Disciplina Metodologia Analítica QUI102 II semestre AULA 01 (parte B) Profa. Maria Auxiliadora Costa Matos

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1 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 1 Univesidade Fedeal de Juiz de Foa Instituto de Ciências Exatas Depatamento de Química Disciplina Metodologia nalítica QUI10 II semeste 018 UL 01 (pate B) Pofa. Maia uxiliadoa Costa Matos Download aulas:

2 Dimensão da amosta Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - Concentação do nalito Técnica nalítica

3 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 3 QUNTS MOSTR DEVO COLETR? Tês situações podem se consideadas: 1-Univeso amostal Foa do laboatóio (Coleta) -Subestações (Ex. Linha de fabicação) Tomada de alíquota paa o tabalho 3-Dento do laboatóio O pocesso de amostagem deve assegua que as unidades amostais sejam epesentativas de todo o mateial ou população (univeso amostal). mosta no contexto estatístico coesponde a váias pequenas pates tiadas de pates difeentes de todo o mateial. mosta buta é a coleção de unidades amostais ou incementos de amostagem. Redução do tamanho da amosta mosta de laboatóio nomalmente é obtida atavés da edução em tamanho da amosta buta paa uma quantidade de mateial homogêneo.

4 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 4 INCETEZS NO PROCESSO DE MOSTRGEM Uma análise química é ealizada em uma pequena fação do mateial de inteesse. composição dessa fação pecisa efleti tão poximamente quanto possível a composição total do mateial (fação epesentativa). amostagem pode se a etapa mais difícil de todo o pocesso analítico, e a que limita a exatidão do pocedimento. S global = S amostagem + S método s composições da amosta buta e da amosta de laboatóio pecisam se semelhantes à composição média de toda a massa de mateial a se analisada. S método = Pode se avaliado atavés de eplicas de medidas ealizadas em uma única amosta de laboatóio. S global = Pode se avaliado atavés de um única medida de váias amostas de laboatóio cada uma obtida de uma amosta buta.

5 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 5 INCETEZS NO PROCESSO DE MOSTRGEM MOSTR BRUT S global = S amostagem + S método s composições da amosta buta e da amosta de laboatóio pecisam se semelhantes à composição média de toda a massa de mateial a se analisada. Paa obte uma amosta buta epesentativa, um deteminado númeo de patículas (N) deve se amostado. De uma foma geal a dimensão da amosta buta depende: a) Inceteza que pode se toleada ente a composição da amosta buta e o univeso amostal b) Gau de heteogeneidade do univeso amostal Qual tamanho da patícula se inicia a c) Tamanho das patículas que compõem o univeso amostal heteogeneidade?

6 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 6 INCETEZS NO PROCESSO DE MOSTRGEM MOSTR BRUT S global = S amostagem + S método Paa obte uma amosta buta epesentativa, um deteminado númeo de patículas (N) deve se amostado. De uma foma geal a dimensão da amosta buta depende: a) Inceteza que pode se toleada ente a composição da amosta buta e o univeso amostal b) Gau de heteogeneidade do univeso amostal c) Tamanho das patículas que compõem o univeso amostal 1- MOSTRGEM DE LOTES Qual tamanho da patícula se inicia a heteogeneidade? Paa a amostagem de lotes, unidades (tamboes, tanques, sacos, caixas, etc.), uma equação bem simples e muito utilizada, é a aiz quadada de N adicionada a mais uma unidade. Exemplos! Númeo de 1 amostas Sendo N: Total de podutos com peso mínimo.

7 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 7 Qual o peso ideal da amosta? - MOSTRGEM DE PRTÍCULS SÓLIDS Caso hipotético: Supondo uma mistua sólida de dois componentes sendo que todas as patículas apesentam o mesmo tamanho. 1 Np ( 1 p ) Sendo : Desvio padão do n de patículas do tipo coletadas. P: Pobabilidade de coleta patículas Np 1 - P: Pobabilidade de coleta patículas B N: n total de patículas coletadas : Desvio padão elativo do n de patículas do tipo coletadas. 3 N 1 p p

8 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 8 Qual o peso ideal da amosta? - MOSTRGEM DE PRTÍCULS Mistua de dois componentes (Ex.1): Um medicamento comecializado na foma de compimidos é composto po 90 % do pincipio ativo (patículas ) e o estante po excipiente (patículas B). Todas as patículas apesentam o mesmo tamanho. Qual o númeo de patículas que devem compo a amosta buta paa alcança desvio padão elativo pecentual igual a %. 1 Np ( 1 p ) Sendo : Desvio padão do n de patículas do tipo coletadas. P: Pobabilidade de coleta patículas Np 1 - P: Pobabilidade de coleta patículas B N: n total de patículas coletadas : Desvio padão elativo do n de patículas do tipo coletadas. 3 N 1 p p

9 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 9 Mistua de dois componentes (Ex.1): Um medicamento comecializado na foma de compimidos é composto po 90 % do pincipio ativo (patículas ) e o estante po excipiente (patículas B). Todas as patículas apesentam o mesmo tamanho. a) Qual o númeo de patículas que devem compo a amosta buta paa alcança desvio padão elativo pecentual igual a %? Np ( 1 p ) Sendo : Desvio padão do n de patículas do tipo coletadas. P: Pobabilidade de coleta patículas Np 1 - P: Pobabilidade de coleta patículas B N: n total de patículas coletadas : Desvio padão elativo do n de patículas do tipo coletadas. N 1 p p b) Qual o númeo de patículas que devem compo a amosta buta paa alcança desvio padão elativo pecentual igual a %, consideando que medicamento contém 50 % do pincipio ativo? c) Qual o númeo de patículas que devem compo a amosta buta paa eduzi o desvio padão elativo pecentual paa 0,%, consideando que medicamento contém 50 % do pincipio ativo? Qual o peso da amosta que contem esse númeo de patículas?

10 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 10 Qual a massa de amosta que contém esse númeo de patículas? Nomalmente as amostas contem mais de um componente, patículas sólidas com difeentes pocentagens do analito e faixa vaiável de tamanho de patículas. Patícula contem % maio do analito & Patículas B contem % meno do analito; Tamanho das patículas difee (diâmeto diâmeto B d média ); MODELO SIMPLIFICDO Paa simplifica o poblema e defini a massa da amosta buta de uma mistua de váios componentes, considee que a mosta é um a mistua hipotética que contenha dois componentes: Componente : patículas que contém o analito; 1) Dividi as patículas da amosta em dois gupos Componente B: patículas que não contém o analito ou contém muito pouco do analito; ) Detemina d média pondeada das patículas da amosta (d e d B ); 3) Pocentagem do analito em cada gupo de patículas (P e P B ); Sistema bináio ( e B) com patículas de mesmo tamanho (d média ).

11 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 11 Mistua de dois componentes (Ex.): Um vagão contendo minéio de chumbo, composto de 5% de galena (70% de Pb e d = 7,6 g/cm 3 ) e outas patículas com pouco ou nenhum chumbo (d = 3,5 g/cm 3 ). Todas as patículas que compõem o minéio são esféicas com um aio de 5 mm. (Eq 01) Qual o númeo de patículas necessáias na amosta buta paa mante o eo elativo na amostagem infeio a 0,5%? Sendo, p: pobabilidade da patícula no minéio; N d média = p (1 p ) d d d B p p B P analito d + d Pobabilidade B Pobabilidade de no minéio d = d ( p ) + d B ( 1 p ) = 3,7 g/cm 3 de B no minéio (1-p): pobabilidade da patícula B no minéio; P : pocentagem do analito nas patículas ; P B : pocentagem do analito nas patículas B; P : pocentagem do analito no minéio; d : densidade das patículas ; d B : densidade das patículas B; d: densidade média do total de patículas; : Desvio padão elativo da amostagem; N: n total de patículas coletadas; P 7,6 0,05 3,7 0, ,19 % % = 100 N 6,8 x 10 5 patículas

12 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 1 Mistua de dois componentes (Ex.): Um vagão contendo minéio de chumbo, composto de 5% de galena (70% de Pb e d = 7,6 g/cm 3 ) e outas patículas com pouco ou nenhum chumbo (d = 3,5 g/cm 3 ). Todas as patículas que compõem o minéio são esféicas com um aio de 5 mm. (Eq 01) Qual o númeo de patículas necessáias na amosta buta paa mante o eo elativo na amostagem infeio a 0,5%? Sendo, p: pobabilidade da patícula no minéio; N p (1 d p ) d d B p p P B (1-p): pobabilidade da patícula B no minéio; P : pocentagem do analito nas patículas ; P B : pocentagem do analito nas patículas B; P : pocentagem do analito no minéio; d : densidade das patículas ; d B : densidade das patículas B; d: densidade média do total de patículas; : Desvio padão elativo da amostagem; Massa amosta buta = N N: n total de patículas coletadas; de patículas massa patícula = N de patículas d média patícula V médio da patícula esféica = 6,8 x 10 5 (patículas) 3,7(g/cm 3 ) 4/3π(0,5) 3 (cm 3 /patícula) = 1,3 x 10 6 g Paa obte uma amosta buta epesentativa da caga de minéio no vagão, com eo elativo máximo de 0,5% na amostagem é necessáio coleta a massa de 1300 toneladas.

13 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 13 COMO REDUZIR MSS D MOSTR DE LBORTÓRIO? Como eduzi a amosta de laboatóio paa 100 g? amosta de laboatóio deve conte o mesmo númeo de patículas que a amosta buta. (Eq 0) (Eq 03) 100 g 4 pesomédiod aspatícul as 1,47 10 g / patículas 5 6,8 x 10 patículas O númeo de patículas na amosta Que tamanho deveá se eduzida patícula? buta é independente do tamanho das patículas (eq 01). 3 4 ( cm ) 3 pesomédiod aspatícul as 3,7 g / cm 3 O peso da amosta aumenta dietamente com o volume da Eq 0 = Eq 03 patícula (aio 3 ) ,47 10 g cm / 3,7 g 0, / 3 cm edução do tamanho da patícula do mateial amostado afeta gandemente o peso necessáio da amosta buta. amosta deveá se moída até obte patículas de 0,4 mm de diâmeto (aio 0, mm). O diâmeto da patícula deveá diminui de 10 mm (aio 5 mm) a 0,4 mm (aio 0, mm).

14 Metodologia nalítica II sem/018 Pofa Ma uxiliadoa - 14 POR QUE S DETERMINÇÕES SÃO NORMLMENTE RELIZDS EM TRIPLICT? x t. s n pati de 5 eplicatas da amosta a pecisão melhoa muito pouco. N t N.s ( 1 ) Fato de melhoamento n 1,71 da pecisão 3 3, ,83 5 1,39 1,3 6 1,13 1, Passai et al., Quim. Nova, Vol. 34, No. 5, , 011. Influencia do númeo de eplicas na pecisão de um esultado gáfico N vs ( ). Quanto meno S, melho seá a pecisão.