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MÉTODOS INSTRUMENTAIS DE ANALISE – CURVA ANALÍTICADarlan S. Santil
Métodos de Analise Química Classificação dos métodos
Volumétricos Clássicos Gravimétricos
Espectrométricos Instrumentais Eletroanalíticos
Cromatrográficos
Métodos Espectrométricos Classificação por Regiões do espectro
eletromagnético:
incluindo Espectroscopia Acústica, de massas e de
elétrons
Métodos Espectroquímicos
Espectroscopia Atômica : ICP OES, ICP-MS, FAAS, EAAS, GFAAS
Espectrofotometria, Turbidimetria
Métodos Eletroanalíticos Potenciometria, Voltametria, amperometria,
Condutimetria Vantagens: Determinação de espécies diferentes Barato, em torno de 20mil dólares Informam a atividade, em vez de concentrações
químicas.
Métodos Cromatográficos Separação de componentes de uma amostra Grau de resolução é exigido, Exatidão e
precicão Classificação: LC, CG, SFC
Técnicas hifenadas, Ex: HPLC-ICP OES, HPLC-ICP-MS, CG-MS
Figuras de Mérito associadas
Linearidade Sensibilidade Faixa de Trabalho Limite de Detecção Limite de Quantificação
LINEARIDADE Capacidade do método oferecer resultados diretamente proporcionais em á
concentração do analito dentro de uma faixa de trabalho. Correlação entre o sinal medido (espectroquimico, eletroanalítico, área ou altura) e a
massa ou concentração da espécie quantificada expressa como equação de uma reta chamada Curva analitica.
Sinal= y=mx+b
m e b são estimados por método de minimos Quadrados uma Analise de regressão
LINEARIDADE
Coeficiente de Correlação:X=ConcentraçãoY=Sinal Analíticon=número de pontos experimentais
1 1 1
2 22 2
1 1 1 1
.
n n n
i i i i
i i i
n n n n
i i i i
i i i i
x y x yr
n x x n y y
LINEARIDADEr varia de -1,0 a +1,0
Próximo a +1,0 pontos no gráfico caem em linha reta com inclinação positiva
Próximo a -1,0 pontos no gráfico caem em linha linha reta com inclinação negativa
Próximo a zero, conjunto de pontos não mostram nenhuma tendência
Usa-se Coeficiente de determinação, r ao quadrado
Varia de 0 a 1
LINEARIDADE Métodos dos mínimos Quadrados
LINEARIDADE Reta y= Sinal analiticom= Coef.angularb= Coef. Linear
1 1 12
2
1 1
n n n
i i i i
i i i
n n
i i
i i
n x y x ym
n x x
2
1 1 1 12
2
1 1
n n n n
i i i i i
i i i i
n n
i i
i i
x y x x yb
n x x
y mx b
LINEARIDADE Erros nas medidas
2
2 1
1
n
in
ii
i
sysm
xn x
n
2
12
1
1n
i
i
n
i
i
sb sy
xn
x
2 2
2 2 21 1
1 1
( 2)
n n
i in n
i ii i
i i
y xy m x
n nsyn
y mx b
SENSIBILIDADE “Medida da habilidade de discriminar entre
pequenas diferenças na concentração de um analito”
Fatores que afetam: Precisão Inclinação da curva de calibração
Sensibilidade de calibração ou coeficiente angular
Definição quantitativa de sensibilidade
OUTRAS FIGURAS DE MÉRITOFaixa de Trabalho Intervalo entre valor superior e inferior do
analito, atendendo precisão e exatidão se estende ao LOQ ao LOL
Limite de Detecção
Limite de Quantificação
3,3 sbLD xm
10 sbLQ xm
OBTENÇÃO DA CURVA DE CALIBRAÇÃO A resposta para o procedimento analítico
deve ser avaliada para quantidades conhecidas de constituintes (padrão) de forma que a resposta para uma quantidade desconhecida do analito ser interpretada
Requesitos: Considerar matriz da amostra, evitando
efeito de matriz Número de padrões Sempre que puder fazer a calibração
novamente
TÉCNICA DE ADIÇÃO DO ANALITO Minimização de efeito de matriz Matrizes complexas Spiking Medidas feitas na amostra original + solução
padrão Vários técnicas varia de acordo com
concentração do analito e de alguns casos da concentração dos reagentes usados
Todos os outros conistituintes da mistura reacional devem ser identicos
TÉCNICA DE ADIÇÃO DO ANALITO.
.
( ).
total total
totaltotal
total
p xtotal
total
S k CnS kVn nS kV
( ).
. .
p p x xtotal
total
p p x xtotal
total total
C V C VS kV
k C V k C VSV V
total p
total p
S mV bouS mC b
.
.
.
p
total
p
total
x x
total
k CmV
oukVmVk C VbV
º º
nd n mols desconhecidonp n mols padrão
2 2
xSm Sbs Cm b
Obs.Gráfico pode ser sinal x cp ou sinal x Vp
Desvio padrão da concentração do analito x
1
2.
3.
4.
5.
6.
m e b podem ser determinados pelo método dos minimos quadrados e Cd pode ser obtida da seguinte forma:
//
x xx x total
p total p
xx
b V CkV C VkC Vm C
bCpCmV
Harris Skoog
EXEMPLO Dez milimetros de aliquota de amostra de água
natural foram pipetados em balões de 50,00ml e foram adicionados em cada exatamente 0,00mL, 0,05mL, 10,00mL, 15,00mL e 20,00mL de uma solução padrão de Fe3+ com excesso de ion tiocianato para dar complexo com cor vermelha Fe(SCN)2+. Depois da diluição, cada solução teve sua resposta do instrumento medida com um colorimetro e foi encontrado para cada uma 0.240, 0.437, 0.621, 0,809, 1.009 respectivamente.
Qual a concentração de Fe3+ na amostra de água? Calcule desvio padrão da inclinação (sm) da
interseção (sb) e o desvio padrão do Fe3+ (sc)
Balão 1- sem adição de analito
Balão 2 - 1,11 ppm (mg/L)C= (11,1x5,00/50,00)
Balão 3 - 2,22 ppm (mg/L)C= (11,1x10,00/50,00)
Balão 4 - 3,33 ppm (mg/L)C= (11,1x15,00/50,00)
Balão 5 - 4,44 ppm (mg/L)C= (11,1x20,00/50,00)
a) Cp=0,11ppm, Vx=10,00mL, Vt=50,00Deve-se obter a eq da reta: S=mVp+b
m e b são determinados por mmq, m=0,0382 e b=0,2412
30, 2412 11,1 7,01
0,03820 10,00Fe
xC ppmx
1,11
2,22
3,33
4,44
0,00
7,01
ppm
Outra forma de resolver é pelo volume Diferença entre o volume adicionado de
padrão na origem (zero) e o valor do volume da interseção da reta é o volume de padrão equivalente a quantidade de analito na amostra
0
. . 0
( )
11.1 6.31 7.0110.00
p p x xtotal
total total
p px
x
x
k C V k C VSV VC VCVxC ppm
b) Aplicando as equações
Sb=3,8x10-3
Sm=3,1x10-4
Substituindo em S=0,12 ppm Fe3+
2
2 1
1
n
in
ii
i
sysm
xn x
n
2
12
1
1n
i
i
n
i
i
sb sy
xn
x
2 2
2 2 21 1
1 1
( 2)
n n
i in n
i ii i
i i
y xy m x
n nsyn
2 2
xSm Sbs Cm b
PADRÃO INTERNO “Quantidade conhecida de composto,
diferente do analito, que é adicionada a amostra desconhecida.”
Útil para analises nas quais as quantidades de amostra analisada ou resposta variam ligeiramente, por razões de difícil controle, Ex: T, vazão de gás.
A razão sinal do analito/sinal da espécie referência permanece constante
