Lista de Exercício 1ª TVC – Química Analítica V – Teoria (2º Sem 2015)
Skoog
Capítulo 5: Erros em análises químicas
5-1. Explique a diferença entre:
a) erro constante e erro proporcional
b) Erro aleatório e sistemático
5-3. Cite três tipos de erros sistemáticos
5-11. Uma perda de 0,4 mg de Zn ocorre durante uma análise envolvendo este elemento.
Calcule o erro porcentual relativo devido a essa perda se o peso de Zn na amostra for
(a) 40 mg. (b) 175 mg.
(c) 400 mg. (d) 600 mg.
Capítulo 6: Erros Aleatórios em Análises Químicas
6-3. Faça a distinção entre:
(a) O significado da palavra “amostra” como é usada nos contextos químico e estatístico.
(b) O desvio padrão da amostra e o desvio padrão da população
Capítulo 7: Tratamento e Avaliação Estatística de Dados
7-3. Discuta como a dimensão do intervalo de confiança da média é influenciada pelos seguintes
aspectos (todos os outros fatores são constantes):
(a) O tamanho N da amostra.
(b) O nível de confiança.
(c) O desvio padrão s.
7-4. Considere os seguintes conjuntos de réplicas de medidas:
Calcule a média e o desvio padrão para cada um dos seis conjuntos de dados. Calcule o
intervalo de confiança de 95% para cada conjunto de dados. Qual o significado desse intervalo?
7-6. O último resultado de cada conjunto de dados do Problema 7-4 pode ser um valor anômalo.
Aplique o teste Q (nível de confiança de 95%) para determinar se há ou não base estatística para
a rejeição.
7-9. Quantas réplicas de medidas são necessárias para diminuir os intervalos de confiança de
95% e 99% para a análise descrita no Problema 7-7 para +/- 1,5 g de Fe/mL?
7-17. O esgoto e os poluentes industriais lançados em um corpo de água podem reduzir a
concentração de oxigênio dissolvido e afetar negativamente espécies aquáticas. Em um estudo,
foram feitas leituras semanais no mesmo local em um rio durante um período de dois meses.
Alguns cientistas consideram que 5,0 ppm é um nível de O2 dissolvido que é limítrofe para a
sobrevivência de peixes. Realize um teste estatístico para determinar se a média da concentração
de O2 dissolvido é menor que 5,0 ppm em um nível de confiança de 95%. Defina claramente as
hipóteses nula e alternativa.
7-22. A homogeneidade dos níveis de cloreto presente em uma amostra de água de um lago foi
testada por meio de análises de porções retiradas do topo e do fundo da coluna de água, tendo
apresentado os seguintes resultados, em ppm de Cl- :
(a) Aplique o teste t em um nível de confiança de 95% para determinar se as médias são
diferentes.
(b) Agora use o teste t pareado e determine se há diferença significativa entre os valores para o
topo e fundo em um nível de confiança de 95%.
(c) Por que se chega a diferentes conclusões quando se usa o teste t pareado e quando apenas se
combina os dados e se usa o teste t normal para diferenças nas médias?
7-31. Aplique o teste Q aos conjuntos de dados que seguem para determinar se resultados
anômalos devem ser mantidos ou rejeitados a um nível de confiança de 95%.
(a) 41,27; 41,61; 41,84; 41,70
(b) 7,295; 7,284; 7,388; 7,292
Capítulo 8: Amostragem, Padronização e Calibração
8-2. Qual a função da etapa de amostragem em uma análise?
8-13. A concentração do íon sulfato em águas naturais pode ser determinada pela medida da
turbidez que resulta quando um excesso de BaCl2 é adicionado a uma quantidade medida da
amostra. Um turbidímetro, instrumento usado para essa análise, foi calibrado com uma série de
padrões de soluções padrão de Na2SO4. Os seguintes dados foram obtidos na calibração:
Considere que existe uma relação linear entre as leituras no instrumento e as concentrações.
(a) Construa um gráfico e trace visualmente uma linha reta entre os pontos.
(b) Calcule a inclinação e o intercepto da melhor linha reta pelo método dos mínimos
quadrados.
(c) Compare a linha reta da relação determinada em (b) com aquela determinada em (a).
(e) Obtenha a concentração de sulfato em uma amostra que gerou uma leitura de 2,84 no
turbidímetro. Encontre o desvio padrão absoluto e o coeficiente de variação.
(f) Repita os cálculos para (e) considerando que 2,84 foi o valor médio de seis leituras no
turbidímetro.
8-19. A água pode ser determinada em amostras sólidas por espectroscopia no infravermelho. O
conteúdo de água do sulfato de cálcio hidratado deve ser medido empregando-se carbonato de
cálcio como padrão interno para compensar alguns erros sistemáticos do procedimento. Uma
série de soluções padrão contendo sulfato de cálcio diidratado e uma quantidade constante
conhecida do padrão interno é preparada. A solução com conteúdo desconhecido de água
também é preparada contendo a mesma quantidade do padrão interno. A absorbância do
composto diidratado é medida em um comprimento de onda (Aamostra) juntamente com aquela
do padrão interno em outro comprimento de onda (Apadrão). Os seguintes resultados foram
obtidos.
(a) Construa um gráfico da absorbância da amostra (Aamostra) versus % de água e determine se
o gráfico é linear a partir da regressão estatística.
(b) Faça um gráfico da razão Aamostra/Apadrão versus % de água e comente se o uso do padrão
interno melhora a linearidade obtida na parte (a). Se há melhoria na linearidade, explique por
quê.
(c) Calcule a porcentagem de água na amostra desconhecida usando os dados do padrão interno.
8-23. Os seguintes resultados de absorção atômica foram obtidos para a determinação de Zn em
um comprimido de multivitaminas. Todos os valores de absorbância foram corrigidos por um
branco apropriado (cZn = 0,0 ng/mL). O valor médio para o branco foi 0,0000 com um desvio
padrão de 0,0047 unidades de absorção.
(a) Encontre o valor médio de absorbância para os padrões de 5,0 e 10,0 ng/mL e para amostras
de comprimidos. Determine os desvios padrão desses valores.
(b) Determine a melhor linha dos mínimos quadrados para os pontos de cZn = 0,0; 5,0 e 10,0
ng/mL. Encontre a sensibilidade da calibração e a sensibilidade analítica.
(c) Encontre o limite de detecção para um valor de k de 3. A que nível de confiança isto
corresponde?
(d) Determine a concentração de Zn na amostra de comprimido e o desvio padrão da
concentração.
Exercícios extras
Questão 1: A determinação preliminar do desvio padrão da amostragem (ss) de um único lote do
material total levou ao valor de 9,9% para o desvio padrão relativo de amostragem do analito.
Quantas amostras precisam ser coletadas se o analista deseja ter 95% confiança de que o valor
medido do analito não varia mais do que 5% em torno da média verdadeira? Considere partindo
inicialmente de um número infinito de amostras.
Questão 2: Um indivíduo faz quatro determinações de ferro em uma certa amostra e encontrou
um valor médio de 31,40% m/v e uma estimativa do desvio padrão, s, de 0,11% m/v. Qual o
intervalo em que deve estar a média da população, µ, com um grau de confiança de 95% ?
Questão 3: Um método para determinar mercúrio pela técnica de absorção atômica com vapor
frio, obteve os seguintes valores para um material de referência que contém 38,9% de mercúrio:
38,9; 37,4; 37,1%. Há diferença significa em um nível de 95% de confiança entre a média das
medidas e o valor de referência?
Questão 4: Em uma comparação de dois métodos para a determinação de boro em amostras de
soro sanguíneo foram obtidos os seguintes resultados (mg/Kg):
Método 1 : média = 28,0, s = 0,3
Método 2; média = 26,25, s = 0,23
Os métodos dão médias que diferem significativamente?
Questão 5: Em uma avaliação interlaboratorial foi avaliada a capacidade de dois analistas de
executarem um mesmo procedimento de análise de um fármaco. Avalie os dados e diga se há
diferença entre os resultados obtidos pelos dois analistas em um nível de 95% de confiança.
Dados:
Analista
Fármaco (mg Kg-1)
1
26,30
26,43
26,28
26,19
2
26,22
26,32
26,20
26,42
Questão 9: Considere a determinação de AAS em um fármaco realizada por dois analistas
usando curva de calibração e curva de calibração com adição de padrão. Um analista fez a
leitura da curva de calibração em triplicata (n=3) obtenção a seguinte equação da reta: y =
(280,9433 ± 1,4114)x – 0,0071. O outro analista obteve a seguinte equação da reta por adição de
padrão: y = (323,07 ± 2,00)x - 0,0038. Considerando o método das adições de padrão como
método de referência, qual estratégia de calibração que você, como chefe de laboratório,
adotaria para a análise de cem (100) amostras de um lote de AAS? Explique porque da sua
escolha.