observado que, quando a quantidade de amostra é limitada, as adições podem ser feitas por sucessivas introduções de incrementos do padrão a um único volume medido da amostra. As medidas são realizadas com a amostra original e depois com a amostra mais o padrão, após cada adição. Na maioria das versões do método de adição de padrão, a matriz da amostra permanece quase inalterada após cada adição, a única diferença é a concentração do analito ou, em casos que envolvem a adição de um excesso de um reagente analítico, a concentração do reagente. Todos os outros constituintes da mistura reacional deveriam ser idênticos porque os padrões preparados em alíquotas da amostra. Método de Padrão Interno Um padrão interno é uma substancia que é adicionada em quantidade constante a todas as amostras, aos brancos e os padrões de calibração em uma análise. Alternativamente, pode ser um componente principal das amostras e padrões que está presente em uma quantidade suficientemente grande de modo geral que sua concentração pode ser considerada constante para todos os casos. A calibração envolve, então colocar em m gráfico a razão entre o sinal do analito e o sinal do padrão interno em função da concentração do analito para obter as concentrações de analito a partir da curva de calibração. Uma grande dificuldade da aplicação do método do padrão interno é a de encontrar uma substancia adequada para servir como padrão interno e introduzir essa substancia tanto na amostra como nos padrões de modo reprodutível. O padrão do analito em vários aspectos, mas suficientemente diferente para ser facilmente distinguível pelo instrumento. O padrão interno deve estar ausente da matriz da amostra de forma que a única fonte de padrão seja a quantidade adicionada. Por exemplo, o lítio é um bom interno para a determinação de sódio ou potássio em soro sanguíneo porque o comportamento químico do lítio é similar a ambos os analitos, mas não ocorre naturalmente no sangue. Como exemplo, o método do padrão interno é freqüentemente usado na determinação de traços de elementos em metais por espectroscopia de emissão. Assim, em determinações de partes por milhão de antimônio e estanho em chumbo para ser usado por fabricantes de baterias, a intensidade relativa de uma linha forte de cada um dos componentes minoritários pode ser comparada cm a intensidade de uma linha fraca para o chumbo. Para que tal procedimento seja bem-sucedido, muito tempo e esforço são necessários na preparação de um conjunto de amostras de chumbo puro que contenham concentrações de antimônio e estanho exatamente conhecidas. Seleção de um método analítico A escolha de um método apropriado para a abordagem do problema analítico requer respostas para as questões: Que exatidão e precisão são necessárias?• Qual é a quantidade de amostra disponível? Qual é o intervalo de concentração do analito? Que componentes da amostra poderão causar interferência? Quais as propriedades físicas e químicas da matriz? Quantas amostras serão analisadas? Recursos disponíveis (instrumentos, pessoal, etc.) É importante ressaltar que, exceto na gravimetria e coulometria, toda análise química quantitativa requer a realização de uma calibração, por meio da qual encontra-se uma relação funcional entre o sinal analítico e a concentração do analito. Este processo encontra-se descrito adiante: Escolha do método: Eficiente, simples e rápido Não deve implicar em danos aos materiais usados na análise Instituição de Ensino Charles Babbage 8 Não deve ser passível de erros sistemáticos Ter boa seletividade Se possível, ter mínima manipulação Resultados devem ser obtidos com a máxima segurança operacional Introdução aos Métodos Instrumentais de Análise Classificação: Métodos Qualitativos, de Identificação ou Caracterização Espectrometria no Infravermelho De Ressonância Magnética Nuclear De Massa De Raio X De Ressonância de Spin Eletrônico Métodos Quantitativos Métodos Espectroanalíticos Eletroanalíticos Radioanalíticos Termoanalíticos Cromatográficos Métodos Espectroanalíticos São aqueles baseados em medidas da absorção e da emissão da radiação UV-Visível por espécies químicas atômicas ou moleculares. Espectrometria de Absorção Molecular Espectrometria de Emissão Atômica Espectrometria de Emissão de Fluorescência Atômica e Molecular Espectrografia de Emissão. Métodos Eletroanalíticos São aqueles baseados em medidas de propriedades elétricas (corrente, tensão e resistência) das espécies químicas. Potenciometria Coulometria Voltametria Condutometria Eletrogravimetria Métodos Radioanalíticos São os que se baseiam em medidas das radioatividades emitidas por espécies químicas. Análise por Ativação Neutrônica Análise por Diluição Isotópica Métodos Termoanalíticos Baseiam-se em medidas de calor emitido ou absorvido por espécies químicas. Termogravimetria Análise Térmica Diferencial Calorimetria Diferencial Exploratória Métodos Cromatográficos São aqueles baseados na combinação de um método instrumental de análise com uma técnica de separação, usando colunas empacotadas ou superfícies porosas. Cromatografia em camada delgada Cromatografia Líquida Cromatografia Gasosa Espectro eletromagnético É o intervalo completo da radiação eletromagnética, que contém desde as ondas de rádio, as microondas, o infravermelho, a luz visível, os raios ultravioleta, os raios X, até a radiação gama. Os diversos tipos de ondas eletromagnéticas diferem pelo valor de sua freqüência e, também, pela maneira como elas são produzidas. Todas as ondas que constituem o espectro eletromagnético propagam-se no vácuo a mesma velocidade (V = 3,0 x 108 m/s) e podem ser originadas pela aceleração de uma carga elétrica. Então, sempre que uma carga elétrica é acelerada, ela irradia certo tipo de onda Instituição de Ensino Charles Babbage 9 eletromagnética, o qual irá depender do valor da aceleração da carga. Espectro Visível As ondas eletromagnéticas cujas freqüências estão compreendidas entre 4,6 x 1014 Hz e 6,7 x 1014 Hz constituem uma região do espectro eletromagnético de importância especial para nós. Estas radiações são capazes de estimular a visão humana; são as radiações luminosas (luz). Espectro ultravioleta A espectroscopia no ultravioleta visível (UV/VIS) envolve a espectroscopia de fótons (espectrofotometria). Ela utiliza luz na faixa do visível, do ultravioleta (UV) próximo e do infravermelho próximo. Freqüências imediatamente superiores às da região visível Raios-x É constituído pelas ondas eletromagnéticas de freqüências superiores às radiações ultravioletas. , Os raios X foram descobertos em 1895 pelo físico alemão W. Rontgen, que recebeu o Prêmio Nobel de Física, em 1901, por essa descoberta. A denominação raios X foi usada por Rontgen porque ele desconhecia a natureza das radiações que acabava de descobrir. Espectrometria no Infravermelho A espectroscopia de infravermelho é um tipo de espectroscopia de absorção a qual usa a região do infravermelho do espectro eletromagnético. Estas ondas eletromagnéticas tem freqüência desde cerca de 1011 Hz até 1014 Hz. A radiação infravermelha é emitida em grande quantidadepelos átomos de um corpo aquecido, os quais se encontram em constante e intensa vibração. O calor que sentimos quando estamos próximos de um metal aquecido é, em grande parte, devido aos raios infravermelhos que são emitidos por esse metal e absorvidos por nosso corpo. Esse processo de transmissão de calor é denominado radiação térmica. Espectrometria de Ressonância Magnética Nuclear Explora as propriedades magnéticas de certos núcleos atômicos para determinar propriedades físicas ou químicas de átomos ou moléculas nos quais eles estão contidos. Baseia-se no fenômeno da ressonância magnética nuclear e podem prover informações detalhadas sobre a estrutura, dinâmica, estado de reação e ambiente químico das moléculas. Espectrometria de Massa Um espectrômetro de massa bombardeia uma moléculas na fase vapor com um feixe de elétrons de alta energia para produzir íons, ou átomos eletricamente carregados. Os íons atravessam um campo magnético que curva suas trajetórias de modos diferentes, dependendo de suas massas. O campo separa os íons em um padrão chamado espectro de massa. A massa e a carga dos íons podem ser medidas por sua posição no espectro. Os cientistas identificam assim os elementos e isótopos presentes na amostra. Espectrometria de Raio X Consiste em se iluminar uma amostra com raios X e coletar os fotoelétrons por ela emitidos em um analisador de elétrons, dispositivo esse capaz de resolvê-los em função das respectivas velocidades (energias cinéticas) e de, então, contá-los. Espectrometria de Ressonância de Spin Eletrônico É uma técnica espectroscópica que detecta espécies contendo elétrons desemparelhados, ou seja, espécies paramagnéticas. Em geral, esta condição verifica-se quando a espécie é um radical livre, se é uma molécula orgânica, ou quando possui metais de transição, em complexos inorgânicos ou metaloproteínas. Esta técnica é menos usada que a espectroscopia de ressonância magnética nuclear (rmn) porque a maioria das moléculas possui uma configuração eletrônica de valência completa, sem eletros desemparelhados. Espectroanalítica Os métodos espectroscópicos de análise são baseados na quantidade de radiação emitida ou absorvida por moléculas ou espécies atômicas de interesse, ou seja, empregam as interações da radiação eletromagnética com a matéria para que sejam obtidas informações sobre uma determinada amostra. Na espectroscopia de absorção, mede-se a quantidade de luz absorvida em função do comprimento de onda desta radiação incidente. Desta forma é possível se obter informações tanto quantitativas quanto qualitativas sobre a amostra. Inicialmente o analito deve estar em seu estado fundamental, predominantemente. Ao receber um estímulo de radiação (P0), algumas espécies sofrem transições eletrônicas para um estado excitado. Em seguida, retornam para o estado fundamental, liberando parte dessa energia ( P). Então é possível determinar a fração de radiação incidente transmitida por uma solução do analito, isto é, a Transmitância (T) desta solução: Instituição de Ensino Charles Babbage 10 A partir da Transmitância (T), define-se também a Absorbância (A) de uma solução, sendo dada por: A = - log T A Lei de Lambert-Beer permite-nos encontrar a Absorbância (A) de uma solução, estabelecendo que a intensidade de um feixe de luz monocromática, que passa por um caminho óptico de comprimento (b), diminui exponencialmente quando a concentração (c) da substância absorvente aumenta. Matematicamente tem-se que: A = εbc onde ε é uma constante chamada de absortividade. Um espectrofotômetro óptico é um instrumento que possui um sistema óptico que dispersa a radiação eletromagnética e permite a medida da quantidade de radiação transmitida em determinados comprimentos de onda selecionada da faixa espectral. No entanto, antes que a amostra seja analisada, é comum que ela seja previamente preparada, pois há variáveis que podem influenciar na absorbância de certos compostos. Algumas delas são: Natureza do solvente, Ph da solução, Temperatura, Altas concentrações de eletrólito e Presença de substâncias interferentes. Os efeitos dessas variações devem ser conhecidos e as condições para análise devem ser escolhidas de maneira que as pequenas variações em suas grandezas não afetem de forma significativa a absorbância. Outra maneira de se determinar a Absorbância de uma solução é construindo-se uma curva de calibração. Usa-se soluções padrões do analito para determinar suas absorbâncias e então constrói-se o gráfico de absorbância versus concentração, que deve ser uma reta. Mediante uma interpolação, é possível determinar a concentração do analito na solução. É importante ressaltar que os padrões de calibração devem ser os mais semelhantes possíveis em relação à composição global das amostras verdadeiras e devem abranger uma faixa razoável de concentração do analito. O branco, constituído por água destilada ou por uma solução de composição semelhante à solução-teste sem o componente a ser determinado, deve ser primordialmente fornecido ao aparelho, representando o zero de absorbância. Eletroanalítica Compreende um grupo de métodos analíticos baseado nas propriedades elétricas de um analito em solução. Potenciometria Baseia-se na medida da diferença de potencial de uma célula eletroquímica na ausência de corrente. É um método utilizado para detectar o ponto final de titulações específicas (chamada, pelo uso do método, de titulação potenciométrica), ou para a determinação direta de um determinado constituinte em uma amostra. Coulometria Baseia-se na medida de quantidade de carga elétrica requerida para converter uma amostra de um analito quantitativamente a um diferente estado de oxidação. A coulometria (assim como os métodos gravimétricos) tem como vantagem comum não depender de padrões, pois as respectivas grandezas medidas (carga elétrica e massa) são parâmetros que podem ser medidos com precisão. Voltametria Envolve o registro de curvas corrente-potencial, feitas durante a eletrólise dessa espécie em uma cela eletroquímica constituída de pelo menos dois eletrodos, sendo um deles um microeletrodo (o eletrodo de trabalho) e o outro um eletrodo de superfície relativamente grande (usualmente um eletrodo de referência). O potencial é aplicado entre os dois eletrodos em forma de varredura, isto é, variando-o a uma velocidade constante em função do tempo. O potencial e a corrente resultante são registrados simultaneamente. A curva corrente vs. potencial obtida é chamada de voltamograma. Condutometria Monitora a capacidade da análise de conduzir uma corrente elétrica. Acesse WWW.uniorka.com.br- Portal do aluno e teste os teus conhecimentos! http://www.uniorka.com.br-/ Instituição de Ensino Charles Babbage 11 Em soluções líquidas a corrente é conduzida entre os eletrodos pelos íons dissolvidos. A condutância da solução depende do número e dos tipos de íons na solução. O tamanho dos íons são importantes porque eles determinam a velocidade com que os íons podem propagar-se através da solução. Os íons menores movem-se mais rapidamente do que os maiores. A carga é significante porque ele determina a quantidade da atração eletrostática entre o eletrodo e os íons. Eletrogravimetria É baseada na determinação da massa de um composto, ou elemento, a ser analisado, depositado eletroliticamente sobre um eletrodo, que havia sido previamente pesado. Pesando-se novamente o eletrodo após a deposição e subtraindo-se o seu peso inicial obtém- se o peso do metal depositado. Radioanalítica Análise por Ativação com Nêutrons Análise por ativação com nêutrons (AAN) consiste no bombardeamento de um dado material seguido da medida da radioatividadeinduzida. Em geral, a irradiação é feita com nêutrons térmicos e a radioatividade resultante é medida usando-se a espectrometria dos raios gama emitido por cada radioisótopo. Uma vez que cada isótopo produzido no processo de ativação possui características de emissão próprias (meia vida e energia das partículas ou radiação gama emitidas) é possível efetuar determinações quantitativas da concentração por comparação com padrões. AAN é um método de análise não destrutivo que permite, em alguns casos, determinar as concentrações de 20 a 40 elementos numa única amostra. Para uma análise multielementar completa, os elementos são divididos em 3 grupos dependendo da meia-vida de seus produtos da irradiação com neutrons: a) curta (2min-15horas) b) intermediária (0,5 -5 dias) c) longa (maior que 5 dias) Alguns elementos aparecem em mais do que um grupo. As mesmas amostras usadas para a irradiação curta podem ser utilizadas para irradiações longas, ou novas amostras podem ser preparadas. Diluição Isotópica As propriedades químicas dos elementos são determinadas pelo número e arranjo dos elétrons na eletrosfera do átomo e que são dependentes da carga do núcleo, ou seja, do número de prótons. Consequentemente os isótopos de um mesmo elemento terão praticamente as mesmas propriedades químicas. Todavia, existem pequenas diferenças, nas propriedades físico-químicas devido às pequenas variações no tamanho do núcleo e das massas entre diferentes isótopos, que permitem a separação dos diferentes isótopos de um mesmo elemento químico. Não obstante as esses fatos, para a maioria dos casos, incluindo-se o uso de isótopos em estudos de fertilidade do solo e nutrição de plantas, as propriedades químicas dos isótopos podem ser consideradas como sendo iguais. A técnica de diluição isotópicabaseia-se na adição de uma quantidade conhecida de um traçador em uma quantidade conhecida do elemento desejado. Uma vez feita a mistura, qualquer alíquota da mistura é suficiente para a determinação do elemento desejado. A grande importância do método dos traçadores isotópicos é que eles, sejam radioativos ou estáveis, podem ser identificados numa mistura normal dos isótopos do elemento, conforme o mesmo é encontrado na natureza, possibilitando o acompanhamento qualitativo e quantitativo do elemento nos diferentes compartimentos do sistema em estudo. O método da diluição isotópica pode ser usado com três finalidades distintas: a) no isolamento, purificação e identificação de intermediários desconhecidos numa cadeia de reações; Ex. clássico é o trabalho de Calvin e colaboradores em estudos sobre a fixação do no processo de fotossíntese. O emprego de 14CO2, em experimentos com algas expostas à luz, permitiu a elucidação do processo de assimilação do CO2 atmosférico envolvendo o ciclo de redução do carbono (ciclo de Calvin), que é um dos aspectos da fotossíntese mais bem estudados. b) na obtenção de evidências da síntese (incorporação) e relações precursor-produto entre compostos desconhecidos; Ex. clássico foi o estudo da origem do oxigênio molecular na reação de fotossíntese. c) como ferramenta analítica no acompanhamento no curso de uma reação de compostos conhecidos. Nos estudos de fertilidade e nutrição de plantas com traçadores onde é necessária a quantificação dos isótopos (transferência), o princípio da diluição isotópica é de fundamental importância. Procedimentos Analíticos da Diluição Isotópica A) Dissolução da amostra desconhecida (em quantidade conhecida). B) Divisão a solução desconhecida em duas alíquotas. 1) Adição do traçador em uma das alíquotas (em quantidade conhecida). 2) Homogeneização da amostra + traçador. 3) Extração do elemento desejado. Instituição de Ensino Charles Babbage 12 4) Medição em espectrômetro de massa das soluções. 5) Cálculo da concentração do elemento na solução. Vantagens: A análise da amostra é absoluta por não requerer calibração com amostras de concentração conhecida. Se a medida de concentração do traçador for realizada no mesmo espectrômetro de massa, a discriminação do aparelho pode ser cancelada, uma vez que pode ser considerada igual. Como a técnica evolve apenas medidas de razões isotópicas, qualquer espectrômetro de massa pode ser utilizado. Quanto mais diferente a composição isotópica do traçador e da amostra, melhor a acuracidade da análise. Desvantagens: Poucos elementos para cada procedimento analítico. Muito sensível a problemas de contaminação. Termoanalítica Análise Térmica é um termo que abrange um grupo de técnicas nas quais uma propriedade física ou química de uma substância, ou de seus produtos de reação, é monitorada em função do tempo ou temperatura, enquanto a temperatura da amostra, sob uma atmosfera específica, é submetida a uma programação controlada. Esses métodos encontram ampla aplicação tanto em controle de qualidade como em pesquisa de produtos industriais, como polímeros, produtos farmacêuticos, argilas e minerais metais e ligas. Diferença dos métodos termoanalíticos Cromatografia É um processo de separação, identificação e quantificação no qual os componentes da amostra são arrastados por uma fase móvel através de um leito de fase estacionária, no qual as espécies são separadas por interações com a fase móvel e estacionária Com fins analíticos ou preparativos, muito utilizado em laboratórios industriais, de pesquisa e de ensino. Todas as técnicas cromatográficas utilizam uma fase estacionária e uma fase móvel. A fase estacionária é formada de um material escolhido para reter de forma diferenciada os componentes da amostra que se deseja separar. A fase móvel é o material que se desloca pela fase estacionária, arrastando os componentes da amostra. Após transitar pela fase estacionária, por um percurso de distância adequadamente escolhida, os componentes da amostra se separam e são assinalados pelo sistema detector na seqüência: do primeiro componente menos retido, ao último componente mais retido pela fase estacionária. Cromatografia em camada delgada (CCD) Utilizada para separar analíticos em solução, incluindo íons metálicos e compostos orgânicos. A fase móvel é um solvente A fase estacionária é um líquido sobre um suporte sólido ou um sólido, etc. Cromatografia Líquida em coluna clássica (CCC) Utilizada para separar analitos em solução, incluindo íons metálicos e compostos orgânicos. A fase móvel é um solvente A fase estacionária é um líquido sobre um suporte sólido, um sólido ou uma resina de troca iônica, etc. Cromatografia Gasosa (CG): Aplicada a compostos orgânicos voláteis. A fase móvel é um gás A fase estacionária é freqüentemente um líquido de alto p.e. Sobre um suporte sólido ou um adsorvente sólido Acesse WWW.uniorka.com.br- Portal do aluno e teste os teus conhecimentos! http://www.uniorka.com.br-/ Instituição de Ensino Charles Babbage 13 Normas de segurança em laboratório química INTRODUÇÃO Toda e qualquer atividade prática a ser desenvolvida dentro de um laboratório apresentam riscos e estão propensas a acidentes. Devemos então utilizar normas de conduta para assegurar a integridade das pessoas, instalações e equipamentos. É importante manusear corretamente as substâncias químicas e equipamentos com os quais se vão trabalhar, a fim de evitar acidentes pessoais ou danos materiais. Neste contexto, é necessário saber os procedimentos gerais recomendados em casos de acidentes. Este manual é destinado aos acadêmicos dos Cursos da área biológica e da saúde e tem por finalidade conscientizá-los quanto as normas de segurança, requisito básico para garantir a qualidade e a segurança no laboratório. A segurança é um direito e uma obrigação individual. REGRASBÁSICAS Estar consciente do que estiver fazendo, ser disciplinado e responsável; O acesso ao laboratório é restrito quando experimentos estão em andamento; Respeitar as advertências do professor sobre perigos e riscos; Para utilizar os produtos químicos ou equipamentos, é necessário autorização de professores, técnicos ou estagiários. Manter hábitos de higiene; Não é permitido beber, comer, fumar ou aplicar cosméticos dentro do laboratório; Usar o guarda-pó sempre que estiver dentro do laboratório; Não usar sandálias ou outros sapatos abertos, Usar preferencialmente calças compridas; Tomar os devidos cuidados com os cabelos, mantendo-os presos; Guardar casacos, pastas e bolsas, nas áreas indicadas, e não na bancada onde podem ser danificados pelos produtos químicos; Trabalhar em local bem ventilado e bem iluminado, livre de obstáculos ao redor dos equipamentos; Manusear as substâncias químicas com o máximo cuidado; Não respirar vapores e gases; Não provar reagentes de qualquer natureza; Antes de iniciar as tarefas diárias, certifique-se de que haja água nas torneiras; Sempre usar material adequado e seguir o roteiro de aula prática fornecido pelo professor, nunca fazer improvisações ou alterar a metodologia proposta; Ao derramar qualquer substância, providenciar a limpeza imediatamente, utilizando material próprio para tal; Não jogar nenhum material sólido ou líquido dentro da pia ou rede de esgoto comum; Não trabalhar com produtos químicos sem identificação, ou seja, sem rótulo; Ao aquecer qualquer substância em tubo de ensaio, segurá-lo com pinça voltando a extremidade aberta do tubo para o local onde não haja pessoa; No local de trabalho e durante a execução de uma tarefa, falar apenas o estritamente necessário; Nunca apanhar cacos de vidro com as mãos ou pano. Usar escova ou vassoura; Ler com atenção os rótulos dos frascos e dos reagentes; Evitar contato dos produtos com pele,olhos e mucosas, utilizar sempre que solicitado luvas e óculos de segurança; Caso você tenha alguma ferida exposta, esta deve estar devidamente protegida; Manter o rosto sempre afastado do recipiente onde esteja ocorrendo uma reação química; Conservar os frascos de produtos químicos devidamente fechados e não colocar as tampas de qualquer maneira sobre as bancadas. Ela deve ser colocada com o encaixe para cima; Não misturar substâncias químicas ao acaso; É proibido misturar substâncias químicas voláteis fora da câmara de exaustão de gases; É proibido adicionar água diretamente sobre os ácidos; É expressamente proibido pipetar com a boca; Não usar vidrarias trincadas ou quebradas; As superfícies devem ser descontaminadas pelo menos uma vez por dia e sempre após o respingo de qualquer material, sobretudo material infeccioso; O laboratório deve ser mantido limpo e livre de todo e qualquer material não relacionado ás atividades nele executadas; Para fins de pipetagem, devem ser utilizados dispositivos mecânicos auxiliadores tais como: pêras de borracha, pipetadores automáticos, etc. É proibido o manuseio de maçanetas, telefones, puxadores de armários ou outros objetos de uso comum, por pessoas usando luvas durante a execução de atividades em que agentes infecciosos ou material corrossivo estejam sendo manipulados; Quando necessário, fazer uso de máscara para poeira ou máscara de ar com filtro adequado para o tipo de produto químico que está sendo manipulado; Todos os materiais tóxicos, sólidos ou líquidos, devem ser tratados adequadamente antes do descarte. O material a ser descartado deverá ser colocado em um recipiente à prova de vazamento e devidamente coberto, antes do seu transporte; Sempre após a manipulação de substâncias químicas e antes de deixar o laboratório lavar as mãos; Cada equipe é responsável pelo material utilizado na aula prática, portanto ao término do experimento limpar e guardar os materiais em seus devidos lugares; Instituição de Ensino Charles Babbage 14 No caso de quebra ou dano de vidrarias, materiais ou equipamentos, comunicar imediatamente ao professor ou ao técnico responsável; Ao término da aula , desligar todos os equipamentos, fechar pontos de água e registro de gás; Em caso de acidentes, avisar imediatamente o professor ou técnico responsável; O não cumprimento destas normas poderá acarretar punição ao aluno ou à equipe. Ergonomia O laboratório clínico deve projetar o seu mobiliário conforme as características antropométricas dos colaboradores envolvidos nos processos, a fim de reduzir os riscos de doenças profissionais, devido à má postura, procurando atender à legislação vigente. Identificação dos riscos As áreas de risco devem ser identificadas, de acordo com a legislação vigente, de maneira clara e o pessoal deve ser treinado e possuir instruções específicas, incluindo os procedimentos de emergência. Deve ser elaborado um mapa de risco que identifique os tipos de riscos ambientais existentes em cada área do laboratório. O acesso às áreas técnicas do laboratório clínico deve ser restrito às pessoas autorizadas. As pessoas para terem acesso nas áreas técnicas devem ser identificadas e alertadas sobre os riscos nessas áreas, utilizando os símbolos de alerta aceitos internacionalmente, ou sinais que obedeçam às normas ou regulamentos nacionais. As instruções de trabalho devem incluir especificações detalhadas, para impedir a contaminação das áreas do laboratório clínico considerado limpo, por exemplo: telefones, teclados de terminais de computadores, maçanetas de portas e outros itens tocados pelas mãos. Segurança no trabalho Os laboratórios clínicos, de um modo geral, são classificados no nível 2 de segurança, mas trabalham com materiais biológicos que podem potencialmente conter microorganismos contaminantes e classificados nos níveis 3 e 4, tais como vírus das hepatites B e C, CMV, HIV e outros patógenos transmissíveis pelo contato com o sangue ou outros fluidos corporais. Por esta razão o laboratório clínico deve ter procedimento de segurança adequado para a proteção do pessoal que usualmente manuseia estes materiais. As amostras recebidas no laboratório clínico devem ser consideradas potencialmente contaminadas por vírus da hepatite B (VHB), vírus da hepatite C (VHC), citomegalovírus (CMV) e vírus da imunodeficiência humana (HIV), entre outras doenças transmissíveis pelo contato com sangue e outros fluidos corporais. São os seguintes os objetivos da vigilância sanitária e de saúde do pessoal que trabalha no laboratório clínico: a) prevenir o aparecimento de doenças profissionais no pessoal que trabalha no laboratório clínico; b) aplicar a imunização ativa ou passiva sempre que houver indicação; c) providenciar o diagnóstico precoce dos casos de infecção laboratorial; d) avaliar a eficácia do equipamento e das medidas de proteção. A direção do laboratório clínico deve assegurar a avaliação adequada do estado de saúde do pessoal que trabalha no mesmo, através da elaboração do Programa de Controle Médico de Saúde Ocupacional (PCMSO). O laboratório clínico deve ter um Programa de Prevenção de Riscos Ambientais (PPRA) visando a preservação da saúde e da integridade do pessoal, através da avaliação e controle dos riscos existentes no ambiente de trabalho. Requisitos gerais para a segurança Estes requisitos visam garantir a segurança dos profissionais que prestam serviços em um laboratório clínico, assim como à comunidade em geral e ao meio ambiente. Os principais requisitos de segurança, consolidados nas precauções universais e nas barreiras de proteção devem ser seguidos independentemente da ordem de sua importância. Precauções universais É proibido colocar quaisquer materiaisna boca, tais como: etiquetas, envelopes ou selos. Alimentação É proibido comer e beber na área técnica. Os alimentos devem ser armazenados em refrigeradores especificamente designados para esta finalidade e localizados em áreas onde é permitida a alimentação. Alimentos, amostras e reagentes não devem ser armazenados no mesmo refrigerador. Tabagismo É proibido fumar na área técnica do laboratório clínico. Além do risco potencial de incêndio, o manuseio de cigarros, charutos ou cachimbos propicia a exposição a microorganismos potencialmente perigosos. Cosméticos Não deve ser permitido maquiar-se na área técnica do laboratório clínico. O uso de creme hidratante para as mãos pode ser permitido, desde que recomendado pelo médico. 8 NBR 14785:2001 Cabelos, barba e adornos Instituição de Ensino Charles Babbage 15 Os cabelos e barbas devem estar presos de forma que se previna o contato com materiais ou superfícies contaminados. É importante mantê-los longe de equipamentos como centrífugas e bicos de Bunsen. Podem ser utilizadas toucas descartáveis para os cabelos e barbas. Não devem ser usados adornos que possam ficar presos aos equipamentos, que podem ser contaminados por materiais infectantes e talvez afetados por uma interação química. Lavagem das mãos As mãos devem ser lavadas com freqüência durante o dia de trabalho, antes e depois do contato com clientes ou pacientes, antes de comer ou fumar, imediatamente após o contato acidental com materiais potencialmente infectantes e após a retirada das luvas. O pessoal deve ser obrigado a lavar as mãos após cada manuseio de qualquer material biológico, bem como antes de saírem do laboratório. As mãos devem ser lavadas com água e sabão líquido, e deve- se secá-las e realizar a anti-sepsia com álcool glicerinado a 70% (v/v) ou qualquer outro detergente anti-séptico recomendado. Procedimentos de limpeza, desinfecção, esterilização e anti-sepsia A escolha dos procedimentos e produtos para estas finalidades deve estar condicionada ao potencial de contaminação das Áreas, dos materiais e dos possíveis riscos de contaminação. Estas áreas e materiais são assim definidos: a) áreas críticas: aquelas onde existe o risco aumentado de transmissão de infecção, onde se realizam procedimentos de risco. Exemplo: áreas técnicas do laboratório clínico ou setor de lavagem e esterilização; b) áreas semi críticas: aquelas ocupadas por pacientes ou clientes com doenças infecto-contagiosas de baixa transmissibilidade e doenças não infecciosas. Exemplo: sala de coleta de material; c) áreas não críticas: aquelas não ocupadas por pacientes ou clientes. Exemplo: área administrativa; d) materiais críticos: aqueles que penetram através da pele e mucosas, atingindo os tecidos subepiteliais, até o sistema vascular, bem como todos os que estejam diretamente conectados com este sistema; e) materiais semi críticos: aqueles que entram em contato com a pele não íntegra ou com mucosas íntegras. A limpeza deve ser realizada com água e sabão em toda a área do laboratório clínico ou detergente de superfície, para a remoção de sujeiras e do mau odor, assim como reduzir a população microbiana do local. O processo de esterilização mais utilizado é a autoclavação, mas nada impede que o mesmo possa ser realizado através da aplicação de produtos químicos. A escolha do processo de esterilização deve ser condizente com o tipo de material a ser esterilizado, pois muitos não podem sofrer ação de calor ou sofrem deterioração pelo contato com algumas substâncias químicas. Os agentes físicos e químicos de esterilização e de desinfecção mais usados são: a) calor; b) calor e pressão associados; c) raios ionizantes; d) compostos inorgânicos liberadores de cloro ativo: hipoclorito de sódio, de lítio e de cálcio; e) compostos fenólicos; f) compostos de amônio quaternário; g) iodo e derivados; h) álcoois e glicóis; i) aldeídos; j) biguanidas; l) óxido de etileno, etc. O laboratório clínico deve ser mantido limpo e organizado, de modo a reduzir os riscos de contaminação. Segurança química Os laboratórios clínicos armazenam alguns reagentes cáusticos e corrosivos. O armazenamento destas substâncias deve ser feito abaixo da altura dos olhos. Estes produtos não devem ser armazenados com reagentes inflamáveis e instáveis. Os produtos químicos perigosos devem ser rotulados com clareza, contendo inclusive os símbolos internacionais relacionados. Os produtos químicos perigosos são classificados nas seguintes categorias: a) corrosivos: qualquer substância química causadora de destruição visível ou alteração irreversível em tecido humano, no ponto de contato. Quando aplicado a resíduo químico, o termo implica pH inferior a 2,1 ou superior a 12,5; b) tóxicos: substância química que quando por inalação, ingestão ou ao contato com a pele, em quantidades pequenas, acarreta efeitos biológicos graves. Exemplo: HCl; c) cancerígenos: substância química que, quando absorvida pelo organismo, pode provocar o aparecimento de modificações celulares graves. Exemplo: benzeno; d) ignificável: substância química capaz de queimar. Esta tanto pode ser um combustível quanto um inflamável; e) explosivos: substâncias químicas reativas e instáveis que sofrem violentas alterações químicas rapidamente. Atendimento em caso de acidentes que envolvam os olhos e a pele Sempre que houver uso de ácidos, produtos cáusticos, corrosivos e outros materiais perigosos, deve haver dispositivos para a lavagem dos olhos. Instituição de Ensino Charles Babbage 16 Estes dispositivos podem ser um lava-olho convencional ou um dispositivo simples, de esguicho, ligado ao cano de água Por meio de mangueira flexível. Estes dispositivos devem ser testados periodicamente, para garantir o seu funcionamento e remover a água retida no seu interior. Além destas unidades fixas, podem também ser disponibilizados sistemas portáteis para a lavagem dos olhos. Quando necessário, dependendo do tipo de risco químico existente, deve haver um chuveiro de emergência ou similar, para os primeiros-socorros em caso de acidente. Segurança de radiação O laboratório clínico deve ter os equipamentos e o local apropriado para trabalhar com radionuclídeos de baixa radiação. Deve haver pessoal capacitado para manusear os reagentes que possuem radioisótopos, assim como procedimento de Aquisição, manuseio, descontaminação e descarte dos mesmos, de acordo com a legislação vigente. Os reagentes com radioisótopos devem ser armazenados em locais específicos, indicados por símbolos próprios de acordo com a CNEN - Comissão Nacional de Energia Nuclear. Se houver a utilização de luz ultravioleta, raios laser e equipamentos de microondas devem existir procedimentos sobre a sua utilização e os equipamentos de proteção necessários para o pessoal. Devem estar relacionadas às possíveis interferências que estes podem provocar em outros equipamentos eletrônicos. Prevenção de incêndio O risco de incêndio deve ser avaliado por pessoal especializado, e deve ser elaborado um procedimento específico para o caso de um sinistro dessa natureza. Devem ser levadas em consideração que as principais fontes de incêndio no laboratório clínico são as chamas abertas, as resistências elétricas usadas para aquecimento e as centelhas elétricas de interruptores, motores, fricção e eletricidade estática. Devem existir extintores portáteis bem distribuídos, de acordo com a legislação, para cobrir quaisquer tipos de materiais (combustível ou inflamável). Deve ser instituído um programa de treinamento contra incêndio para todo o pessoal do laboratório clínico. Deve haver se possível, uma segunda saída de emergência em caso deincêndio no local. Microbiologia INTRODUÇÃO A microbiologia estuda as doenças causadas por uma série de microorganismos. A palavra micro provém do grego mikrós, que significa pequeno. Esses microorganismos são encontrados em praticamente todos os lugares da natureza. Um dos principais objetivos do estudo da ecologia microbiana é promover a compreensão de tais processos, que são fundamentais para o conhecimento bioquímico, genético e estrutural de tais microorganismos. BACTÉRIAS São seres procariotas presentes em todo o ecossistema, atuando como decompositoras e sendo consideradas grandes causadoras de infecções. Suas várias espécies são classificadas e diferenciadas de acordo com sua morfologia e composição química, suas necessidades nutricionais, atividades bioquímicas e fontes de energia. As bactérias se reproduzem por meio do processo de bipartição ou cissiparidade (reprodução assexuada), em que uma única célula tem a capacidade de dar origem a outras. Durante o processo de reprodução, as bactérias necessitam de condições favoráveis para o seu desenvolvimento, que ocorre no período de 8 horas. FUNGOS Os fungos são microorganismos aeróbios ou anaeróbios que apresentam deficiência para produzir seu próprio alimento. A maioria dos fungos é decompositora, e poucos são parasitas de plantas. Os fungos apresentam variações de tamanho e morfologia, nas formas de bolor e levedura. Os bolores são estruturas que apresentam um talo e um conjunto de filamentos denominados hifas, estruturas responsáveis pela multiplicação e disseminação dos bolores no ambiente. As leveduras são fungos unicelulares não filamentosos, de aspecto oval ou esférico, que se multiplicam por meio do processo de fissão binária, produzindo novas células-filhas, iguais à original. Vírus Os vírus são seres acelulares que necessitam de uma célula viva para sua multiplicação, sendo Instituição de Ensino Charles Babbage 17 constituídos basicamente de material genético (DNA ou RNA), glicoproteínas e proteínas, as quais se fixam nas células e protegem o material genético. Sua dimensão é muito pequena, bem menor que a das bactérias, só podendo ser visualizados através da microscopia eletrônica. Quando esses microorganismos entram na célula, passam por um período de incubação e, a partir daí, multiplicam-se no interior da célula, aumentando a sua quantidade. O termo virose é aplicado quando há uma patologia desencadeada por vírus. Muitas viroses podem caracterizar-se por um conjunto de sintomas que incluem diarréia, febre, dor de cabeça, náuseas, vômitos, irritabilidade e mal-estar. Embora a presença dos sinais clínicos seja importante durante o diagnóstico clínico e laboratorial, as vacinas continuam sendo uma forma bastante eficaz para o controle de doenças causadas por vírus. REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO VÍRUS HIV http://lqes.iqm.unicamp.br/canal_cientifico/lqes_news/lqes_n ews_cit/lqes_news_2007/lqes_news_novidades_961.htl PROTOZOÁRIOS Os protozoários são seres eucariotas que se diferenciam de acordo com suas características morfológicas, nutritivas e fisiológicas. Seu papel na natureza varia de acordo com o local onde são encontrados. A maioria deles é causadora de doenças no homem e nos animais. Esses seres vivos podem ser encontrados em ambientes aquáticos e terrestres. Eles são classificados de acordo com sua estrutura de locomoção, como indicam os itens abaixo: Classe Sarcodina (Sarcodíneos): locomovem-se por expansões citoplasmáticas. Os sarcodíneos apresentam estrutura celular simples e possuem reprodução assexuada, que acontece por divisão binária. Classe Mastigophora (Flagelados): locomovem-se por estruturas denominadas flagelos. Trata-se de parasitas de vida livre, cuja reprodução ocorre por meio de divisão binária. Classe sporozoa (Esporozoários): são aqueles que se caracterizam essencialmente por não possuir estrutura de locomoção. MICROBIOTAS DE FLORA NORMAL As microbiotas de flora normal constituem uma diversidade de microorganismos que colonizam diversas regiões do organismo humano. Quando nasce, a criança possui as mucosas da boca e da faringe estéreis e, a partir do momento em que ocorre a amamentação, o simples contato faz com que a flora da mãe passe para a criança. CLASSIFICAÇÃO DAS MICROBIOTAS Microbiotas residentes: são microorganismos presentes em determinada superfície ou cavidade (pele, boca, nariz, garganta, intestino grosso, vias do sistema urinário e genital). Microbiotas transientes: são microorganismos encontrados no ambiente, atuando como contaminantes e agentes patogênicos infecciosos. MICROBIOTAS DA PELE A pele é uma região onde se encontra uma grande variedade de microbiotas, devido ao contato com superfícies e com o ambiente externo. As regiões mais úmidas, como as axilas e a virilha, contém uma quantidade ainda maior, por conta da presença de nutrientes provenientes da descamação de células cutâneas e das secreções de glândulas sudoríparas. Dentre as principais bactérias encontradas na pele, destacam-se as gran-positivas, como o Staphylococcus sp e os micrococos. http://lqes.iqm.unicamp.br/canal_cientifico/lqes_news/lqes_news_cit/lqes_news_2007/lqes_news_novidades_961.htl http://lqes.iqm.unicamp.br/canal_cientifico/lqes_news/lqes_news_cit/lqes_news_2007/lqes_news_novidades_961.htl Instituição de Ensino Charles Babbage 18 MICROBIOTAS DA FLORA ORAL A cavidade oral é uma região úmida e propicia a colonização de bactérias, pois contém nutrientes provenientes de alimentação. As glândulas salivares secretam a saliva, que possui pH entre 6,0 e 7,0. Esse pH em conjunto com a enzima lisozima, tem a capacidade de destruir as bactérias. MICROBIOTAS DO TRATO INTESTINAL Ao nascimento o intestino é estéril, e os microorganismos ali presentes são introduzidos através dos alimentos e por meio do contato direto com a mãe durante a amamentação. Nos lactentes alimentados com mamadeiras, a microbiota intestinal tende a ser mais mista e com menor quantidade de lactobacilos. As microbiotas presentes no trato intestinal são importantes para a síntese de vitamina K e a absorção de nutrientes. O nível de microorganismos no estômago mantém-se em grau mínimo, devido à acidez gástrica, a qual tem efeito protetor, principalmente contra infecções causadas por alguns patógenos entéricos, como a Salmonella sp e a Shigella sp. MICROBIOTAS DO TRATO URINÁRIO Tanto o trato urinário masculino quanto o feminino contêm uma pequena quantidade de microorganismos, sendo estes controlados pelo fluxo urinário e, também, pelo pH ácido. A urina desenvolve um papel importante no equilíbrio dessa flora microbiana, atuando na limpeza do trato urinário e evitando, assim, as futuras infecções urinárias. As microbiotas comumente encontradas no trato urinário são as da flora da pele e intestinal, sendo provenientes de contaminação local MICROBIOTA VAGINAL A microbiota vaginal normalmente é constituída de estreptococos hemolíticos do grupo B – Streptococcus agalactiae –, que controla o pH, mantendo-o ácido e impedindo a colonização de bactérias patogênicas e fungos, os quais se desenvolvem com maior facilidade em pH neutro e alcalino. Além disso, o muco cervical contém lisozima, que possui atividade antibacteriana. MICROBIOTAS DO OLHO Os microorganismos predominantes da conjuntiva são Staphylococcus epidermidis (pele) e Streptococcus sp. A microbiota da conjuntiva é controlada pelo fluxo de lágrimas, que também contém lisozima, impedindo a colonização de bactérias. CONTROLE DA POPULAÇÃO MICROBIANA A população microbiana é composta por um grupo de microorganismos que têma capacidade de promover uma série de contaminações e o aparecimento de patologias infecciosas. O principal objetivo do controle dessa população é evitar o descontrole, por meio da inibição e eliminação de agentes que possam oferecer risco de aparecimento de doenças. Os principais métodos aplicados são os seguintes: Métodos físicos: incluem a utilização de altas temperaturas, baixas temperaturas e raio ultravioleta. Métodos químicos: incluem a utilização de substâncias químicas. MÉTODOS FÍSICOS UTILIZADOS Calor O calor é amplamente utilizado em processos de esterilização para a eliminação total de microorganismos. O tempo, o tipo de calor e a temperatura influenciam na destruição dos microorganismos. Incineração: processo utilizado na destruição de microorganismos presentes em agulhas, e lixos de origem Instituição de Ensino Charles Babbage 19 hospitalar; é utilizada a fim de evitar o descontrole epidemiológico de uma doença. Autoclavação: processo capaz de promover a eliminação total de microorganismos, por meio da aplicação de calor úmido sob pressão. A temperatura utilizada nesse processo é de 121◦C por 30 minutos. Forno de ar quente ou forno de Pasteur: equipamento utilizado na esterilização de metais, vidros e outros materiais termo resistentes. A temperatura utilizada pode variar entre 160 e 180 ◦C. Pasteurização: método capaz de reduzir o número de microorganismos, principalmente em alimentos. A temperatura utilizada varia de 60 a 65◦C, seguida de um resfriamento. Baixas temperaturas (refrigeração ou congelamento).As baixas temperaturas inibem o crescimento de diversos microorganismos. No cotidiano, geralmente são aplicadas nos alimentos, a fim de evitar a proliferação de bactérias e fungos. Radiação A radiação age diretamente nos ácidos nucléicos de vários microorganismos, promovendo a sua destruição. Um exemplo de radiação mais comumente aplicada são as microondas, o cobalto 60 e o raio UV, que são aplicados em laboratórios de microbiologia. MÉTODOS QUÍMICOS EMPREGADOS Agentes Químicos e Gases Além de esterilizantes, os agentes químicos exercem também ação bactericida e bacteriostática sobre os microorganismos, um exemplo disso são os Anti-sépticos, que ao ser aplicado sobre a pele e mucosas produz ação microbicida, promovendo a destruição de patógenos vegetativos. Os desinfetantes são aplicados em uma série de objetos, tais como mesas, bancadas, utensílios, etc, agindo de diversas maneiras: Destruindo as membranas celulares de bactérias. Desnaturando e precipitando proteínas presentes na parede celular das bactérias solubilizando lipídeos. Os anti-sépticos e desinfetantes mais utilizados são: Etanol (50 – 70%) Isopropanol (50 – 70%) Formaldeído (8%) Tintura de iodo (2% em álcool 70%) Cloro Nitrato de prata Detergentes Conservantes São agentes químicos utilizados para inibir o crescimento de microorganismos. Geralmente são utilizados em alimentos. Antibióticos São agentes antimicrobianos produzidos em microorganismos, que matam e inibem outros microorganismos presentes em infecções. O uso indiscriminado pode induzir a uma resistência bacteriana e ao surgimento de germes multi-resistente. Princípios de Bioquímica Estatística A Estatística se interessa pelos métodos científicos para coleta, organização, resumo, apresentação e análise de dados, bem como na obtenção de conclusões válidas e na tomada de decisões razoáveis baseadas em tais análises. Na história, vemos que a palavra Estatística apareceu pela primeira vez no século XVIII e foi sugerida pelo alemão Gottfried Achemmel (1719-1772); palavra esta Teste seus conhecimentos no WWW.uniorka.com.br- Portal do aluno. Bons exercícios! http://www.uniorka.com.br-/ Instituição de Ensino Charles Babbage 20 que deriva de statu (estado, em latim). Como se pode perceber, Estatística é um nome que deriva de Estado; de fato, na origem, as atividades da Estatística eram, basicamente, atividades de Estado. Mas hoje isso mudou bastante. O primeiro levantamento estatístico de que se tem conhecimento se deve a Heródoto e se refere a um estudo da riqueza da população do Egito, cuja finalidade era averiguar quais eram os recursos humanos e econômicos disponíveis para a construção das pirâmides, isso no ano de 3050 a. C. No ano de 2238 a. C., o Imperador Chinês Yao ordenou a realização de uma Estatística com fins industriais e comerciais. No ano de 1400 a. C., o famoso faraó egípcio Ramsés II ordenou um levantamento das terras do Egito. Sua influência pode ser encontrada nas mais diversas atividades: agricultura, biologia, comércio, química, comunicações, economia, educação, medicina, ciências políticas e muitas outras. Fases do Método Estatístico 1) Coleta de Dados Após a definição do problema a ser estudado e o estabelecimento do planejamento do trabalho (forma de coleta dos dados, cronograma das atividades, custos envolvidos, levantamento das informações disponíveis, delineamento da amostra etc.), o passo seguinte é o da coleta de dados, que consiste na busca ou compilação dos dados das variáveis, componentes do fenômeno a ser estudado. A coleta de dados poderá ser realizada de maneira direta ou indireta. A coleta será direta quando os dados forem obtidos de fonte primária, isto é, sobre elementos informativos de registro obrigatório, como, por exemplo, elementos pertinentes aos prontuários dos alunos de uma escola. A coleta será indireta quando é proveniente de elementos já conhecidos (coleta direta) 2) Crítica dos dados À procura de falhas e imperfeições, os dados devem ser cuidadosamente criticados, a fim de não incorrermos em erros grosseiros que possam influenciar nos resultados. 3) Apuração dos dados Criticados os dados, agora, eles devem ser processados, isto é, mediante algum critério de classificação, eles serão objeto de operações matemáticas. 4) Exposição ou apresentação dos dados Os dados devem ser apresentados sob a forma de tabelas ou gráficos, a fim de tornar mais fácil o exame daquilo que está sendo estudado. 5) Análise dos resultados Todas as fases anteriores se limitam à descrição. A análise dos resultados obtidos tem por base a indução ou a inferência com o intuito de tirarmos conclusões e fazermos previsões. Desse modo, buscamos atingir o fim último da Estatística, qual seja: tirar conclusões sobre o todo a partir de informações fornecidas por parte representativa do todo. População e Amostra Ao examinar um grupo qualquer, considerando todos os seus elementos, estamos tratando da população ou universo. Nem sempre isso é possível. Nesse caso, examinamos uma pequena parte chamada amostra. Uma população pode ser finita (isto é, possuir fim) ou infinita (não possuir fim). Por exemplo, a população dos alunos de sua escola é finita e a população constituída de todos os resultados (cara ou coroa) em sucessivos lances de uma moeda é infinita. Se uma amostra é representativa de uma população, podemos obter conclusões importantes sobre a população. Mas também, podemos analisar e descrever certo grupo sem tirar conclusões ou inferências sobre um grupo maior, nesse caso, a parte da Estatística que se preocupa com isso é a chamada estatística descritiva ou estatística dedutiva. Tabela 1: População escolar: sexo Essa Tabela se refere à população escolar, por sexo e por escola, de uma determinada localização. Arredondamento Entendemos por arredondamento de dados a técnica utilizada para suprimir unidades inferiores, isto é, arredondar um número significa reduzir a quantidade de algarismos após a vírgula. A rigor, na Estatística, precisamos seguir um critério rígido de arredondamento
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