Mapa De Raciocínio De Pesquisa Contextualização

RESUMO DE SLIDE

Disciplina de Química Analítica e Instrumental

MÓDULO A: A química analítica e análise estatística dos resultados

A análise química, essencial em áreas como farmacêutica, ambiental e alimentícia, visa identificar e quantificar substâncias com soluções.  Nesse contexto, tem-se como destaque a curva de incerteza e sua análise que se torna fundamental para garantir resultados confiáveis. A curva de incerteza é um gráfico que relaciona a resposta do instrumento (sinal) com a concentração conhecida de uma amostra em padrões.

Assim, ao medir o sinal de uma amostra desconhecida, pode-se ter uma curva interpolar ou extrapolar para determinar sua concentração. Logo, a precisão dessa determinação depende da linearidade da curva e da qualidade dos padrões usados, assim, a medida experimental tem incertezas, refletindo a dispersão dos valores em torno do valor verdadeiro.

As incertezas nas medidas resultam de fontes como erros sistemáticos e aleatórios. Os primeiros causam desvios constantes, associados a falhas no equipamento, reagentes impuros ou procedimentos incorretos. Já os erros aleatórios são flutuações imprevisíveis ligadas à variação da temperatura ambiente, instabilidade dos instrumentos ou imprecisões na pipetagem. Em síntese, a quantidade de algarismos significativa em um resultado indica a precisão da medida. Portanto, ao relatar valores, é essencial considerar a incerteza e usar o número correto de algarismos significativos para evitar transmitir uma precisão falsa ou esconder incertezas.

Diante desse contexto, também podemos destacar as diretrizes expostas em laboratórios químicos que são ambientes extremamente importantes para a pesquisa científica, desenvolvimento de novos produtos e ensino da ciência. Em resumo, para garantir a segurança de todos os envolvidos nas atividades práticas, são solicitados equipamentos de proteção individual (EPIs), jalecos, luvas, óculos de proteção e máscaras para impedir a exposição dos individuos com substancias químicas perigosas.

Fatores como manuseio adequado das substâncias, procedimento quanto ao descarte correto (nesse caso os elementos não são descartados no lixo normal) para evitar possiveis danos ao meio ambiente. Além disso, podemos destacar a importância de procedimentos de emergência para evacuação do laboratório em caso de reações adversas que podem inviabilizar o laboratório.

MÓDULO B: Equilíbrio químico

O equilíbrio químico é um conceito central na química que descreve o estado em que as concentrações dos reagentes e produtos permanecem constantes ao longo do tempo, essa ação ocorre quando a velocidade da ocorrência inversa é igual a velocidade da ocorrência inversa, resultando em uma situação estável de equilíbrio sonoro. Desta maneira, entender o equilíbrio químico se torna crucial para diversas áreas da ciência e engenharia devido à ocorrência frequente de respostas importantes sob essas condições.

Nesse contexto, podemos ressaltar os princípios do equilíbrio químico através do princípio de Le Chatelier, e a constante K.  Assim, contextualizando esse princípio, o mesmo foi formulado pelo francês Henri Louis Le Chatelier, sendo uma ferramenta poderosa para prever como um sistema de equilíbrio respondera a fatores externos. Segundo esse princípio, se um sistema em equilíbrio para perturbação por alterações na concentração, temperatura ou pressão, ele ajustará sua posição em equilíbrio para contrabalançar a perturbação e minimizar os efeitos.

Por exemplo, considerando um sistema em equilíbrio onde A + B ⇌ C + D, se a concentração de A aumentar, o equilíbrio será deslocado para a direita, favorecendo a formação de C e D, com o intuito de reduzir a concentração adicional de A. De maneira semelhante, se houver um aumento na temperatura em uma ocorrência exotérmica, o equilíbrio será deslocado para a esquerda como resposta do sistema ao favorecer os reagentes, isso tem como objetivo absorver parte do excesso de calor fornecido.

Abordando essa visão, o principio de Le Chatelier é amplamente utilizado em processos industriais para otimizar a produção de produtos químicos. Um exemplo disso é a descrição da amônia pelo processo Haber-Bosch, onde a pressão e temperatura são ajustadas com o objetivo de maximizar a produção de amônia, seguindo as orientações desse princípio.

A constante de equilibro, simbolizada por K, é uma medida quantitativa que indica a posição do equilíbrio em uma ocorrência química. Para uma ocorrência genérica representada como aA + bB ⇌ cC + dD, onde as letras maiúsculas são concentrações molares dos reagentes e produtos sem equilíbrio, enquanto as minúsculas representam os coeficientes estequiométricos da ocorrência.

Um equilíbrio constante fornece informações valiosas sobre a extensão da ocorrência. Se K for muito grande (K >> 1), isso indica que a formação dos produtos é favorecida, resultando em uma concentração de produtos muito maior do que a dos reagentes num estado de não-equilíbrio. Por outro lado, se K for muito pequeno (K << 1), significa que os reagentes são favorecidos na ocorrência da ocorrência, levando a uma concentração dos reagentes significativamente mais alta do que aquela dos produtos em um cenário sem equilíbrio.

A constante de equilíbrio depende da temperatura, e sua variação com a mudança de temperatura pode ser explicada pela proposta, proposta por Van't Hoff. Esta relação é fundamental para compreender como as alterações na temperatura influenciam a posição do equilíbrio em uma ocorrência química.

O conceito de equilíbrio químico tem inúmeras aplicações práticas em diversas áreas da ciência e da indústria. Na bioquímica, por exemplo, muitas reações enzimáticas ocorrem em condições de equilíbrio, sendo a compreensão dessas especificidades essencial para o desenvolvimento de medicamentos e terapias. Já na engenharia química, o entendimento do equilíbrio é crucial para projetar reatores e processos industriais eficientes; exemplos disso incluem a produção de ácido sulfúrico e síntese de polímeros.

Além disso, o equilíbrio químico desempenha um papel fundamental na química ambiental, sendo essencial para compreender e prever o comportamento de substâncias químicas e poluentes no meio ambiente. Por exemplo, a interação entre dióxido de carbono e água nos oceanos é crucial para regular o pH oceânico e afetar diretamente o ciclo global do carbono.

MÓDULO C: Equilíbrio de solubilidade e gravimetria

A solubilidade é um conceito fundamental na química, referindo-se à capacidade máxima de uma substância se dissolver em um solvente específico, formando uma solução homogênea. Este fenômeno é crucial para diversas aplicações científicas e industriais, desde a formulação de medicamentos até a purificação de substâncias químicas. Desta maneira, quando a quantidade de soluto excede a capacidade do solvente de dissolve-lo, ocorre a formação de um precipitado, um sólido que se separa da solução. A constante de solubilidade (Kps) é uma ferramenta essencial para descrever o equilíbrio entre o soluto dissolvido e o precipitado.