Erros em química analítica - esalq.usp.br · Procedimento 3 - Calcário –Pesar 0,5000 g de...
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LCE-108 – Química Inorgânica e Analítica
Erros em química analítica
Wanessa Melchert Mattos
Erro Experimental
Erro Sistemático: surge devido a uma falha no projeto de um experimento ou em uma falha de um equipamento. Exemplo: tampão para pH
Erro Aleatório: resulta dos efeitos de variáveis que não estão controladas (e que talvez não possam ser controladas) nas medidas. Exemplo: ruído elétrico de um instrumento
Erro Experimental
Erro Experimental - precisão X exatidão
PRECISO: NÃO EXATO: NÃO
PRECISO: SIM EXATO: NÃO
PRECISO: NÃO EXATO: SIM
PRECISO: SIM EXATO: SIM
Erro Experimental - precisão X exatidão Precisão: é uma medida da reprodutibilidade de um resultado. Se
uma grandeza for medida várias vezes e os valores forem muito próximos uns dos outros, a medida é precisa. Se os valores variarem muito, a medida não é muito precisa. Pode ser descrita: -Desvio-padrão -Variância -Coeficiente de variação
Os três são uma função de quanto um resultado individual xi difere da média, o que é denominado desvio em relação à média, di
di = |xi – x|
Volume (mL) 5,00 5,02 5,06 5,01 5,03
Erro Experimental - precisão X exatidão
Média dos resultados = (5,00+5,02+5,06+5,01+5,03)/5 = 5,024
Resultado final = 5,06 ± 0,0206 mL
Desvio médio (Dm) = 5,00 – 5,024 = -0,024 = 5,02 – 5,024 = -0,004 = 5,06 – 5,024 = 0,036 = 5,01 – 5,024 = -0,014 = 5,03 – 5,024 = 0,006 Variância = ( Dm2) / n = {(-0,024)2 + (-0,004)2 + (0,036)2 + (-0,014)2 + (0,006)2} / 5 Variância = 0,000424 Desvio padrão = variância = 0,020591260
Desvio-padrão
Exatidão: se refere a quão próximo um valor de uma medida está do valor real. É expressa em termos do erro absoluto ou erro relativo. Erro absoluto: a diferença entre o valor medido e o verdadeiro:
E = xi – xv
Erro relativo: é o erro absoluto dividido pelo valor verdadeiro:
E = xi – xv 100%
Xv
Erro Experimental - precisão X exatidão
Algarismos significativos A magnitude de uma grandeza é determinada através de
instrumentos de medida apropriados: - massa – balança - comprimento da parede – trena
Entretanto, existem balanças mais ou menos precisas. Por exemplo, a massa de um anel de ouro seria determinada com pouca precisão se fosse medida usando-se uma balança de supermercado, ao contrário do que ocorreria se uma balança de joalheiro fosse utilizada. Consequentemente, a magnitude de uma grandeza pode ter valores mais, ou menos, precisos. Esta precisão é refletida diretamente pelo número de casas decimais que o valor da grandeza contém.
Algarismos significativos Exemplo: dois objetos foram pesados em balanças diferentes,
obtendo-se as seguintes massas: m1 = 23,6 g e m2= 0,84 g. Qual medida é mais precisa? A balança que m1 foi obtida só permite a determinação de valores com precisão até décimo de grama (uma casa após a vírgula), enquanto a outra até centésimo de grama (duas casas após a vírgula). Os dígitos que aparecem no valor de uma grandeza expresso usando notação científica são denominados algarismos significativos. m1 = 2,36 x 10 g – três algarismos significativos m2= 8,4 x 10-1 g – dois algarismos significativos
Algarismos significativos Arredondamento de números:
1. Quando o algarismo seguinte ao último número a ser mantido é menor que
5, todos os algarismos indesejáveis devem ser descartados e o último número é mantido intacto;
2. Quando o algarismo seguinte ao último número a ser mantido é maior que 5, ou 5 seguido de outros dígitos, o último número é aumentado de 1 e os algarismos indesejáveis são descartados;
3. Quando o algarismo seguinte ao último número a ser mantido é 5 ou um 5 seguido somente de zeros, tem-se duas possibilidades:
* se o último algarismo a ser mantido for ímpar, ele é aumentado de 1 e o 5 indesejável (e eventuais zeros) é descartado;
* se o último algarismo a ser mantido for par (zero é considerado par), ele é mantido inalterado e o 5 indesejável (e eventuais zeros) é descartado.
Algarismos significativos Adição e subtração
Massa molecular do KrF2:
18,9984032 +18,9984032 +83,80 -------------------
Não-significativos
- Para adição e subtração, o resultado deve conter o mesmo
número de casas decimais do número com o menor número de casas decimais.
121,7968064
Algarismos significativos
Adição e subtração
1,632 x 105
+4,107 x 103
+0,984 x 106
1,632 x 105
+0,04107 x 105
+9,84 x 105
---------------------------
- Quando estiver somando e subtraindo números descritos em notação científica, expresse os números na mesma potência de 10.
11,51307 x 105
Multiplicação e divisão
Algarismos significativos
A limitação está no número de algarismos contidos no número com menos algarismos significativos.
3,26 x 10-5
X 1,78
------------- 5,80 x 10-5
4,3179 x 1012
X 3,6 x 10-9
------------- 1,6 x 10-6
34,60
÷ 2,46287
------------- 14,05
LCE-108 – Química Inorgânica e Analítica
Preparo de amostras
Wanessa Melchert Mattos
“Não sei o que está ocorrendo com minha plantação de hortaliças, as folhas estão amareladas e a planta está crescendo muito devagar...preciso de ajuda!!”
A sequência analítica
1. Definição do problema:
- Folhas amareladas;
- Crescimento retardado.
Possíveis causas: insuficiência de fertilizante nitrogenado, baixo nível de matéria orgânica no solo, elevado nível de matéria orgânica não decomposta no solo, deficiência de molibdênio (Mo), compactação do solo, intensa lixiviação e seca prolongada.
A sequência analítica
2. Escolha do método
• Amostra (tipo de amostra, composição)
• Homogeneidade do analito na amostra
• Elementos ou compostos a serem determinados
• Faixas de concentrações dos analitos
• Quantidade de amostra disponível para análise
• Quantidade de amostra necessária para a determinação
• Requisitos especiais: local de análise, controle de produção
Após o recebimento da amostra, o resultado
deverá ser emitido em quanto tempo ?
1 min? 1 h ?
10 h ? 1 dia ?
custo Química
limpa
Confiabilidade metrológica
Fonte: FJ Krug
4. Pré-tratamento da amostra
A sequência analítica
• É oportuno observar que, dentre todas as operações analíticas,
a etapa de pré-tratamento das amostras é a mais crítica. Em
geral, é nesta etapa que se cometem mais erros e que se gasta
mais tempo. É também a etapa de maior custo. Por isto, os
passos de um procedimento de pré-tratamento de amostra
deverão ser sempre considerados cuidadosamente.
• É também a etapa de maior custo.
Tipos de Amostras
Estado físico das amostra:
Sólido
Líquido
Gasoso
Amostras líquidas para a determinação elementar
Diluição com água ou solvente adequado (depende da técnica)
Exigem um pré-tratamento mais elaborado
Amostras sólidas
Análise direta
Exigem um pré-tratamento mais elaborado
Amostras gasosas
Amostragem é crítica
Exigem um pré-tratamento mais elaborado
Pré-tratamento
Solubilização (dissolução): a amostra é dissolvida em líquidos adequados sob baixas temperaturas. Transformação direta da amostra em solução.
Adiciona solução
adequada
Pré-tratamento
Decomposição (abertura): a amostra é convertida em uma outra forma com transformação química em altas temperaturas.
Balão de kjeldhal
Bloco digestor
Adiciona solução
adequada
Procedimento 1 - Solos
– Transferir 5 cm3 de terra fina seca ao ar (TFSA) para Erlenmeyer de 250 mL e pesar.
– Adicionar 100 mL (proveta) de solução de H2SO4 0,025 mol L-1 ao Erlenmeyer, tampar com rolha, agitar durante 15 min em agitador mecânico e filtrar através de papel de filtro Whatman nº 1, recebendo o filtrado em frasco plástico limpo e seco.
Procedimento 2 - Fertilizantes
– Pesar 0,5000 g da amostra de fertilizante e transferir para Erlenmeyer de 250 mL.
– Adicionar 125 mL (proveta) de água destilada ao Erlenmeyer, tampar com rolha, agitar durante 15 min em agitador mecânico e filtrar através de papel de filtro Whatman nº 1, recebendo o filtrado em frasco plástico limpo e seco.
Procedimento 3 - Calcário
– Pesar 0,5000 g de rocha carbonatada finamente moída e transferir para Béquer de 250 mL.
– Adicionar 10 mL (dispensador) de ácido clorídrico 50% (v/v) (1+1), cobrir com vidro de relógio, aguardar até cessar a reação.
– Aquecer o material à ebulição por 5 minutos.
– Juntar ~30 mL de água destilada e filtrar através de papel de filtro Whatman nº 1, recebendo o filtrado em balão volumétrico de 250 mL, lavando o béquer, o funil e o vidro de relógio com água destilada. Completar o volume e transferir para frasco plástico limpo e seco.
Procedimento 4 - Plantas
– Pesar 0,500 g de material vegetal seco e moído, e transferir para balão Kjeldhal de 50 mL.
– Adicionar 10 mL (dispensador) de ácido sulfúrico concentrado contendo mistura digestora (Na2SO4 + Na2SeO3), aquecer o balão até a obtenção de extrato claro.
– Adicionar ~20 mL de água destilada e transferir para balão volumétrico de 50 mL, lavando o balão Kjeldhal com água destilada. Completar o volume e transferir para frasco plástico limpo e seco.