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2ª Lista de exercícios – Elementos de Química Analítica 1- Na determinação do teor de umidade em uma amostra, os resultados apresentados abaixo foram obtidos. Calcular a porcentagem de umidade na amostra. Massa do pesa-filtro vazio: 8,1320 g. Massa do pesa-filtro com a amostra: 9,5895 g. Massa do pesa-filtro com a amostra desidratada: 9,3748 g. 2- Uma amostra de 250,0 mL de água corrente forneceram um resíduo de óxido de cálcio que pesou 0,0476 g. Calcule o teor de cálcio na amostra em gramas por litro e ppm. 3- Qual o mínimo volume de solução de ácido sulfúrico de densidade 1,24 g/mL e 32,3% em massa é necessário para converter completamente 0,750 g de CaC2O4.H2O em CaSO4? 4- Qual o mínimo volume de solução de oxalato de amônio ((NH4)2C2O4) contendo 35,1 g por litro de solução é necessário para precipitar completamente o cálcio, na forma de oxalato de cálcio, de 0,124 g de Ca3(PO4)2? 5- Qual o mínimo volume de solução de oxalato de amônio ((NH4)2C2O4) contendo 4,00 g em 100 mL de solução é necessário para precipitar completamente o cálcio, na forma de oxalato de cálcio, de uma amostra constituída totalmente por carbonato de cálcio? 6- Uma solução de ácido sulfúrico (20,00 mL) foi tratada com excesso de cloreto de bário. Obteve-se um precipitado que, depois de filtrado, lavado e secado, pesou 0,9320 g. Calcular a concentração da solução de ácido sulfúrico em gramas por litro e mol por litro? 7- Uma amostra de sulfeto de zinco foi digerida com ácido nítrico concentrado, sendo convertido todo o enxofre neste tratamento em sulfato. Este íon foi totalmente precipitado por excesso de cloreto de bário. Partindo-se? De 0,2500 g da amostra, obteve-se 0,3030 g de sulfato de bário. Calcular a porcentagem de sulfeto de zinco na amostra analisada. 8- Uma amostra de 50,00 mL de um vinho branco requer 21,48 mL de uma solução de NaOH 0,03776 mol/L para alcançar o ponto final com fenolftaleína. Expressar a acidez do vinho em relação ao teor de ácido tartárico (H2C4H4O6 150,09 g/mol). Pressupor que ambos os prótons ácidos do composto sejam titulados. 9- Uma amostra de água do mar (100 mL) foram transferidos para um balão volumétrico e o volume completado exatamente a um litro com água destilada. 50,00 mL da solução assim preparada necessitaram de 27,20 mL de solução 0,102 mol/L de AgNO3 para completa precipitação. Calcular a concentração de NaCl na água do mar, em gramas por litro. 10- a) Uma amostra de 25,00 mL que supostamente contém 0,01950 mol/L de Ca2+ será titulada em meio tamponado a pH 10,0 usando solução de EDTA 0,01008 mol/L como titulante. Determine o volume de titulante que seria necessário para atingir o ponto de equivalência da titulação; b) considerando que o laboratório dispõe apenas de buretas com capacidade de 25,00 mL, verifique se a diluição prévia da amostra retirando-se 10,00 mL da solução concentrada e avolumando-a a 25,00 mL com água, seguida pela titulação de 10,00 mL da solução diluída, seria adequada para consumir um volume de titulante mensurável pela vidraria disponível. 11- Exatamente 600,0 mg de oxalato de sódio (Na2C2O4), foi dissolvido em ácido e titulado com uma solução de permanganato de potássio, de acordo com a reação: 2 MnO4 - + 5 C2O4 2- + 16 H+ ⇆ 2 Mn2+ + 10 CO2(g) + 8 H2O O ponto final foi atingido com a adição de 34,00 mL de titulante. Calcule a concentração molar do KMnO4. MMNa2C2O4 = 134,0 g/mol. 12- O conteúdo de ferro em uma liga foi determinado em replicatas, fornecendo como resultado 94,67; 94,54; 94,62 e 94,93% m/m de ferro. Calcule a média, o desvio padrão e o desvio padrão relativo (%) dessas análises. Calcule os intervalos de confiança de 90% e 95% para a média desses dados. 13- Cinco amostras de cromato de potássio foram pesadas e apresentaram os seguintes resultados: (a) 123,3 g; (b) 124,2 g; (c) 121,5 g; (d) 123,6 g e (e) 124,1 g. Calcule a média, o desvio padrão e o desvio padrão relativo (%) desses cinco resultados. 14- Uma perda de 0,4 mg de Zn ocorre recorrentemente durante uma análise. Em que tipo de erro esta perda pode ser classificada? Calcule o erro percentual relativo devido a esta perda, se o peso de Zn na amostra é: a) 40 mg b) 400 mg 15- Um analista obteve os seguintes resultados para a medida do conteúdo de um agrotóxico em um alimento: 116,0; 97,90; 114,2; 106,8; 108,3 ppm. Calcule a média aritmética, o desvio padrão, o desvio padrão relativo e o intervalo de confiança a 90% para a média. Utilizando o teste Q, decida se o resultado de 97,90 ppm deve ser descartado. 16- Um analista fez seis determinações do conteúdo de cloreto em uma amostra que se sabia conter 60,0 ppm. Os resultados foram: 61,0; 61,5; 56,6; 56,9; 58,2; e 53,8 ppm. Calcule a média, o desvio padrão e o coeficiente de variação (mesma coisa que desvio padrão relativo) para este conjunto de dados. Algum valor deve ser descartado a nível de confiança de 95%? O teor médio encontrado é estatisticamente semelhante ao valor real a 95% de confiança? 17- A mudança de cor de um indicador químico necessita de um volume adicional de 0,04 mL em uma titulação. Calcule o erro relativo percentual se o volume total da titulação for: a) 50 mL b) 25 mL 18- Os resultados obtidos por dois analistas para o conteúdo de carbono em um composto orgânico são dados abaixo: Analista 1: 49,32; 49,41; 49,66; 49,45% m/m Analista 2: 49,09; 49,08; 49,25; 49,13; 49,10; 49,19% m/m Decida: a) Se existe diferença significativa a 95% entre os desvios padrões dos dois analistas b) Se existe diferença significativa a 95% entre as médias dos dois analistas. 19- Uma agência reguladora envia seis amostras para dois laboratórios de teste de alimentos. Os seguintes teores médios de umidade são relatados à agência pelos dois laboratórios. Laboratório 1: 21,0; 23,8; 17,4; 33,8; 21,9; 22,2% m/m Laboratório 2: 20,4; 25,4; 17,2; 35,0; 22,4; 23,0% m/m Esses dois conjuntos de resultados são equivalentes a nível de confiança de 95%? 20- Aplique o teste Q para determinar se algum dos seguintes resultados deve ser rejeitado a nível de confiança de 95%: a) 70,10; 69,62; 69,70 b) 70,10; 69,62; 69,70; 69,65 Tabela t-Student: Nível de confiança Graus de Liberdade 90% (α = 0,1) 95% (α = 0,05) 1 6,31 12,7 2 2,92 4,30 3 2,35 3,18 4 2,13 2,78 5 2,02 2,57 6 1,94 2,45 7 1,89 2,36 8 1,86 2,31 Valores tabelados para o coeficiente Q: Nível de confiança Número de observações 90% (α = 0,1) 95% (α = 0,05) 3 0,941 0,970 4 0,765 0,829 5 0,642 0,710 6 0,560 0,625 7 0,507 0,568 8 0,468 0,526 9 0,437 0,493 10 0,412 0,466 Valores tabelados de F (nível de confiança: 95% - α = 0,05) GL/GL 1 2 3 4 5 6 7 1 647,8 799,5 864,2 899,6 921,8 937,1 948,2 2 38,51 39,00 39,17 39,25 39,30 39,33 39,36 3 17,44 16,04 15,44 15,10 14,88 14,73 14,62 4 12,22 10,65 9,979 9,605 9,364 9,197 9,074 5 10,01 8,434 7,764 7,388 7,146 6,978 6,853 6 8,813 7,260 6,599 6,227 5,988 5,820 5,695 7 8,073 6,542 5,890 5,523 5,285 5,119 4,995 Gabarito 1- 14,73%. 2- 0,136 g/L e 136 ppm. 3- 1,26 mL. 4- 4,86 mL. 5- 35,5 mL. 6- 19,58 g/L e 0,1997 mol/L H2SO4. 7- 50,62% ZnS. 8- 0,12% m/v. 9- 32,4 g/L. 10- a) 48,36 mL; b) a diluição é necessária, pois seriam gastos apenas 7,74 mL de titulante. 11- 0,05268 mol/L. 12- X̅ = 94,69% m/m; S = 0,1687% m/m; DPR = 0,1782%; IC 90% = 94,69 ± 0,20% m/m; IC 95% = 94,69 ± 0,27% m/m. 13- X̅ = 123,3 g; S = 1,092 g; DPR = 0,886%. 14- Erro sistemático; a) 1%; b) 0,1%. 15- X̅ = 108,6 ppm;S = 7,140 ppm; DPR = 6,575%; IC (90%) = 108,6 ± 6,8; Qcalc = 0,492 < Qtab = 0,710 (97,90 deve ser mantido). 16- X̅ = 58,0 ppm; S = 2,90 ppm; DPR = 5,00%; nenhum valor deve ser descartado (Qcalc = 0,571 < Qtab = 0,625); o valor encontrado é estatisticamente igual ao valor real (tcalc = 1,69 < ttab = 2,78). 17- a) 0,08%; b) 0,16%. 18- a) Fcalc = 4,63 < Ftab 7,764, não há diferença significativa; b) tcalc = 4,82 > ttab = 2,31, a diferença é significativa. 19- Não há diferença significativa. 20- a) Nenhum resultado deve ser desprezado; b) O valor 70,10 deve ser desprezado.