Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 1
Universidade Federal de Juiz de Fora
Instituto de Ciências Exatas
Departamento de Química
Disciplina
QUI102 - Metodologia Analítica
II semestre 2018
Aula 01 Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 2
CRONOGRAMA - II semestre/2018
Semana Data
(Quarta-feira)
Atividades
14 - 16 h 16 - 18 h
1° 08-Aug Aula (Introdução)
2° 15-Aug Aula (Amostragem e tratamento de amostras) Aula (Amostragem ... tratamento
de amostras) 3° 22-Aug Aula (Amostragem e tratamento de amostras) Aula (Amostragem ... tratamento
4° 29-Aug Aula (Amostragem e tratamento de amostras) P02 (Fotm)
5° 05-Sep Prova 1 (Amostragem e tratamento de amostras) Colóquios das práticas: P03, P04
e P05 6° 12-Sep Prática P03 (EAM -Vis)
7° 19-Sep ENQA
8° 26-Sep Ciclo de Práticas: P04 (HPLC)
9° 03-Oct Ciclo de Práticas: P05 (EAA)
10° 10-Oct Ciclo de Práticas: P06 (EC)
11° 17-Oct Prova 2 (Práticas P01, P02, P03, P04, P05, P06)*
12° 24-Oct 1ªApresentação: Proposta do projeto
13° 31-Oct Projetos - execução
14° 07-Nov Projetos - execução
15° 14-Nov Projetos - execução
16° 21-Nov Projetos - execução
17° 28-Nov 2ª Apresentação: Projeto - Resultados
18° 05-Dec Entrega do Relatório final do Projeto
Projetos: Grupo 1 - Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC),
Grupo 2 - Espectrometria de absorção Atômica por chama (EAA)
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 3
CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO
PRÁTICAS
PRÁTICAS
Prática/Local
P02 Fotometria de Chama (EEC)
Lab. Analítica
Determinação simultânea de sódio e potássio em diferentes marcas de bebidas isotônicas por fotometria de chama.
Estágio Docência: M.a Paola
Coutinho
P03 Espectrometria UV/Vis (EAM)
Lab. Analítica
Otimização de um método espectrofotométrico para quantificação de ferro.
Profa. Dra. Maria.
Auxiliadora
Est.Doc: M.a Paola Coutinho
P04 Espectrometria de Absorção Atômica (EAA)
Lab. Analítica e Lab. Central Analítica
Determinação do teor de Cobre em Aguardente. Est.Doc: M.a Paola Coutinho
P05 Cromatografia Líquida de Alta Eficiência
(HPLC)/Lab. NUPIS
Determinação de paracetamol e cafeína em medicamentos por HPLC.
Profa. Dra. Maria.
Auxiliadora
P05 Eletroforese capilar (EC) Determinação da acidez livre em óleos vegetais Tutora: Renata Sato
Nota final =
(Valor)
Prova 1
(20)
+ Prova 2
(20)
+ Relatórios
(10)
+ 1ª Apresentação
do projeto
+ 2ª Apresentação
do projeto (15)
+ Relatório do
projeto (20)
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 4
PROJETOS
Grupo Alunos Técnica abordada no
projeto
Orientadores
G01
HPLC
Profa. Dra Maria
Auxiliadora
G02
Absorção Atômica
(EAA)
M.a Paola R. Couto
Coutinho
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 5
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. Collins, C.H., Braga, G.L., Bonato, P.S. Fundamentos de Cromatografia.
Campinas, Editora UNICAMP, 2004.
5. 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/
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 6
TITULOS DE PROJETOS APRESENTADOS
Determinação simultânea de açúcares em amostras de leites com e sem lactose por
HPLC (2018-2)
Discente: Kleber de Souza e Pâmella da Silva Campos
Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos
Determinação de Cálcio em Leite em Pó utilizando a espectrometria de absorção
atômica por chama (2018-2)
Larissa Silva,Luiz Henrique Cantarino e Mike Oliveira
Tutora: Paola Coutinho
Determinação dos Azocorantes: Tartrazina e Amarelo Crepúsculo em sorvetes e
picolés por HPLC (2018-1)
Discentes: Guilherme F. Alves, Francisco Montessi e Paulo Henrique de M. Toledo
Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos
Determinação de Ferro em Cereais Infantis por Espectrometria de Absorção
Atômica por Chama (F AAS) (2018-1)
Discentes: Bruno Henrique Rita, Kaique Alexandre D’Oliveira e Lara Copado
Tutora: Paola Coutinho
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 7
Determinação de cafeína e teofilina em produtos à base de chá preto e chá verde
por HPLC (2017-1)
Discentes: Beatriz Rocha de Moraes,Gabriel Martins Ferreira,Hugo Camarano,
Layce Callegaro, Nathalia Campos, Pâmela Cristina
Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos
Determinação de Ca e Mg em amostras de coquetéis alcoólicos de catuaba por
Espectrometria de Absorção Atômica com chama (FAAS) (2017-1)
Discentes: Caio Martins, Camille Carvalho, Giovana Pimentel, Isabel Porto, Luã
Guilherme, Nicolas Glanzmann
Tutora: Paola Coutinho
Determinação de micronutrientes em suco de uva por espectrometria de absorção
atômica com chama. (2016-2)
Carlos Eduardo Ribeiro, Isabela Rímulo, Mariana Campos e Thamyres de Almeida
Tutora: Ângela Ferreira e Lucas Mattos
Determinação de cafeína e conservantes em refrigerantes por CLAE. (2016-2)
Davi Marques, Hudson Silva, Júlio Arvellos, Thais Lourenço
Orientadora: Profa Maria Auxiliadora Costa Matos
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 8
Determinação dos corantes tartrazina e amarelo crepúsculo em pó de gelatina e em
balas por CLAE. (2016-1)
Discentes: Fernanda Cerqueira, Jéssica Cordeiro, Jéssica Othoni
Est.Doc: Fausto Moreira
Determinação de Fluoreto em água mineral comercializada em
Juiz de Fora por eletroforese capilar. (2015-2)
Discentes: Antônio Pedro Guimarães, Bruno A. de Oliveira,
Tutora: Renata Sato
Determinação de Ca e Mg em amostras de cerveja por espectrometria de absorção
atômica de chama (FAAS). (2015-2)
Discentes: Fernanda Monteiro, Moyra Freitas, Pâmela Lewer,
Tutora: Ângela Ferreira
Determinação de Cafeína em amostras de termogenico por cromatografia líquida de
alta eficiência com detecção no ultravioleta. (2015-1)
Discentes: Isabella Flores, Juliana Vicini Florentino e Tamires Loureiro
Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos
Otimização do método de determinação do teor de omeprazol em medicamentos
genéricos e manipulados (2014-2)
Discentes: Joseane Almeida e Larissa Oliveira
Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 9
Metodologia para determinação simultânea de ácido nicotínico e cafeína em amostras
de café comercial por cromatografia líquida de alta eficiência (2014-1)
Discentes: Mariana Fouraux e Tamires Fouraux
Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos
Determinação de colesterol em leite por cromatografia líquida de alta eficiência
detecção ultravioleta.(2013-2)
Discentes: Gabriela Oliveira, Jordana Santos, Ma Patrícia do Nascimento
Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos
Quantificação de carboidratos em bebidas energéticas utilizando cromatografia
líquida de alta eficiência. (2013-1)
Discentes: Isabella Lacerda, Naira Botezine, Paola Oliveira, Pedro Ivo Moraes
Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 10
Medicina
Análise Clinica
Química Medicinal
Farmácia
Toxicologia
Engenharia
Civil
Química
Elétrica
Mecânica
Física
Astrofísica
Astronomia
Biofísica
Química
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 é o ramo da química
que envolve a separação, identificação e
determinação das quantidades relativas
dos componentes de uma amostra.
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 11
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:
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 12
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:
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 13
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:
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 14
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.”
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 15
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
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 16
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
de dados em
ecossistemas
O universo amostral é especificado pelo pesquisador.
Ex.: tanque experimental, uma porção de um rio, lago, bacia
hidrográfica, estuários, centro urbano, lote de produção industrial etc.
As unidades amostrais são agregados de objetos, com limites
arbitrários ou objetos definidos. Ex.: Volume de água, solo ou
sedimentos, ou área de vegetação, .
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 17
COLETA DE MATERIAL VEGETAL
Lagoa das Garças, SP
http://ecologia.ib.usp.br
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 18
AMOSTRAGEM
“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.
COLETAR? AMOSTRAR?
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 19
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.
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 20
MÉTODO ANALÍTICO?
TÉCNICA ANALÍTICA?
MÉTODO DE ANÁLISE?
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 21
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.
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 22
MÉTODO ANALÍTICO? MÉTODO DE ANÁLISE?
Mét
odos
Clá
ssic
os
• Produzem resultados
usando quantidades
determinadas
experimentalmente,
como massa ou volume,
juntamente com
massas atomicas ou
moléculares e reações
bem definidas.
Méto
dos
Ins
trum
ent
ais • Utiliza um sinal
gerado por um
instrumento para
detectar a presença
de um analito ou
determinar a
quantiadade de um
analito em uma
amostra.
Mét
odos
de
Sepa
raçõ
es • 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 II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 23
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 Espectrometria de Massas,
Métodos térmicos, Análise de superfície
Técnicas eletroanalíticas
Potenciometria, Voltametria, codutometria
QUI094
QUI095
Tratamento das amostras
Medoto l og i a
Ana l í t i ca
QUI093
QUI110
QUI128
MÉTODO ANALÍTICO & TÉCNICA ANALÍTICA
* O termo espectrometria é utilizado quando técnicas
espectroscópicas são utilizadas em métodos que envolvem química
analítica quantitativa.
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 24
AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO
Nível de Concentração do Constituinte - Intervalo de concentração
do constituinte a ser analisado.
Dimensão da amostra - Quantidade ou tamanho da amostra.
Amostra
Matriz
Analito
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 25
AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO
Nível de Concentração 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.
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 26
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
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 27
AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO
1. Nível de Concentração 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.
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 28
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 de Concentração do Constituinte Classificação quanto contribuição do componente em relação ao total da amostra:
Skoog, D.A., Fundamentals of Analytical Chemistry, 1992
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 29
AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO
Skoog, D.A., Fundamentals of Analytical Chemistry, 1992,
Semimicroanálise
Refere-se a amostras com massa de
0,01 a 0,1 g.
Macroanálise
Refere-se a amostras com massa
superior a 0,1 g.
2. Classificação quanto à dimensão da amostra
Microanálise
Refere-se a amostras com massa de
10-4 a 0,01 g.
Ultramicroanálise
Refere-se a amostras com massa
menor que 10-4 g.
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 30
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
RELAÇÃO ENTRE A PRECISÃO E NÍVEL DE CONCENTRAÇÃO DO ANALITO
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
Metodologia Analítica II sem/2018 – Profa Ma Auxiliadora - 31
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? Se a concentração
determinada for 2 ng/g?
A concentração de um hidrocarboneto C29H60 na água de chuva durante o verão é de 34
ppb. Quais os valores do coeficiente de variança (CV) e desvio padrão (S) estimados para
esta análise?
ANALISAM-SE AMOSTRAS
&
DETERMINAM-SE SUBSTÂNCIAS