Lista de Exercício 1ª TVC Química Analítica V Teoria

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1 Lista de Exercício 1ª TVC Química Analítica V Teoria Capítulo 7 Tratamento e Avaliação Estatística de Dados 7-3. Discuta como a dimensão do intervalo de confiança da média é influenciada pelos seguintes aspectos (todos os outros fatores são constantes): (a) O tamanho N da amostra. (b) O nível de confiança. (c) O desvio padrão s Considere os seguintes conjuntos de réplicas de medidas: Calcule a média e o desvio padrão para cada um dos seis conjuntos de dados. Calcule o intervalo de confiança de 95% para cada conjunto de dados. Qual o significado desse intervalo? 7-6. O último resultado de cada conjunto de dados do Problema 7-4 pode ser um valor anômalo. Aplique o teste Q (nível de confiança de 95%) para determinar se há ou não base estatística para a rejeição Quantas réplicas de medidas são necessárias para diminuir os intervalos de confiança de 95% e 99% para a análise descrita no Problema 7-7 para +/- 1,5 g de Fe/mL? O esgoto e os poluentes industriais lançados em um corpo de água podem reduzir a concentração de oxigênio dissolvido e afetar negativamente espécies aquáticas. Em um estudo, foram feitas leituras semanais no mesmo local em um rio durante um período de dois meses. Alguns cientistas consideram que 5,0 ppm é um nível de O2 dissolvido que é limítrofe para a sobrevivência de peixes. Realize um teste estatístico para determinar se a média da concentração de O2 dissolvido é menor que 5,0 ppm em um nível de confiança de 95%. Defina claramente as hipóteses nula e alternativa.

2 7-22. A homogeneidade dos níveis de cloreto presente em uma amostra de água de um lago foi testada por meio de análises de porções retiradas do topo e do fundo da coluna de água, tendo apresentado os seguintes resultados, em ppm de Cl - : (a) Aplique o teste t em um nível de confiança de 95% para determinar se as médias são diferentes. (b) Agora use o teste t pareado e determine se há diferença significativa entre os valores para o topo e fundo em um nível de confiança de 95%. (c) Por que se chega a diferentes conclusões quando se usa o teste t pareado e quando apenas se combina os dados e se usa o teste t normal para diferenças nas médias? Aplique o teste Q aos conjuntos de dados que seguem para determinar se resultados anômalos devem ser mantidos ou rejeitados a um nível de confiança de 95%. (a) 41,27; 41,61; 41,84; 41,70 (b) 7,295; 7,284; 7,388; 7,292 Capítulo 8 Amostragem, Padronização e Calibração A concentração do íon sulfato em águas naturais pode ser determinada pela medida da turbidez que resulta quando um excesso de BaCl2 é adicionado a uma quantidade medida da amostra. Um turbidímetro, instrumento usado para essa análise, foi calibrado com uma série de padrões de soluções padrão de Na 2SO 4. Os seguintes dados foram obtidos na calibração: Considere que existe uma relação linear entre as leituras no instrumento e as concentrações. (a) Construa um gráfico e trace visualmente uma linha reta entre os pontos. (b) Calcule a inclinação e o intercepto da melhor linha reta pelo método dos mínimos quadrados. (c) Compare a linha reta da relação determinada em (b) com aquela determinada em (a). (e) Obtenha a concentração de sulfato em uma amostra que gerou uma leitura de 2,84 no turbidímetro. Encontre o desvio padrão absoluto e o coeficiente de variação. (f) Repita os cálculos para (e) considerando que 2,84 foi o valor médio de seis leituras no turbidímetro A água pode ser determinada em amostras sólidas por espectroscopia no infravermelho. O conteúdo de água do sulfato de cálcio hidratado deve ser medido empregando-se carbonato de cálcio como padrão interno para compensar alguns erros sistemáticos do procedimento. Uma série de soluções padrão contendo sulfato de cálcio diidratado e uma quantidade constante conhecida do padrão interno é preparada. A solução com conteúdo desconhecido de água

3 também é preparada contendo a mesma quantidade do padrão interno. A absorbância do composto diidratado é medida em um comprimento de onda (Aamostra) juntamente com aquela do padrão interno em outro comprimento de onda (Apadrão). Os seguintes resultados foram obtidos. (a) Construa um gráfico da absorbância da amostra (Aamostra) versus % de água e determine se o gráfico é linear a partir da regressão estatística. (b) Faça um gráfico da razão Aamostra/Apadrão versus % de água e comente se o uso do padrão interno melhora a linearidade obtida na parte (a). Se há melhoria na linearidade, explique por quê. (c) Calcule a porcentagem de água na amostra desconhecida usando os dados do padrão interno Os seguintes resultados de absorção atômica foram obtidos para a determinação de Zn em um comprimido de multivitaminas. Todos os valores de absorbância foram corrigidos por um branco apropriado (czn = 0,0 ng/ml). O valor médio para o branco foi 0,0000 com um desvio padrão de 0,0047 unidades de absorção. (a) Encontre o valor médio de absorbância para os padrões de 5,0 e 10,0 ng/ml e para amostras de comprimidos. Determine os desvios padrão desses valores. (b) Determine a melhor linha dos mínimos quadrados para os pontos de czn = 0,0; 5,0 e 10,0 ng/ml. Encontre a sensibilidade da calibração e a sensibilidade analítica. (c) Encontre o limite de detecção para um valor de k de 3. A que nível de confiança isto corresponde? (d) Determine a concentração de Zn na amostra de comprimido e o desvio padrão da concentração. Capítulo 24 Introdução aos Métodos Espectroquímicos Por que uma solução de Cu(NH3)4 2+ é azul? Qual é a relação entre (a) absorbância e transmitância? (b) absortividade a e absortividade molar?

4 24-3. Identifique os fatores que fazem que a relação da lei de Beer se desvie da linearidade Descreva a diferença entre os desvios reais da lei de Beer e aqueles advindos da instrumentação ou de fatores químicos Como uma transição eletrônica se assemelha a uma transição vibracional? Como elas se diferem? Um instrumento ultravioleta/visível/infravermelho próximo sofisticado apresenta uma faixa de comprimento de onda de 185 a nm. Quais são as faixas do instrumento em número de onda e em freqüência? Calcule a freqüência em hertz e a energia em joules de um fóton de raio X com comprimento de onda de 2,35 Å Quais são as unidades de absortividade quando o caminho óptico é dado em centímetros e a concentração é expressa em (a) partes por milhão? (b) microgramas por litro? (c) porcentagem de massa por volume? (d) gramas por litro? Expresse as seguintes absorbâncias em termos de porcentagem de transmitância: (a) 0,0350 (c) 0,310 (e) 0, Uma solução contendo 8,75 ppm de KMnO4 apresenta uma transmitância de 0,743 em uma célula de 1,00 cm a 520 nm. Calcular a absortividade molar do KMnO A 580 nm, o comprimento de onda de seu máximo de absorção, o complexo FeSCN 2+ apresenta uma absortividade molar de 7,00 x 10 3 L cm - 1 mol _1. Calcule (a) a absorbância de uma solução 3,75 x 10 _5 mol L _1 do complexo a 580 nm em uma célula de 1,00 cm. (b) a absorbância de uma solução na qual a concentração do complexo é duas vezes aquela do item (a). (c) a transmitância das soluções descritas nos itens (a) e (b). (d) a absorbância de uma solução que apresenta a metade da transmitância daquela descrita no item (a). Capítulo 25 Instrumentos para Espectrometria Óptica Descreva as diferenças entre os seguintes itens e liste qualquer vantagem particular apresentada de um sobre o outro: (a) filtros e monocromadores como seletores de comprimento de onda. (b) fotodiodos de estado sólido e fototubos como detectores de radiação eletromagnética. (c) fototubos e tubos fotomultiplicadores. (d) espectrômetros convencionais e com arranjos de diodos Por que os tubos fotomultiplicadores não são adequados para a detecção de radiação infravermelha? Por que algumas vezes introduz-se iodo em uma lâmpada de tungstênio?

5 25-6. Descreva as diferenças entre os seguintes itens e liste qualquer vantagem particular apresentada de um sobre o outro: (a) espectrofotômetros e fotômetros. (b) espectrógrafos e policromadores. (c) monocromadores e policromadores. (d) instrumentos de feixe único e de feixe duplo para medidas de absorbância. (e) espectrofotômetros convencionais e com arranjos de diodos Qual é o requisito mínimo para se obter resultados reprodutíveis em espectrofotômetros de feixe único? Qual é o objetivo do (a) ajuste de 0% T e (b) ajuste de 100% T de um espectrofotômetro? Quais variáveis experimentais devem ser controladas para assegurar dados reprodutíveis de absorbância? Descreva a diferença básica de desenho entre um espectrômetro para medidas de absorção e um para os estudos de emissão.