Universidade Federal de Juiz de Fora Instituto de Ciências Exatas
Departamento de Química
Disciplina
Metodologia Analítica QUI102 I semestre 2017
AULA 01
Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos
CRONOGRAMA - I semestre/2017
Semana Data
(Quarta-feira)
Atividades
14 - 16 h 16 - 18 h
2 15-Mar Aula (Amostragem e tratamento de amostras) Aula (Amostragem e tratamento de
amostras)
3 22-Mar Aula (Amostragem e tratamento de amostras) Fotometria/Anal. Term 4 29-Mar Aula (Amostragem e tratamento de amostras) Fotometria/Anal. Term 5 05-Apr Aula (Amostragem e tratamento de amostras) Aula (Amostragem e
tratamento de amostras) 6 12-Apr Prova 1 (Amostragem e tratamento de
amostras)
Colóquios das práticas
7 19-Apr Não haverá aula (Simpósio SIBE)*
8 26-Apr Ciclo de Práticas: P03
9 03-May Ciclo de Práticas: P04 e P05
10 10-May Ciclo de Práticas: P04 e P05
11 17-May Avaliação teórica 2 (Práticas P02, P03, P04, P05) 12 24-May 1ª Apresentação oral - Proposta do projeto
13 31-May Projetos - Experimental
14 07-Jun Projetos - Experimental
15 14-Jun Recesso
16 21-Jun Projetos - Experimental
17 28-Jun Projetos - Experimental
18 05-Jul 2ª Apresentação oral do projeto & Entrega do relatório do projeto 19 12-Jul Prazo final para entrega do relatório do projeto
Projetos: Grupo 1 - Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC),
Grupo 2 - Espectrometria de absorção Atômica por chama (EAA)
CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO
PRÁTICAS EXPERIMENTOS
Prática/Local Experimento Professor
P01 Análise Térmica (AT) Lab. Central Analítica
Obtenção da curva TG/DTA do Oxalato de Cálcio monoidratado (CaC2O4.H2O)
*Prof. Maurício.
P02 Fotometria de Chama (EEC) Lab. Analítica
Determinação simultânea de sódio e
potássio em diferentes marcas de bebidas isotônicas por fotometria de chama.
Tutora: M.a Paola Coutinho
P03 Espectrometria UV/Vis (EAM) Lab. Analítica
Otimização de um método
espectrofotométrico para quantificação de ferro.
Profa. Ma. Auxiliadora Tutora: M.a Paola Coutinho
P04 Espectrometria de Absorção Atômica (EAA)
Lab. Analítica e Lab. Central analítica
Determinação de Cobre em Aguardente. Tutora: M.a Paola Coutinho
P05 Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC)/Lab. NUPIS
Determinação de paracetamol e cafeína em medicamentos por HPLC.
Tutora: M.a Paola Coutinho
Nota final=
(Valor)
Prova 1 (20)
+ Prova 2 (20)
+ Relatórios (10)
+ 1ª Apresentação do projeto
+ 2ª Apresentação do projeto (15)
+ Relatório do projeto (20)
Referencias Bibliografia
1. Harris, D. C. Análise Química Quantitativa, Editora LTC, 5a edição, 2001 (6a ed. 2005, 7a ed. 2008) 2. Skoog, D. A. Leary J. J., Principles of Instrumental Analysis 4a Edição, Saunders College Publishing, Fort Worth, 5th edition, 1998.
3. Skoog, D.A., West, D.M., Holler, F.J. Fundamentals of Analytical Chemistry, 6a ed., Saunders, Philadelphia, 1992, ou versão condensada, mesmos autores, Analytical Chemistry, An Introduction, 6a ed., Saunders, Philadelphia, 1994.
4. Bassett J. & Mendham, Vogel: Análise Química Quantitativa , 6ª Edição, Editora LTC, 2002
5. Collins, C.H., Braga, G.L., Bonato, P.S. Fundamentos de Cromatografia. Campinas, Editora UNICAMP, 2004.
6. Leite, F., Validação em análise química, 4 edição, Editora Átomo - Campinas, 2002.
http://www.ufjf.br/nupis/905-2/disciplinas-maria-auxiliadora/aulas-2/qui102-metodologia-analitica/
Medicina Análise Clinica Química Medicinal Farmácia
Toxicologia Engenharia Civil
Química Elétrica Mecânica Física Astrofísica Astronomia Biofísica Bioquímica
Química Inorgânica Química Orgânica Físico-Química
Físico-qui
Ciências dos materiais Metalurgia Polimentos Estado Sólido Ciências Sociais
Arqueologia Antropologia Forense Agricultura
Agronomia Ciências dos animais Ciências da Produção Ciência dos Alimentos Horticultura Ciências Sociais Ciências do meio
Ambiente Ecologia Meteorologia Oceanografia Geologia Geofísica Geoquímica Paleontologia Paleobiologia
Biologia Botânica Genética Microbiologia Biologia Molecular Zoologia
Química Analítica
Química Analítica
que envolve a separação, identificação e determinação das quantidades relativas dos componentes de uma amostra.
1 - Definição do problema analítico 2 - Escolha do método analítico adequado
3 - Obtenção de uma amostra
representativa - Amostragem. Qual material é necessário para análise?
4 - Preparo da amostra
5 - Análise Química : Calibração e medida
6 - Avaliação: Tratamento &
interpretação dos dados, Controle de Qualidade Analítica e
Apresentação dos Resultados
De um modo geral, a análise química quantitativa pode ser estabelecida em etapas, com grau de importância e influência no resultado final da análise:
1 - Definição do problema analítico 2 - Escolha do método analítico adequado
3 - Obtenção de uma amostra representativa - Amostragem Qual material é necessário para análise?
4 - Preparo da amostra
5 - Análise Química : Calibração e medida
6 - Avaliação: Tratamento &
interpretação dos dados, Controle de Qualidade Analítica e Apresentação dos Resultados
De um modo geral, a análise química quantitativa pode ser estabelecida em etapas, com grau de importância e influência no resultado final da análise:
1 - Definição do problema analítico 2 - Escolha do método analítico adequado
3 - Obtenção de uma amostra representativa - Amostragem Qual material é necessário para análise?
4 - Preparo da amostra
5 - Análise Química : Calibração e medida
6 - Avaliação: Tratamento &
interpretação dos dados, Controle de Qualidade Analítica e
Apresentação dos Resultados
De um modo geral, a análise química quantitativa pode ser estabelecida em etapas, com grau de importância e influência no resultado final da análise:
AMOSTRAGEM
AMOSTRAGEM O que?
Como?
Onde?
Quanto?
Preservação?
Onde e Como Armazenar?
Método de Análise?
Confiabilidade do resultado
Amostragem Representativa
“É o passo mais importante dentro do contexto da obtenção do
resultado final, pois, feita inadequadamente, a análise quantitativa
ou qualitativa se esvazia do ponto de vista científico.”
AMOSTRAGEM
AMOSTRAGEM O que?
Como?
Onde?
Quanto?
Preservação Onde e Como
Armazenar?
Método de Análise
Confiabilidade do resultado
Amostragem Representativa
“É o passo mais importante dentro do contexto da obtenção do resultado final, pois, feita inadequadamente, a análise quantitativa ou qualitativa se esvazia do ponto de vista científico.”
Comitê de Ética em Pesquisa envolvendo Seres Humanos Comissão de Ética no Uso de Animais
AMOSTRAGEM
A amostragem é necessária, pois geralmente, não é possível ou não é conveniente acessar a totalidade de dados, universo amostral ou população. Assim tomam-se informações de parte deste, uma amostra, para inferir atributos sobre o todo.
As unidades amostrais que compõem o universo amostral e a amostra podem ser objetos perfeitamente distinguíveis, como um indivíduo vegetal ou animal, um ponto ou um evento, etc.
Levantamento em ecossistemas
O universo amostral é especificado pelo pesquisador.
Ex.: tanque experimental, uma porção de um rio, lago, bacia hidrográfica, estuários, centro urbano, etc.
As unidades amostrais são agregados de objetos, com limites arbitrários. Ex.: Volume de água, solo ou sedimentos, ou área de vegetação.
Coleta de material Vegetal na Lagoa das Garças, SP (http://ecologia.ib.usp.br)
AMOSTRAGEM
AMOSTRAR ? COLETAR ?
“Trata-se da operação de coleta de uma amostra representativa para a análise.
Podemos também enquadrá-la como sendo um processo no qual a coleta será de uma porção representativa de um lote, ou seja, que represente a totalidade do material de interesse para que seja realizada a análise.”
É o processo de selecionar uma amostra bruta representativa de um lote ou população
a ser investigada, refletindo adequadamente as propriedades de interesse.
AMOSTRAGEM
AMOSTRAR ? COLETAR ?
A diferença entre os termos amostrar e coletar é muito sutil.
Amostrar é um termo abrangente e Coletar consiste no ato de retirar, isolar ou de tomar uma alíquota do que se deseja conhecer analiticamente.
“Trata-se da operação de coleta de uma amostra representativa para a análise.
Podemos também enquadrá-la como sendo um processo no qual a coleta será de uma porção representativa de um lote, ou seja, que represente a totalidade do material de interesse para que seja realizada a análise.”
É o processo de selecionar uma amostra bruta representativa de um lote ou população a ser investigada, refletindo adequadamente as propriedades de interesse.
Mesmo considerando que foi coletada a melhor amostra representativa, sempre haverá
necessidade de algum grau de preparação dessa amostra para torná-la disponível
analiticamente: Tratamento da Amostra .
MÉTODO ANALÍTICO?
TÉCNICA ANALÍTICA?
MÉTODO DE
ANÁLISE?
MÉTODO ANALÍTICO
"Um método em que a quantidade medida é definida pela sequência encontrada em conformidade com o procedimento estabelecido (IUPAC, 1995)".
"A abordagem utilizada para examinar a amostra e seu analito".
TÉCNICA ANALÍTICA
Princípio químico ou físico que pode ser usado para analisar
uma amostra.
MÉTODO ANALÍTICO ? MÉTODO DE ANÁLISE ?
Mé todos Clás sicos
• Produzem resultados usando quantidades determinadas
experimentalmente, como massa ou volume, juntamente com
massas atomicas ou moléculares e reações bem definidas.
M étodos I nstrumentais
• Utiliza um sinal gerado por um instrumento para detectar a presença de um analito ou determinar a
quantiadade de um analito em uma amostra.
Mé todo s de Sep ara ções
• Utilizado para
remover um tipo de substancia química de outra. É
necessário quando o objetivo é
examinar uma substancia ou um grupo de
substancias em uma amostra complexa. Um método em que a quantidade medida é definida pela sequência encontrada em conformidade com o procedimento estabelecido (IUPAC, 1995).
Isolar um analito de uma amostra, Remover substancias interferentes,
Colocar o analito em uma matriz apropriada.
Metodologia Analítica I sem/2017 – Profa Ma Auxiliadora - 17
Método Clássicos
Análise gravimétrica
Titulações
Métodos Instrumentais
Técnicas de separações
(Extrações, cromatografia preparativa, SPE)*
CG, CL, EC Técnicas
espectroscópicas*
Espectroscopia molecular, atômica e RMN
Outras Técnicas
EM, Métodos térmicos, Análise
de superfície Técnicas de
eletroquímicas Potenciometria, Voltametria
QUI094 QUI095
Tratamento das amostras M
e d o t o
l o g
i a
A n a
l í t i c a
QUI093 QUI110 QUI128
* O termo espectrometria é utilizado quando técnicas espectroscópicas são utilizadas em métodos que envolvem química analítica quantitativa.
AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO
Nível do Constituinte - Intervalo de concentração do constituinte a ser analisado.
Dimensão da amostra - Quantidade ou tamanho da amostra.
Amostra
Matriz
Analito
AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO
Nível do Constituinte - Intervalo de concentração do constituinte a ser analisado Dimensão da amostra - Quantidade ou tamanho da amostra.
Porção do material coletado para análise
Amostra
• Ideal que amostra seja a mais representativa possível do restante do
material.
AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO
Nível do Constituinte - Intervalo de concentração do constituinte a ser analisado Dimensão da amostra - Quantidade ou tamanho da amostra.
Porção do material coletado para análise
Amostra
• Ideal que amostra seja a mais representativa possível do restante do material
Conjunto de substancias que compõem uma amostra.
Matriz
AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO
1. Nível do Constituinte - Intervalo de concentração do constituinte a ser analisado.
2. Dimensão da amostra – Quantidade ou tamanho da amostra.
Porção do material coletado para análise
Amostra
• Ideal que amostra seja a mais representativa possível do restante do material Conjunto de substancias que compõem uma amostra
Matriz
Substância em particular que interessa medir ou estudar
Analito
• Outros componentes que não sejam de interesse devem ser considerados na seleção do método: Avaliar compatibilidade método-amostra, interferentes - erro no resultado final.
Normalmente, o analista não tem conhecimento da composição real das amostras de teste, mas tem
consciência da matriz.
AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO
A quantidade relativa de um substancia em uma amostra é um fator imortante para determinar quais técnicas podem
ser utilizadas para a análise.
Componente Residual
Refere-se a substancias que compõem menos que 0,01 % da amostra.
Constituintes traços
1 ng/g (ppb) a 100 µg/g (ppm) (110-7 a 0,01 % m/m).
Constituintes ultra traço
menos que 1 ng/g (ppb) 110-7 % m/m.
Componente Minoritário
Refere-se a substancias que compõem de 0,01 a 1 % da amostra.
Componente Majoritário Constituinte principal
Refere-se a substancias que compõem mais de 1 % da amostra.
1. Nível do Constituinte
Classificação quanto contribuição do componente em relação ao total da amostra:
Skoog, D.A., Fundamentals of Analytical Chemistry, 1992
AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO
Skoog, D.A., Fundamentals of Analytical Chemistry, 1992,
Semimicroanálise
Referi-se a amostras com massa de 0,01 a 0,1 g.
Macroanálise
Referi-se a amostras com massa superior a 0,1 g.
2. Classificação quanto à dimensão da amostra
Microanálise
Referi-se a amostras com massa de 10-4 a 0,01 g.
Ultramicroanálise
Referi-se a amostras com massa menor que 10-4 g.
Metodologia Analítica I sem/2017 – Profa Ma Auxiliadora - 24
A curva de Horwitz estabelecer uma relação matemática para expressar a dependência entre o valor do desvio padrão relativo percentual (Coeficiente de variança) o valor da concentração da substância, pelo exame de resultados cumulativos de estudos colaborativos envolvendo grande faixa de compostos de interesse, matrizes e técnicas analíticas.
Curva de Horwitz
Revisão de 150 estudos interlaboratoriais, onde analitos diferentes foram medidos com diferentes técnicas, sendo observado que os CV (RSD) dos valores médios relatados pelos diferentes laboratórios aumentavam sempre quando a concentração diminuía.
CV 2 (1-0,5 logC)
Horwitz, W.;et.al. Assoc. Offic. Anal. Chem. 1980 , 63, 1344. ou Ana. Chem, 57, 1985, 454 - 459
EXERCÍCIO
Quais os valores do coeficiente de variança (CV) e desvio padrão (S) esperados para a determinação de um pesticida em amostras de solo que apresenta um nível de concentração previsto em torno de 15 ng pesticida/g de solo?
