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Aula 9 – Introdução Métodos de Separação

Julio C. J. Silva

Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) Instituto de Ciências Exatas

Depto. de Química

Juiz de Fora, 2014

QUI 072 – Química Analítica V Análise Instrumental

Introdução

• Técnicas analíticas um número pequeno apresenta seletividade para uma única espécie química

• Concomitantes espécies diversas presentes na matriz

• Interferentes espécies que afetam o sinal analítico

• Separações estratégia empregada para isolar a espécie de interesse

• Estratégias usadas para reduzir interferências (efeitos de matriz) modificação de matriz, o mascaramento e a diluição

Métodos de Separação

Introdução


O processo de Separaçã


Separação por Precipitação

• Requer alta diferença de solubilidade entre o analito e os potenciais interferentes

• Produto de solubilidade (Kps) hidróxidos e sulfetos

• Limitações :

1) Coprecipitação

2) Velocidade de precipitação

3) Formação de precipitados coloidais



• Separações baseadas na acidez



• Separações baseadas na formação de sulfetos


Separação por Extração

• A extensão segundo a qual os solutos, orgânicos ou inorgânicos, distribuem entre duas fases liquidas imiscíveis difere significativamente

• Essa característica pode ser usada para separações de espécies químicas

• Lei de distribuição fenômeno de equilíbrio que explica a partição de um soluto entre duas fases líquidas imiscíveis

(aq) A(org)

K (constante de distribuição) = [A]org/[A]aq

• Constantes de distribuição úteis para calcular a concentração do analito que permanece em solução após “i” extrações



• Exemplo: Extração líquido-líquido



• Constantes de distribuição (K):

• [A]i concentração de A que permanece em solução aquosa

• [A]o concentração original

• Vaq Volume da fase aquosa

• Vorg Volume da fase orgânica

• K constante de distribuição



• Exemplo:

A constante de distribuição do iodo entre um solvente orgânico e a água é 85. Encontre a concentração de I2 que permanece na fase aquosa após a extração de 50 mL de 1,0 x 10-3 mol L-1 de iodo com as seguintes quantidades de solvente orgânico:

a) 50 mL

b) Duas porções de 25 mL

c) Cinco porções de 10 mL

d) Qual a estratégia mais eficiente ?

[A]i = (Vaq/Vorg x K + Vaq)i x [A]o



[A]i = (Vaq/Vorg x K + Vaq)i x [A]o



2HQ(org) + M2+(aq) MQ2(org) + 2H+

(aq)

K´= [MQ2]org . [H+]2aq/[M+2]aq . [HQ]2

org


Separação em Fase Sólida

• Limitações da extração líquido-líquido:

1 – Solventes devem ser imiscíveis com a água e não formar emulsões

2 – Grandes volumes de solventes

3 – Procedimento moroso

• Extração em fase sólida (extração liquido sólido) boa alternativa

• Membranas, pequenas colunas descartáveis (seringas ou cartuchos)

• Funcionamento:



• Funcionamento:



• Separação de íons por troca iônica processo no qual íons presos num sólido poroso são trocados por íons presentes em uma solução levada ao contato com o sólido

• Resinas trocadoras de Íons

• Resinas trocadoras de cátions contém grupos ácidos (-SO3-H+)

xR-SO3-H+ (sólido) + Mx+ (solução) (-SO3

-H+)xMx+ (sólido) + xH+ (solução)

• Resinas trocadoras de ânions contém grupos básicos (-N(CH3)3+OH-)

xR-N(CH3)3+OH- + Ax- [R-N(CH3)3

+]xAx- + xOH-



• Equilíbrio de troca iônica lei da ação das massas

Ca2+(solução) + 2H+

(resina) Ca2+(resina) + 2H+

(solução)

K´= ([H+]2aq . [Ca2+]res)/([H+]2

res . [Ca2+]aq)

• Separação de troca iônica um dos íons deve prevalecer em ambas as fases. Por exemplo H+

[Ca2+]aq << [H+]aq

[Ca2+]res << [H+]res

• Assim:

(K´. [H+]2res)/[H+]2

aq= [Ca2+]res/[Ca2+]aq K = [Ca2+]res/[Ca2+]aq


Separações Cromatográficas

• Método amplo permite a separação, a identificação e a determinação de componentes químicos em amostras complexas

• Cromatografia técnica na qual os componentes de uma mistura são separados com base nas diferenças de velocidade nas quais são transportados através de uma fase estacionária fixo por uma fase estacionária móvel (liquido ou gás)

• Classificação dos métodos cromatográficos:


Separações Cromatográficas


Referências

- Juliano, V. F. Notas de Aula. Depto de Química. UFMG. 2010

- Faria, L.C. Notas de Aula. Instituto de Química. UFG. 1995

- Silva, L.L.R. Notas de Aula. FACESA. UFVJM. 2006.

- D. A. SKOOG, F. J. HOLLER e T. A. NIEMAN – Princípios de Análise

Instrumental, 5a ed., Saunders, 2002.

- A. I. VOGEL - Análise Analítica Quantitativa, LTC, 6ª ed., Rio de Janeiro.

- D. A. SKOOG, D. M. WEST e F. J. HOLLER – Fundamentals of Analytical

Chemistry, 6a ed., Saunders, 1991.

- Galen W. Ewing. Métodos Instrumentais de Análise Química (Volume 1).

Editora Edgard Blücher/Ed. da Universida

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