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QFL-2242 - QUMICA ANALTICA INSTRUMENTAL - 2014

BIBLIOGRAFIA (Teoria e Laboratrio) Em lngua portuguesa: 1. SKOOG, D.A.; WEST, D.M.; HOLLER, F.J.; CROUCH, S.R.; Fundamentos de Qumica Analtica, 8a ed.,

Thomson, So Paulo, 2006. 2. SKOOG, D.A.; HOLLER, F.J.; NIEMAN, T.A; Princpios de Anlise Instrumental, 5a ed., Bookman, So

Paulo, 2002. 3. HARRIS, D.C.; Anlise Qumica Quantitativa, 6a ed., Livros Tcnicos e Cientficos, Rio de Janeiro, 2005. 4. WILLARD, H.; MERRITT, L.; DEAN, J.; Anlise Instrumental, Fund. Gulbenkian, Lisboa, 1979. 5. OHLWEILLER, O.A.; Fundamentos de Anlise Instrumental, Livros Tcnicos e Cientficos, So Paulo,

1981. 6. VOGEL, A.I.; Anlise Inorgnica Quantitativa, Guanabara Dois, Rio de Janeiro, 1984. 7. EWING, G.W.; Mtodos Instrumentais de Anlise Qumica, Blcher, So Paulo. 8. COLLINS, C.H.; BRAGA, G.L., Introduo aos Mtodos Cromatogrficos, 2a ed., Edit. UNICAMP,

Campinas, 1987. 9. LANAS, F.M., Cromatografia em Fase Gasosa, Acta, So Carlos, 1993.

Em lngua inglesa: 10. SKOOG, D.A.; HOLLER, F.J.; NIEMAN, T.A.; Pinciples of Instrumental Analysis, 5a ed., Harcourt Brace,

1998; 11. SKOOG, D.A.; WEST, D.M.; HOLLER, F.J.; Fundamentals of Analytical Chemistry, 6a ed., Saunders,

Philadelphia, 1992. 12. SKOOG, D.A.; WEST, D.M.; HOLLER, F.J.; Analytical Chemistry, an Introduction, 6a ed., Saunders,

Philadelphia, 1994. 13. HARRIS, D.C.; Quantitative Chemical Analysis, 4a ed., Freeman, New York, 1995. 14. KELLNER, R.; MERMET, J.M.; OTTO, M.; WIDMER, H.M.; Analytical Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim,

1998. 15. CHRISTIAN, G.D.; O'REILLY, J.E.; Instrumental Analysis, 2a ed., Allyn & Bacon, Boston, 1986. 16. SEWELL, P.A; CLARKE, B.; Chromatographic Separations, Wiley, Chichester, 1987 (Analytical Chemistry

by Open Learning). 17. SNYDER, L.R.; KIRKLAND, J.J.; Introduction to Modern Liquid Chromatography, 2a ed., John Wiley, NY,

1979.

Tratamento mais aprofundado: 18. WILSON, C.L.; WILSON,D.W.; SVEHLA, G. (editores); Comprehensive Analytical Chemistry, Van

Nostrand, New York, 1959. 19. ROSSITER, B.W.; HAMILTON, E.J.F. (editores); Physical Methods of Chemistry, 2a ed., John Willey, New

York, 1986. 20. RUZICKA, J.; HANSEN, E.H.; Flow Injection Analysis, 2a ed., John Willey, New York, 1988. 21. SMITH, R.M.; Gas and Liquid Chromatography in Analytical Chemistry, Wiley, New York, 1988.

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ROTEIROS PARA OS EXPERIMENTOS DO 2o CICLO

AANNLLIISSEE PPOORR IINNJJEEOO EEMM FFLLUUXXOO Bibliografia:

SKOOG, D.A.; HOLLER, F.J.; NIEMAN, T.A.; Pinciples of Instrumental Analysis, 5a ed., Harcourt Brace, 1998; RUZICKA, J.; HANSEN, E.H.; Flow Injection Analysis, 2a ed., John Willey, New York, 1988 B.F. Reis, M.F. Gin, E.A.M. Kronka, Qumica Nova, 12(1), 1989, 82 F.R.P. Rocha, P.B. Martelli, B.F. Reis, Qumica Nova, 23(1), 2000, 119. OBSERVAO: Cada grupo deve trazer um comprimido de paracetamol (Tylenol ou genrico). Introduo Os sistemas de anlises em fluxo so empregados para automatizar procedimentos de anlises qumicas,

reduzindo o envolvimento do operador, melhorando a preciso das medidas e aumentando o nmero de amostras processadas por unidade de tempo. Em muitos casos, o consumo de reagentes e a produo de resduos so consideravelmente reduzidos em comparao aos procedimentos convencionais. Dentre as diversas modalidades, destacam-se os sistemas de anlise por injeo em fluxo (FIA), devido simplicidade e versatilidade. Nestes sistemas, alquotas de amostra (e eventualmente de reagentes) so inseridas em uma soluo que as transporta atravs do percurso analtico em direo ao detector. Durante o transporte, a amostra pode receber reagentes, sofrer diluies, participar de etapas de separao/concentrao etc. Em virtude do contato com a soluo transportadora, ocorre a disperso da amostra, originando gradientes de concentrao. A disperso dependente das caractersticas fsico-qumicas das solues (e.g. viscosidade) e de fatores hidrodinmicos (vazes, volume de amostra, comprimento e dimetro dos tubos que constituem o percurso analtico). Como a medida feita com a amostra em movimento em relao ao detector, obtido um sinal transiente, cuja altura pode ser relacionada concentrao da espcie medida. Para construir um sistema FIA, necessrio um dispositivo para propulso dos fluidos, sendo frequentemente empregada uma bomba peristltica, que permite propulso a vazo constante. Alternativamente, pode se explorar a ao da gravidade. Um injetor-comutador pode ser empregado para seleo e insero de alquotas de amostras. Diversos detectores (e.g. espectrofotomtricos, fluorimtricos, potenciomtricos, amperomtricos) podem ser empregados para a medida dos sinais, sendo usualmente necessrias apenas pequenas adaptaes nos equipamentos convencionais. Completam o sistema, tubos com dimetro 0,5-0,8 mm, nos quais se processa a disperso da amostra e ocorrem as reaes qumicas cujo equilbrio no precisa ser necessariamente atingido antes da deteco. Objetivos Familiarizao com a tcnica de anlise por injeo em fluxo (FIA) acoplada a detectores espectrofotomtrico e amperomtrico. Parte 1. Determinao de ons fosfato em extratos de sedimento Um mtodo espectrofotomtrico amplamente utilizado para a determinao da concentrao de fosfato baseado na reao com molibdato de amnio e cido ascrbico em meio cido. Fosfato forma um heteropolicido com molibdato, que posteriormente reduzido por cido ascrbico com a formao de um produto azul:

H3PO4 + 12 H2MoO4 H3P(Mo12O40) + 12 H2O

cido ascrbico Mo (VI) Mo (V)

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A determinao de fosfato pode ser implementada com o sistema FIA esquematizado a seguir: Na posio mostrada na figura, a amostra aspirada com uma seringa hipodrmica, preenchendo a ala de

amostragem (L), enquanto o transportador (C, H2O) e os reagentes R1 (molibdato de amnio 2,5 mmol L-1 em meio HNO3 0,2 mol L-1) e R2 (cido ascrbico 2,5% (m/v)) so continuamente bombeados. Os reagentes R1 e R2 se misturam na bobina B1 (50 cm). Quando a poro central do injetor movimentada no sentido indicado pela seta, a alquota de amostra inserida no transportador, sendo conduzida em direo ao detector. No ponto de confluncia x, a amostra recebe os reagentes e a reao se processa na bobina B2. A vazo total e o comprimento de B2 (250 cm) definem o tempo mdio de residncia (tempo disponvel para ocorrncia da reao qumica). O produto formado detectado em = 660 nm, no espectrofotmetro equipado com uma cela de fluxo. Procedimento Cerca de 30,0 mL da amostra de Coca-Cola deve ser levada ao ultra-som para retirada do gs por

aproximadamente 20 minutos (CUIDADO! No incio da sonicao h intensa liberao de gs do refrigerante, podendo ocasionar a perda de amostra). Preparar solues de referncia de fosfato 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 e 10,0 mg L-1 (como P), em bales de 50 mL a

partir de uma soluo estoque 100 mg L-1. Alm disso, aps a sonicao, pipetar 1,0 mL da amostra em um balo de 50 mL e completar o volume com gua destilada. Caso necessrio, fazer outras diluies da amostra. 1. Empregando a soluo 10,0 mg L-1 P, avaliar o efeito da variao do volume de amostra (75, 150 e 300

L) substituindo a ala da amostragem (L). Avaliar tambm o efeito da variao do reator B2 (500, 1250 e 2000 L)

2. Com a ala de amostragem selecionada, construir uma curva analtica com as alturas de pico obtidas (valor mdio de triplicatas) em funo da concentrao de P. Em seguida, calcular a concentrao de fosfato nas amostras.

3. Parar a bomba peristltica com o centro da zona de amostra no interior da cela de fluxo, empregando uma soluo de 10,0 mg L-1 P.

Questes 1. Comente a influncia dos volumes da amostra e do percurso analtico (B2) sobre o sinal. 2. Discuta o perfil do sinal obtido com base na disperso da amostra. 3. Compare o que se espera da determinao espectrofotomtrica convencional com a efetuada em fluxo,

comentando vantagens e desvantagens. 4. Como se explica as diferenas no sinal com o aumento da rotao da bomba peristltica? Quais as

vantagens e desvantagens de se empregar rotaes maiores ou menores? 5. Calcule a concentrao de fosfato na amostra, expressando como em mg P kg-1 para a amostra de

refrigerante (considerar o nmero de algarismos significativos e expressar o desvio das medidas!!). 6. Estime a freqncia de amostragem (determinaes por hora) e as massas de molibdato de amnio e de

cido ascrbico consumidas por determinao.

Lamostra

660

nm

B2

bombaperistltica

injeto

R1R2

C

L

B1

x

Lamostra

B2

bombaperistltica

injeto

R1R2

C

L

B1

x

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Parte 2. Determinao de Paracetamol (4-Acetoamino Fenol ou Acetoaminophen) A determinao de paracetamol em medicamentos pode ser feita por oxidao eletroqumica, de acordo

com a reao representada pela seguinte equao:

OH

N

H CO

CH3

-H+

-2e-

O

N+H C

O

CH3

O

N

OH

+ H2O - H+

- CH3COOH

OH

N

O

Para uma descrio mais detalhada, consulte Anal. Chem., 1981, 53, 2258. O sistema FIA a ser utilizado est esquematizado a seguir:

Procedimento A soluo transportadora (tampo Ac-/HAc, pH 4,0) impulsionada por gravidade, passa pelo injetor e chega clula eletroqumica, na qual ocorre o processo de oxidao. As solues a serem analisadas devero ser preparadas com a mesma soluo tampo utilizada como transportador. Inicialmente, o paracetamol deve ser extrado de um comprimido de Tylenol. Introduzir um comprimido em um balo de 100 mL, adicionar H2O no balo (~30% do volume total) e sonicar por cerca de 20 minutos. Em seguida, completar o volume do balo com gua desionizada. Aps decantao do slido remanescente, alquotas desta soluo podem ser diludas (100 L em um balo de 50 mL).