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A preparação adequada da amostra é um primeiro passo crítico em todos os tipos de análises químicas.
A preparação adequada da amostra é essencial para reduzir o potencial de erro. O erro pode ser mitigado de várias maneiras: desde a seleção de vidraria adequada até a atenção aos números significativos nos cálculos.
Para muitos instrumentos analíticos, uma solução uniforme da amostra de interesse deve primeiro ser preparada. O processo de dissolução ? onde um soluto se dissolve em um solvente? permite a formação de uma solução homogênea que pode ser retirada para uso em uma ou mais análises.
No entanto, a amostra dissolvida geralmente requer etapas adicionais de preparação antes de estar pronta para análise. Essas técnicas, como filtração, extração ou quelação, também podem ser realizadas antes da análise.
Este vídeo demonstrará algumas etapas importantes na preparação adequada da amostra para uso químico subsequente.
Os erros podem ser classificados como sistemáticos ou aleatórios. Erros aleatórios estão associados a mudanças inesperadas, como condições ambientais como vento.
Erros sistemáticos estão associados ao viés do experimentador ou do instrumento. Esses erros na preparação da amostra podem ser evitados garantindo que tanto o procedimento quanto os dispositivos ? como uma balança ou pipeta? são usados corretamente.
Ao preparar uma solução de amostra, a escolha do solvente é importante e pode ser baseada nos requisitos do instrumento que está sendo usado. Alguns instrumentos requerem solventes aquosos, enquanto outros requerem orgânicos. É necessário que a amostra se dissolva no líquido selecionado. A solubilidade é um fator de interações intermoleculares do analito com o solvente e muitas vezes pode ser manipulada alterando o tipo de solvente, temperatura ou pH.
Uma solução de amostra deve ter uma concentração precisa. Para preparar a solução, a amostra sólida é pesada em uma balança analítica em vez de uma balança de carregamento superior padrão para maior precisão. Se a amostra sólida for higroscópica e contiver umidade, pode ser necessário secá-la em um forno ou dessecador antes da pesagem.
Se a amostra for líquida, ela pode ser medida por peso ou volume. Ao usar medições de volume, certifique-se de usar um balão volumétrico, pois podem ser introduzidos erros ao usar outros artigos de vidro de medição, como um cilindro volumétrico com grandes graduações. Alternativamente, uma pipeta volumétrica de vidro pode ser usada. Eles são normalmente calibrados para fornecer um volume preciso com a última gota restante na pipeta.
Para preparar a solução, dissolve-se a amostra medida com precisão num balão volumétrico. Inicialmente, use menos do que o volume final de solvente para dissolver a amostra. Depois de misturar, adicione mais solvente com cuidado para levar a solução ao seu volume final.
Depois de dissolver a maior parte da amostra no solvente, ainda pode haver sólidos presentes que precisam ser removidos antes da análise. Esses sólidos indesejados podem ser removidos por filtração para evitar danos ao instrumento.
Em alguns casos, um metal dissolvido deve ser ligado a outro composto ? chamado de agente quelante? para ser detectado. Esse processo é chamado de quelação. Quando espécies indesejadas também se ligam ao agente quelante, elas devem ser mascaradas.
Isso é feito adicionando um agente de mascaramento que inibe a quelação de certos metais. Isso evita que os metais indesejados sejam detectados. O desmascaramento dos compostos interferentes pode então ser realizado para liberar os íons metálicos e permitir sua análise.
Agora que os fundamentos da preparação de amostras foram descritos, vamos dar uma olhada em como ela é realizada no laboratório.
Para começar, selecione um balão volumétrico de tamanho adequado.
Mergulhe o balão volumétrico e a tampa em ácido clorídrico a 1% para remover quaisquer cátions adsorvidos. Remover o balão e a rolha após imersão durante a noite.
Em seguida, lave o balão volumétrico e a rolha com sabão e água desionizada e depois enxágue abundantemente.
Secar o balão e a rolha numa estufa de secagem até secar completamente.
Quando o balão estiver frio, pesar a amostra necessária e adicioná-la ao balão. Registar a massa da amostra utilizada.
Adicione cerca de ? do volume do solvente para o frasco, coloque a rolha no lugar e agite suavemente para dissolver os sólidos.
Adicionar o restante do solvente até que o menisco toque na marca de calibração do balão. Tapar o balão e invertê-lo várias vezes para misturar bem.
Para remover sólidos não dissolvidos, coloque a amostra em uma seringa, coloque um filtro de seringa na ponta e pressione o êmbolo para empurrar a amostra através do filtro. A amostra coletada agora está totalmente preparada e pronta para análise.
Se a amostra a ser analisada for líquida em vez de sólida, ela pode ser medida volumetricamente usando uma pipeta. Começando com um balão volumétrico limpo e rolha, adicionar um volume adequado da amostra ao balão e registar o volume.
Adicione o solvente e termine de preparar a amostra como é feito para amostras sólidas.
Se a amostra dissolvida exigir quelação e mascaramento de metais, como em uma análise complexométrica de cálcio na presença de ferro, ajuste a amostra para um pH apropriado adicionando base.
Adicione o agente de mascaramento de cianeto para proteger o ferro da quelação. Deixe reagir por pelo menos 10 min.
Adicione EDTA para quelar o cálcio e deixe misturar. Use o suficiente para formar um complexo 1:1. A amostra está agora pronta para a determinação do cálcio.
Para usar a mesma amostra para análise de ferro, desmascare o ferro adicionando formaldeído e misture. A amostra agora está pronta para análise de ferro.
A preparação da amostra é uma etapa importante em quase todos os experimentos e métodos analíticos usados pelos químicos.
O gás de combustão industrial pode ser usado como fonte de dióxido de carbono para a cultura de microalgas. Para entender se a contaminação por metais pesados do gás é um problema, as algas cultivadas neste exemplo foram analisadas quanto ao teor de metais pesados.
Após o período de crescimento, as algas foram coletadas do fluido do biorreator por centrifugação e liofilizadas antes de iniciar o processo de preparação da amostra.
As algas secas foram digeridas usando calor, ácido nítrico e peróxido de hidrogênio para preparar uma solução homogênea adequada para análise química. Neste exemplo, o conteúdo de metais pesados em algas secas foi analisado usando espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado, ou ICP-MS.
A técnica detectou simultaneamente 12 metais na amostra sem interferência e revelou que os contaminantes metálicos do gás de combustão acabaram na biomassa de algas.
A preparação adequada da amostra também é importante ao estudar materiais complexos, como o solo, usando espectroscopia de absorção atômica.
Neste experimento, uma amostra de solo seco foi primeiro pesada em uma balança analítica. Em seguida, foi adicionado a um tubo de digestão com água 1:1 e ácido nítrico concentrado usando uma pipeta.
Após várias etapas de digestão, a amostra foi filtrada para remover quaisquer sólidos e, em seguida, foi coletada em um balão volumétrico. Água adicional foi adicionada para diluir a solução para análise.
Os poliésteres lipídicos constituem os componentes estruturais de partes das paredes celulares. Para estudar esses produtos químicos usando GC-MS, o tecido vegetal foi primeiro coletado e pesado.
Após várias etapas de processamento e secagem, uma mistura 1:1 de tolueno e heptano foi adicionada para dissolver a amostra seca.
O frasco foi inserido na bandeja de carregamento automático de um GC-MS para análise.
Você acabou de assistir à introdução de JoVE à Preparação de Amostras. Agora você deve entender os fundamentos da preparação de amostras sólidas e líquidas para análise subsequente.
Obrigado por assistir!