ANÁLISE INSTRUMENTAL - Aula 01, Slides de Instrumentação e Análise Química

Baixe ANÁLISE INSTRUMENTAL - Aula 01 e outras Slides em PDF para Instrumentação e Análise Química, somente na Docsity!

INTRODUÇÃO AOS

MÉTODOS ANALÍTICOS

Prof. Dr. Bruno L. Sampaio

1. A natureza da química analítica ■ A química analítica é o ramo da química que se preocupa em analisar as substâncias ou os materiais, ou seja, separar seus componentes e determinar a natureza e quantidade deles. ■ Sua natureza interdisciplinar faz com que ela seja vital em laboratórios médicos, industriais, governamentais e acadêmicos em todo o mundo. ■ Importante nas mais variadas áreas: biologia, física, química, engenharias, medicina, farmácia, bioquímica, agricultura, ciências ambientais, ciência de materiais, geologia, ciências forenses, arqueologia, entre outras.

2. Métodos clássicos e métodos instrumentais. ■ Nos primeiros anos da química, a maioria das análises era realizada separando os componentes de interesse (os analitos) em uma amostra por precipitação, extração ou destilação. ■ No caso das análises qualitativas, os componentes da amostra eram tratados com reagentes, gerando produtos com cores, solubilidade, cheiros ou outras propriedades características. ■ Nas medidas quantitativas, métodos gravimétricos ou volumétricos eram utilizados:  (^) Gravimétricos: a massa do analito (ou de algum composto gerado a partir do analito) é determinada;  (^) Volumétricos: baseiam-se na medida do volume de um reagente padrão (de concentração conhecida)necessário para reagir completamente com o analito.

2. Métodos clássicos e métodos instrumentais. Gravimétrico (^) Volumétrico

2. Métodos clássicos e métodos instrumentais. ■ Análise^ Instrumental:^ engloba^ análises^ qualitativas^ e quantitativas, utilizando equipamentos desenvolvidos para realizar medições de alguma propriedade física ou química da matéria. Classificação dos métodos clássicos e instrumentais Fonte: Schröder, 2017 (Análise instrumental aplicada à farmácia)

3. Tipos de métodos instrumentais. ■ Vamos primeiro considerar algumas das características químicas e físicas que são úteis para análises qualitativas ou quantitativas:

4. Instrumentos para análise ■ Um instrumento para análise química converte informações sobre as características físicas ou químicas do analito em informações que podem ser manipuladas e interpretadas por um ser humano. ■ Assim, um instrumento analítico pode ser visto como um dispositivo de comunicação entre o sistema em estudo e o investigador. Etapas fundamentais de qualquer medida analítica Fonte: Schröder, 2017 (Análise instrumental aplicada à farmácia)

4. Instrumentos para análise ■ A resposta obtida da amostra nem sempre é de fácil compreensão pelo analista, por isso, são necessários dispositivos que convertam essa informação:  (^) “Codificada”  (^) “Descodificada” ■ As formas como essa codificação ocorrem são chamadas de “Domínios de dados”:  (^) Tem como objetivo final a obtenção de um resultado numérico que seja proporcional à característica físico-química de interesse do analito.

5. Domínio de dados ■ Domínios^ elétricos :^ Representam^ os^ modos^ de^ codificação^ de informações como quantidades elétricas. ■ Os domínios elétricos podem ser divididos em domínio analógico, do tempo e digital.  (^) Domínio analógico : a informação está codificada como a magnitude de corrente, diferença de potencial, carga ou potência, e pode ser correlacionada com tempo, comprimento de onda, intensidade de um campo magnético ou temperatura.  (^) Domínio do tempo : a informação é codificada no domínio do tempo, por exemplo, variação de um sinal elétrico em relação ao tempo.  (^) Domínio digital : a informação é representada por somente dois estados possíveis, como uma lâmpada de filamento ligada/ desligada, um diodo emissor de luz, entre outras. A contagem dessa informação (oscilação entre os dois estados) é realizada por um dispositivo eletrônico, geralmente através do uso de números binários, usando códigos como “ligado=1” e “desligado=0”.

5. Domínio de dados ■ Domínio do tempo:^ As informações são armazenadas no domínio do tempo como a relação de tempo das flutuações do sinal, ao invés de nas amplitudes dos sinais. ■ Exemplo: (^)  As relações de tempo entre as transições do sinal de HI para LO ou de LO para HI contêm as informações de interesse.  Para instrumentos que produzem sinais periódicos, o número de ciclos do sinal por unidade de tempo é a frequência e o tempo necessário para cada ciclo é o seu período.

5. Domínio de dados ■ Domínio digital: Os dados são codificados em um esquema de dois níveis. ■ É uma maneira muito mais eficiente de codificar informações é usar números binários para representar dados numéricos e alfabéticos. ■ É mais utilizada em equipamentos de medição analítica integrados à sistemas computadorizados.

6. Sinais e ruídos ■ Qualquer medida analítica é constituída de dois componentes:  (^) Sinal : contém a informação “desejada” sobre o analito.  (^) Ruído : contém a informação “não desejada” e que não vem do analito, mas que está presente na medida, interferindo na qualidade do resultado. ■ Dois tipos de ruídos afetam uma análise química:  (^) Ruído químico : deriva de variáveis que afetam a química do sistema que está sendo medido e é mais facilmente controlável. Exemplo: a mudança na intensidade luminosa no laboratório pode afetar materiais fotossensíveis, como a Vitamina A.  (^) Ruído instrumental : está associado aos componentes elétricos do instrumento, como a fonte de alimentação, os transdutores e os processadores.

7. Critérios para seleção de métodos instrumentais ■ Alguns critérios devem sempre ser observados na escolha da melhor técnica instrumental para a realização de uma medida:  (^) Exatidão requerida : a exatidão pode ser definida como o grau de certeza de que o resultado obtido naquela análise é realmente confiável. Na maioria dos casos, maior confiabilidade é obtida com instrumentos mais caros e que envolvam investimento de tempo e treinamento especializado. Por isso, na seleção de um método, deve haver um compromisso entre exatidão requerida para determinada análise, tempo e recursos financeiros disponíveis.