QUI102 - Metodologia Analítica. Aula 01

Transcrição

1 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

2 Semana Data (Quarta-feira) 1 08-Aug Aula (Introdução) CRONOGRAMA - II semestre/2018 Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 2 Atividades h h 2 15-Aug Aula (Amostragem e tratamento de amostras) Aula (Amostragem... tratamento 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, P 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) Oct Ciclo de Práticas: P06 (EC) Oct Prova 2 (Práticas P01, P02, P03, P04, P05, P06)* Oct 1ªApresentação: Proposta do projeto Oct Projetos - execução Nov Projetos - execução Nov Projetos - execução Nov Projetos - execução Nov 2ª Apresentação: Projeto - Resultados 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)

3 CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 3 Nota final = (Valor) Prova 1 (20) + Prova 2 (20) + Relatórios (10) + 1ª Apresentação do projeto PRÁTICAS PRÁTICAS + 2ª Apresentação do projeto (15) + Relatório do projeto (20) Prática/Local P02 P03 P04 Fotometria de Chama (EEC) Lab. Analítica Espectrometria UV/Vis (EAM) Lab. Analítica Espectrometria de Absorção Atômica (EAA) Lab. Analítica e Lab. Central Analítica Determinação simultânea de sódio e potássio em diferentes marcas de bebidas isotônicas por fotometria de chama. Otimização de um método espectrofotométrico para quantificação de ferro. Determinação do teor de Cobre em Aguardente. Estágio Docência: M.a Paola Coutinho Profa. Dra. Maria. Auxiliadora Est.Doc: M.a Paola Coutinho 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

4 Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 4 PROJETOS Grupo G01 Alunos Técnica abordada no projeto HPLC Orientadores Profa. Dra Maria Auxiliadora G02 Absorção Atômica (EAA) M. a Paola R. Couto Coutinho

5 Bibliografia Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora Harris, D. C. Análise Química Quantitativa, Editora LTC, 5 a edição, 2001 (6 a ed. 2005, 7 a ed. 2008) 2. Skoog, D. A. Leary J. J., Principles of Instrumental Analysis 4 a Edição, Saunders College Publishing, Fort Worth, 5 th edition, Skoog, D.A., West, D.M., Holler, F.J. Fundamentals of Analytical Chemistry, 6 a ed., Saunders, Philadelphia, 1992, ou versão condensada, mesmos autores, Analytical Chemistry, An Introduction, 6 a ed., Saunders, Philadelphia, Collins, C.H., Braga, G.L., Bonato, P.S. Fundamentos de Cromatografia. Campinas, Editora UNICAMP, Leite, F., Validação em análise química, 4 edição, Editora Átomo - Campinas,

6 TITULOS DE PROJETOS APRESENTADOS Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 6 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

7 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

8 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

9 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

10 Química Analítica é o ramo da química que envolve a separação, identificação e determinação das quantidades relativas dos componentes de uma amostra. Geologia Geofísica Geoquímica Paleontologia Paleobiologia Ciências do meio Ambiente Ecologia Meteorologia Oceanografia Biologia Botânica Genética Microbiologia Biologia Molecular Zoologia Agricultura Agronomia Ciências dos animais Ciências da Produção Ciência dos Alimentos Horticultura Química Analítica Química Bioquímica Química Inorgânica Química Orgânica Físico-Química Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 10 Ciências Sociais Arqueologia Antropologia Forense Física Astrofísica Astronomia Biofísica Engenharia Civil Química Elétrica Mecânica Ciências dos materiais Metalurgia Polimentos Medicina Análise Clinica Química Medicinal Farmácia Toxicologia

11 1 - Definição do problema analítico Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 11 De um modo geral, a análise química quantitativa pode ser estabelecida em etapas, com grau de importância e influência no resultado final da análise: 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

12 1 - Definição do problema analítico Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 12 De um modo geral, a análise química quantitativa pode ser estabelecida em etapas, com grau de importância e influência no resultado final da análise: 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

13 1 - Definição do problema analítico Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 13 De um modo geral, a análise química quantitativa pode ser estabelecida em etapas, com grau de importância e influência no resultado final da análise: 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

14 Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 14 AMOSTRAGEM 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. O que? Método de Análise? Como? AMOSTRAGEM Preservação? Onde e Como Armazenar? Onde? Confiabilidade do resultado Quanto? Amostragem Representativa

15 Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 15 AMOSTRAGEM 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. O que? Comitê de Ética em Pesquisa envolvendo Seres Humanos Método de Análise Como? Comissão de Ética no Uso de Animais AMOSTRAGEM Preservação Onde e Como Armazenar? Onde? Confiabilidade do resultado Quanto? Amostragem Representativa

16 AMOSTRAGEM Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 16 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,.

17 COLETA DE MATERIAL VEGETAL Lagoa das Garças, SP Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora

18 AMOSTRAGEM Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 18 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. AMOSTRAR? COLETAR?

19 AMOSTRAGEM Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 19 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. 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. 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.

20 Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 20 MÉTODO ANALÍTICO? MÉTODO DE ANÁLISE? TÉCNICA ANALÍTICA?

21 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.

22 Métodos Clássicos Métodos Instrumentais Métodos de Separações Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 22 MÉTODO ANALÍTICO? MÉTODO DE ANÁLISE? Um método em que a quantidade medida é definida pela sequência encontrada em conformidade com o procedimento estabelecido (IUPAC, 1995). Produzem resultados usando quantidades determinadas experimentalmente, como massa ou volume, juntamente com massas atomicas ou moléculares e reações bem definidas. Utiliza um sinal gerado por um instrumento para detectar a presença de um analito ou determinar a quantiadade de um analito em uma amostra. 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. Isolar um analito de uma amostra, Remover substancias interferentes, Colocar o analito em uma matriz apropriada.

23 MÉTODO ANALÍTICO & TÉCNICA ANALÍTICA M e d o t o l o g i a A n a l í t i c a Método Clássicos Métodos Instrumentais QUI093 QUI110 QUI128 QUI094 QUI095 Tratamento das amostras Análise gravimétrica Titulações Técnicas de separações Técnicas espectroscópicas* Técnicas eletroanalíticas Outras Técnicas Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 23 (Extrações, cromatografia preparativa, SPE)** CG, CL, EC Espectroscopia molecular, atômica e RMN Potenciometria, Voltametria, codutometria Espectrometria de Massas, Métodos térmicos, Análise de superfície * O termo espectrometria é utilizado quando técnicas espectroscópicas são utilizadas em métodos que envolvem química analítica quantitativa.

24 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

25 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. Amostra Porção do material coletado para análise Ideal que amostra seja a mais representativa possível do restante do material.

26 AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 26 Nível do Constituinte - Intervalo de concentração do constituinte a ser analisado Dimensão da amostra - Quantidade ou tamanho da amostra. Amostra Porção do material coletado para análise Ideal que amostra seja a mais representativa possível do restante do material Matriz Conjunto de substancias que compõem uma amostra.

27 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. Amostra Porção do material coletado para análise. Ideal que amostra seja a mais representativa possível do restante do material. Matriz Conjunto de substancias que compõem uma amostra. Analito Substância em particular que interessa medir ou estudar. 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.

28 Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 28 AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO 1. Nível de Concentração do Constituinte Classificação quanto contribuição do componente em relação ao total da amostra: Componente Majoritário Constituinte principal Refere-se a substancias que compõem mais de 1 % da amostra. Componente Minoritário Refere-se a substancias que compõem de 0,01 a 1 % da amostra. 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) ( a 0,01 % m/m). Constituintes ultra-traço menos que 1 ng/g (ppb) % m/m. Skoog, D.A., Fundamentals of Analytical Chemistry, 1992 A quantidade relativa de um substancia em uma amostra é um fator imortante para determinar quais técnicas podem ser utilizadas para a análise.

29 Metodologia Analítica II sem/2018 Profa Ma Auxiliadora - 29 AMOSTRAS & MÉTODO ANALÍTICO 2. Classificação quanto à dimensão da amostra Macroanálise Refere-se a amostras com massa superior a 0,1 g. Semimicroanálise Refere-se a amostras com massa de 0,01 a 0,1 g. 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. Skoog, D.A., Fundamentals of Analytical Chemistry, 1992,

30 RELAÇÃO ENTRE A PRECISÃO E NÍVEL DE CONCENTRAÇÃO DO ANALITO 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 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, ou Ana. Chem, 57, 1985,

31 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 C 29 H 60 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