1 ETAPAS DA MARCHA GERAL DE ANÁLISE QUÍMICA Prof. Dr. Arnaldo Antonio Rodella A Química Analítica compreende as áreas de Química Analítica Qualitativa e Química Analítica Quantitativa. O objetivo da primeira é indicar quais os componentes presentes em um material, enquanto a segunda informa a concentração dos componentes de interesse. Geralmente, na Agronomia é necessário conhecer os teores dos constituintes dos materiais de interesse agronômico, razão pela qual se está mais diretamente envolvido com a Química Analítica Quantitativa. Para conhecer a composição de um material, efetua-se sua análise química, a qual pode compreender a determinação de diferentes constituintes, Assim, por exemplo, diz-se análise de solo, análise de calcário e determinação de cálcio e determinação de ferro. Para de se determinar quantitativamente os constituintes de um material executa-se uma série de procedimentos, que começam fora dos laboratórios de analise química, e constituem uma marcha geral de análise química. São eles: 1. Amostragem É a seleção de uma quantidade de material, a amostra, que vai ser analisada ou preparada para análise. Quase sempre é impraticável manipular a totalidade de material que se pretende caracterizar, de modo que normalmente se trabalha com amostras. Por exemplo: amostra-se solo de uma determinada área que vai ser cultivada, o fertilizante de uma pilha de sacas, as folhas das árvores de um pomar de citros, a água de uma represa; o leite de uma ordenha, a ração fornecida a animais, as frutas transportadas em um carregamento de caminhão, etc. Como os resultados obtidos para uma amostra serão atribuídos à totalidade do material, fica fácil perceber que uma amostra deverá sempre representar fielmente o todo de onde provém, ou seja, as amostras devem ser obrigatoriamente representativas. As amostras podem ser classificadas basicamente como: Aleatória: cada unidade de material tem igual chance de ser incluída na amostra. Por exemplo: caminha-se por uma área com uma cultura e coletam-se amostras de solo em 2 10 pontos ao acaso. Essa casualização torna-se perfeita quando os pontos são determinados por sorteio. Sistemática: os pontos de coleta obedecem a um plano previamente estabelecido. Por exemplo: coletam-se amostras de solo a cada dez metros na direção perpendicular a uma rodovia, para se determinar a poluição de solo causada pelo desgaste dos pneus durante o tráfego de veículos As amostras também podem ser classificadas como: simples, quando cada amostra corresponde a um ponto de amostragem e composta, quando obtida pela mistura e homogeneização de amostras simples. No exemplo citado para amostras aleatórias, cada um dos dez pontos na área de solo amostrado poderia corresponder a 10 amostras simples. Ou, por outro lado, se fossem reunidas as dez amostras misturadas bem e daí fosse selecionda uma porção para análise, seria obtida então uma amostra composta. Amostras compostas são mais econômicas, pois reduzem o custo de análise, mas não permitem avaliar a variabilidade dos resultados das amostras. É necessário destacar que de nada vale um laboratório muito bem equipado e dotado de equipe treinada para analisar uma amostra não representativa. 2. Redução da quantidade amostrada Em geral a operação de amostragem resulta em uma massa relativamente grande de material, que tornaria difícil o preparo para análise. Torna-se necessário então, efetuar uma redução da quantidade amostrada para se obter uma fração do material coletado, ou subamostra. A amostra não pode ser descaracterizada, ou seja, a subamostra deve continuar a ser representativa do todo do qual provém. Daí os cuidados com contaminação e perdas de constituintes. A redução da amostra pode ser efetuada por quarteação manual ou empregando-se aparelhos denominados quarteadores. 3. Preparo de amostra O método analítico é aplicado na verdade sobre uma quantidade muito diminuta do material, como 200mg de material vegetal; 1g de fertilizante ou 10g de solo. Para se pesar tais quantidades, a amostra sofrer algumas operações para se tronar perfeitamente homogênea, como: secagem, destorroamento, moagem e peneiramento. 3 É importante que nesta etapa a amostra não seja descaracterizada, perdendo constituintes por volatilização durante etapas de secagem, ou contaminando-se pela introdução de elementos estranhos, como metais constituintes dos moinhos, peneiras, etc. Por vezes uma operação de preparo como a secagem pode anteceder a etapa de redução da quantidade de amostra. 4. Medida de quantidade de material para análise Uma pequena quantidade de material preparado, definida normalmente em termos de massa para sólidos e em volume para líquidos será então submetida aos procedimentos analíticos em bancadas de laboratório. Nesta etapa, serão empregadas balança de precisão e balança analítica e pipetas ou pipetadores calibrados. É nessa quantidade de material que o constituinte será efetivamente determinado 5. Preparo da solução de amostra Métodos analíticos em geral envolvem reações entre o constituinte de interesse e diferentes compostos químicos. Estas reações ocorrem quase sempre em meio aquoso. Para tanto, exige-se que se transforme a amostra em uma solução contendo os constituintes de interesse dissolvidos. Para se transformar uma amostra em uma solução diferentes procedimentos podem ser empregados, dependendo da natureza do material a ser analisado e do objetivo da análise: - extração parcial de componentes de interesse usando água ou soluções extratoras, como é usual em análise de solo para avaliação de fertilidade; - dissolução de constituintes inorgânicos em água ou em ácidos; empregadas nas análises de fertilizantes e corretivos - destruição da matéria orgânica em tecidos animais ou vegetais por procedimentos de via seca ou via úmida. 6. Remoção de elementos interferentes. Dificilmente as reações envolvidas nos métodos analíticos são especificas em relação aos constituintes de interesse. Demais espécies químicas presentes na amostra também podem participar da reação fundamental do método analítico e provocar erros. Tais 4 constituintes, denominados de interferentes, podem ser efetivamente removidos, previamente à aplicação do método, através de simples filtração ou reações de precipitação ou podem permanecer no meio após terem sido transformados em constituintes inócuos, por meio de reações de oxidação-redução ou de complexação. 7. Aplicação do método analítico Idealmente, após a etapas precedentes, apenas o componente de interesse participaria da reação química característica do método analítico empregado. Através do cálculo estequiométrico pode-se quantificar o teor do componente de interesse, como ocorre nas titulações. Por outro lado, a reação química pode resultar em um sinal analítico cuja magnitude é proporcional à concentração do componente de interesse, definindo o que se denomina método não estequiométrico. A escolha de um método analítico se baseia em critérios como: custo, disponibilidade de mão-de-obra especializada, tempo de execução, número de amostras analisar, entre outros. 8. Interpretação dos resultados Uma análise química é conduzida por um motivo importante, para se atingir um objetivo, para atender uma determinada finalidade. Assim, para que ela tenha êxito, o resultado analítico deve ser interpretado e servir de base para uma tomada de decisão: O solo é ácido? Se for, será necessário aplicar calcário ao solo. O teor de nitrogênio do fertilizante não está de acordo com o teor garantindo pelo fabricante? Deve-se reclamar e exigir qualidade. As laranjeiras de um pomar mostraram estar deficientes em zinco? Deve-se efetuar aplicação foliar de fertilizante sulfato de zinco. Nenhuma das etapas mencionada é mais importante que outra; quando ocorre falha em uma delas todo o processo de análise fica comprometido. Mesmo que o engenheiro agrônomo nunca entre em um laboratório para executar uma análise deve estar ciente de como o processo ocorre, pois isso o guiará ao atuar na interpretação e utilização dos resultados analíticos.