Wolfgang Bauer Gary D Westfall Helio Dias (22)
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Capítulo 6 - Calor e a Primeira Lei da Termodinâmica

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Calor e a Primeira Lei da Termodinâmica

6

O QUE APRENDEREMOS

172

6.1 Definição de calor

6.2 Equivalente mecânico do calor

172

173

Exemplo 6.1 Conteúdo energético de uma barra de chocolate

6.3 Calor e trabalho

6.4 Primeira lei da termodinâmica

Exemplo 6.2 Halterofilista

Exemplo 6.3 Caminhão escorregando até parar

6.5 Primeira lei para processos especiais

Processos adiabáticos

Processos a volume constante

Processos de caminho fechado

Expansão livre

Processos à pressão constante

Processos à temperatura constante

6.6 Calores específicos de sólidos e fluidos

Exemplo 6.4 Energia necessária para aquecer a água

Calorimetria

Problema resolvido 6.1 Água e chumbo

6.7 Calor latente e transições de fase

Exemplo 6.5 Transformação de gelo em água e água em vapor

Exemplo 6.6 Trabalho realizado para evaporar água

6.8 Modos de transferência de energia térmica

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Capítulo 9 - Relatividade

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Relatividade

9

O QUE APRENDEREMOS

274

9.1 A pesquisa pelo éter

9.2 Os postulados de Einstein e os sistemas de referência

Beta e gama

274

Exemplo 9.1 A Espaçonave Apolo

Cone de luz

Intervalos espaço-temporais

9.3 Dilatação do tempo e contração do comprimento

Dilatação do tempo

Exemplo 9.2 Decaimento do múon

Contração do comprimento

Exemplo 9.3 Contração de comprimento de um carro de corrida NASCAR

O paradoxo dos gêmeos

9.4 Deslocamento de frequência relativístico

Problema resolvido 9.1 Deslocamento para o vermelho de uma galáxia

9.5 Transformação de Lorentz

Invariantes

9.6 Transformação relativística de velocidades

Problema resolvido 9.2 Partículas em um acelerador

9.7 Momento e energia relativísticos

Momento

Energia

Relação energia-momento

Velocidade, energia e momento

Exemplo 9.4 Elétron a 0,99c

Exemplo 9.5 Decaimento do káon

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Capítulo 7 - Gases Ideais

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7

Gases Ideais

O QUE APRENDEREMOS

205

7.1 Leis empíricas dos gases

Lei de Boyle

Lei de Charles

Lei de Gay-Lussac

Lei de Avogadro

7.2 Lei dos gases ideais

205

206

206

207

207

207

209

210

211

Exemplo 7.1 Gás em um cilindro

Exemplo 7.2 Resfriando um balão

Exemplo 7.3 Calor no campo de golfe

Trabalho realizado por um gás ideal com temperatura constante

Lei de Dalton

7.3 Teorema da equipartição

Exemplo 7.4 Energia cinética média das moléculas de ar

7.4 Calor específico de um gás ideal

Calor específico com volume constante

Calor específico à pressão constante

Graus de liberdade

Razão dos calores específicos

7.5 Processos adiabáticos para um gás ideal

Problema resolvido 7.1 Bomba de pneu de bicicleta

Trabalho realizado por um gás ideal em um processo adiabático

7.6 Teoria cinética dos gases

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Capítulo 5 - Temperatura

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5

Temperatura

O QUE APRENDEREMOS

147

5.1 Definição de temperatura

Escalas de temperatura

5.2 Variações de temperatura

147

148

149

151

151

152

153

153

154

Exemplo 5.1 Temperatura ambiente

Pesquisa no limite de baixa temperatura

Pesquisa de fronteira em altas temperaturas

5.3 Medida da temperatura

5.4 Expansão térmica

Expansão linear

Exemplo 5.2 Expansão térmica da ponte de Mackinac

Problema resolvido 5.1 Lâmina bimetálica

Expansão de área

Problema resolvido 5.2 Expansão de uma placa com um orifício

Expansão de volume

Exemplo 5.3 Expansão térmica da gasolina

5.5 Temperatura da superfície terrestre

Exemplo 5.4 Aumento do nível do mar devido à expansão térmica da água

154

155

157

157

159

160

161

5.6 Temperatura do universo

162

163

O QUE JÁ APRENDEMOS /

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Capítulo 4 - Som

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4

Som

O QUE APRENDEREMOS

115

4.1 Ondas longitudinais de pressão

Velocidade do som

115

116

118

118

119

120

Exemplo 4.1 Os gritos de uma torcida de futebol

Reflexão do som

4.2 Intensidade sonora

Intensidade relativa e alcance dinâmico

Problema resolvido 4.1 Níveis de som relativos em um concerto de rock

Limites da audição humana

Exemplo 4.2 Faixa de comprimentos de onda da audição humana

4.3 Interferência sonora

Batimentos

Cancelamento ativo de ruído

4.4 Efeito Doppler

Efeito Doppler no espaço de duas e de três dimensões

Aplicações do efeito Doppler

Exemplo 4.3 Medição do fluxo sanguíneo por efeito Doppler ultrassônico

Cone de Mach

Exemplo 4.4 O Concorde

4.5 Ressonância e música

Tons

Tubos semiabertos e abertos

Exemplo 4.5 Um órgão de tubo

120

122

122

123

124

125

126

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Victor W Rodwell David A Bender Kathleen M Botham Peter J Kennelly P Anthony Weil (58)
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8. Enzimas: cinética

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8

C A P Í T U L o

Enzimas: cinética

Peter J. Kennelly, Ph.D. e Victor W. Rodwell, Ph.D.

O B J e T I VO S

Após o estudo deste capítulo, você deve ser capaz de:

�� Descrever

a abrangência e os objetivos da análise da cinética enzimática.

�� Indicar se ΔG, a variação total na energia livre para uma reação, depende do mecanismo da reação.

�� Indicar se ΔG é uma função da velocidade das reações.

�� Explicar a relação entre Keq, concentrações de substratos e produtos em equilíbrio e a proporção das constantes de velocidade k1/k–1.

�� Definir como a concentração de íons hidrogênio, de enzima e de substrato afetam a velocidade da reação catalisada por enzima.

�� Utilizar a teoria da colisão para explicar como a temperatura afeta a velocidade das reações químicas.

�� Definir as condições da velocidade inicial e explicar as vantagens obtidas de medir a velocidade de uma reação catalisada por uma enzima sob essas condições.

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26. Síntese, transporte e excreção do colesterol

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26

C A P Í T U L o

Síntese, transporte e excreção do colesterol

Kathleen M. Botham, Ph.D., D.Sc. e Peter A. Mayes, Ph.D., D.Sc.

OBJ e T I VO S

Após o estudo deste capítulo, você deve ser capaz de:

�� Reconhecer

a importância do colesterol como componente estrutural essencial das membranas celulares e como precursor de todos os outros esteroides no organismo, e explicar o seu papel patológico na doença dos cálculos biliares de colesterol e no desenvolvimento da aterosclerose.

�� Identificar as cinco etapas na biossíntese do colesterol a partir da acetil-CoA.

�� Compreender o papel da 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA-redutase (HMG-CoA-redutase) no controle da taxa de síntese do colesterol e explicar os mecanismos pelos quais a sua atividade é regulada.

�� Reconhecer que o equilíbrio do colesterol nas células é rigorosamente regulado e indicar os fatores envolvidos na manutenção do equilíbrio correto.

�� Explicar o papel das lipoproteínas plasmáticas, incluindo os quilomícrons, a lipoproteína de densidade muito baixa (VLDL), a lipoproteína de baixa densidade (LDL) e a lipoproteína de alta densidade (HDL), no transporte do colesterol entre os tecidos e o plasma.

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40. Membranas: estrutura e função

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S

E

ç

ã

o

VIII

Bioquímica da comunicação extracelular e intracelular

40

C A P Í T U L o

Membranas: estrutura e função

Robert K. Murray, M.D., Ph.D. e P. Anthony Weil, Ph.D.

O B J e T I VO S

Após o estudo deste capítulo, você deve ser capaz de:

�� Saber

que as membranas biológicas são principalmente constituídas de uma bicamada lipídica e de proteínas e glicoproteínas associadas. os principais lipídeos são os fosfolipídeos, o colesterol e os glicosfingolipídeos.

�� Reconhecer que as membranas são estruturas dinâmicas e assimétricas, que contêm uma mistura de proteínas integrais e periféricas.

�� Conhecer o modelo de mosaico fluido da estrutura da membrana e saber que ele é amplamente aceito, com estruturas especializadas que consistem em balsas lipídicas, cavéolas e junções oclusivas.

�� Compreender os conceitos de difusão passiva, difusão facilitada, transporte ativo, endocitose e exocitose.

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28. Catabolismo das proteínas e do nitrogênio dos aminoácidos

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Catabolismo das proteínas e do nitrogênio dos aminoácidos

28

C A P Í T U L o

Victor W. Rodwell, Ph.D.

O B J e T I VO S

Após o estudo deste capítulo, você deve ser capaz de:

a renovação das proteínas, indicar a taxa média de turnover proteico nos indivíduos saudáveis e fornecer exemplos de proteínas humanas que são degradadas em taxas maiores do que a média.

�� Delinear os eventos no processo de turnover proteico pelas vias dependente de

ATP e independente de ATP e indicar as funções na degradação proteica exercidas pelo proteossomo, pela ubiquitina, pelos receptores de superfície celular, pelas assialoglicoproteínas circulantes e pelos lisossomos.

�� Indicar como os produtos finais do catabolismo do nitrogênio nos mamíferos diferem daqueles das aves e dos peixes.

�� Ilustrar os papéis centrais das transaminases (aminotransferases), da glutamato-desidrogenase e da glutaminase no metabolismo do nitrogênio nos seres humanos.

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45. Radicais livres e nutrientes antioxidantes

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45

C A P Í T U L o

Radicais livres e nutrientes antioxidantes

David A. Bender, Ph.D.

OBJ e T I VO S

Após o estudo deste capítulo, você deve ser capaz de:

�� Descrever

os danos causados pelos radicais livres ao DNA, aos lipídeos e às proteínas, bem como as doenças associadas aos danos por radicais livres.

�� Descrever as principais fontes de radicais de oxigênio no organismo.

�� Descrever os mecanismos e os fatores da dieta que protegem o organismo contra danos por radicais livres.

�� Explicar como os antioxidantes podem atuar como pró-oxidantes e o motivo por que os estudos clínicos de intervenção com nutrientes antioxidantes geralmente têm produzido resultados decepcionantes.

IMpORTÂNCIA BIOMÉDICA

Os radicais livres são produzidos no organismo em condições normais. Esses radicais livres provocam dano aos ácidos nucleicos, às proteínas, aos lipídeos da membrana celular e às lipoproteínas plasmáticas. A sua ação pode causar câncer, aterosclerose, doença arterial coronariana e doenças autoimunes.

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Uwe Flick (10)
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5. TRIANGULAÇÃO METODOLÓGICA NA PESQUISA QUALITATIVA

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78

n

Uwe Flick

Quando se discute a triangulação no contexto das questões de qualidade na pesquisa qualitativa, a maioria dos autores se refere à triangulação metodológica. A ideia básica nesse caso é que usar mais de um método abrirá várias perspectivas para promover a qualidade na pesquisa qualitativa comparada ao estudo de um único método. Mais uma vez, encontramos diferentes sugestões de como combinar distintos métodos e quais tipos devem ser combinados. Em seu conceito, Denzin já fazia uma diferenciação entre triangulação “dentro de métodos” e “entre métodos”, e esta significava a triangulação de vários métodos autônomos. A seguir, a primeira estratégia será descrita um pouco mais usando vários exemplos, antes de se discutir a triangulação de vários métodos (qualitativos). Denzin (1970) menciona o uso de diferentes subescalas em um questionário como exemplo de triangulação dentro de métodos.

triAngulAção dentro de métodos: o cAso dA entrevistA episódicA

Aplicar essa ideia à pesquisa qualitativa significa combinar diferentes abordagens metodológicas em um método qualitativo. Essas abordagens incluem diferentes quadros teóricos, mas não vão além do alcance de um método (ver Figura 5.1).

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6. TRIANGULAÇÃO NA ETNOGRAFIA

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102

n

Uwe Flick

Enquanto o capítulo anterior tratou da triangulação dentro ou entre métodos (como entrevistar), passamos agora a um campo em que a triangulação implícita de métodos tem sido considerada como uma característica da boa pesquisa por algum tempo, nem sempre deixando a ligação com a promoção da qualidade na pesquisa qualitativa suficientemente clara. A seguir, trataremos do uso de triangulação na etnografia do ângulo da promoção de qualidade.

dA observAção pArticipAnte à etnogrAFiA

A etnografia como estratégia de pesquisa (ver Angrosino, 2007; Atkinson et al., 2001) tem cada vez mais substituído a observação participante (ver

Lüders, 2004b, p. 222) – pelo menos no que diz respeito à discussão metodológica. Para a observação participante, Denzin (1989, p. 157-158) já mencionou a triangulação de diferentes métodos como uma característica: “a observação participante será definida como uma estratégia de campo que combina simultaneamente análise de documentos, entrevistas de respondentes e informantes, participação e observação diretas e introspecção”. Portanto, encontramos uma série de obras na literatura sobre pesquisa qualitativa nos anos de 1960 e 1970 que são dedicadas à combinação, diferenças e pontos fortes e fracos relativos à observação participante e entrevistas como parte dela; ver, por exemplo, Becker e Geer (1960), mas também as sugestões de

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8. COMO USAR A TRIANGULAÇÃO PARA A AVALIAÇÃO DA QUALIDADE: QUESTÕES PRÁTICAS

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140

n

Uwe Flick

Nos capítulos anteriores, usei diversos exemplos de estudos nos quais se aplicou uma ou outra variante da triangulação para contribuir à qualidade da pesquisa qualitativa em termos de combinar diferentes abordagens e resultados. A seguir, trataremos de novo de alguns dos problemas práticos conhecidos dessas aplicações. Dessa vez, o foco estará em como planejar e usar a triangulação para a gestão da qualidade na pesquisa qualitativa.

problemAs especiAis de Acesso

Wolff (2004) descreve os problemas que surgem quando se entra em um campo de investigação e discute o que se pode aprender deles e das possíveis soluções. O autor deixa claro que a pesquisa social em geral e a pesquisa qualitativa em particular trazem imposições ao campo em estudo e a seus membros.

Entre os exemplos dessas imposições estão:

providenciar tempo disponível para conversações; abrir mão parcialmente de controle do espaço físico; suportar o constrangimento; enfrentar pressões comunicativas (como as que surgem em entrevistas narrativas);

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1. COMO ABORDAR A QUALIDADE DA PESQUISA

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16

n

Uwe Flick

A relevânciA dAs questões de quAlidAde nA pesquisA quAlitAtivA

A pesquisa qualitativa chegou à idade adulta. O número crescente de livros-texto, publicações acadêmicas e outras, junto com a ampliação da prática de pesquisa em várias disciplinas, demonstra isso. Talvez um outro indicador desse desenvolvimento ou uma necessidade resultante dele seja a atual relevância da questão de como avaliar a pesquisa qualitativa, os planos, os métodos e os resultados obtidos com ela. A fase de desenvolvimento na qual os pesquisadores simplesmente acreditam em seus métodos segundo o que Glaser sugere – “acreditem na teoria fundamentada, ela funciona pois: simplesmente a apliquem, usem e publiquem!” (1998, p. 254) – parece ter chegado ao final. Em vez desse otimismo (talvez um pouco ingênuo), encontramos agora muitos artigos que tratam de critérios, listas de itens relevantes, padrões, qualidade, rigor e avaliação da pesquisa qualitativa.

Em contraste com as etapas iniciais do desenvolvimento da pesquisa qualitativa, as questões relativas à qualidade não são mais levantadas simplesmente para demonstrar (de fora) que há uma falta de qualidade científica nessa pesquisa.

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2. PADRÕES, CRITÉRIOS, LISTAS DE ITENS E DIRETRIZES

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28

n

Uwe Flick

introdução

A questão de como garantir a qualidade da pesquisa qualitativa tem sido levantada desde o início desse tipo de pesquisa e atrai atenção contínua e repetida. Porém, não foram encontradas respostas a essa pergunta, pelo menos de uma forma unânime. As contribuições para essa discussão incluem sugestões para formular critérios de qualidade (ver Seale, 1999; Steinke,

2004), ou solicitá-los, como no recente documento dos programas de pesquisa do ESRC ou nas declarações mais ou menos lacônicas de que ainda não se encontraram respostas a essas perguntas (ver Lüders, 2004a, 2006a). O fato de que, apesar das várias tentativas de resolver o problema, essa estimativa ainda seja correta, tem sua razão na natureza das coisas: a situação específica em que se encontra a pesquisa qualitativa atualmente.

o que é pesquisA quAlitAtivA e de que estAmos FAlAndo?

Antes de entrar na discussão de nosso tema, são necessárias algumas observações em relação a qual deveria ser o ponto de referência. A pesquisa qualitativa se desenvolveu em diferentes contextos. Podemos distinguir, por um lado, escolas teóricas e metodológicas, cada uma caracterizada por certos pressupostos, interesses de pesquisa básicos, além de normalmente, mas nem sempre resultante disso, métodos e preferências metodológicas.

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Simone Pires De Matos (10)
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7. Métodos Eletroanalíticos

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7

Métodos

Eletroanalíticos

Para começar

Uma série de técnicas analíticas possui a sua base em propriedades físicas. Essas técnicas são conhecidas como eletroanalíticas e serão abordadas neste capítulo.

Portanto, o Capítulo 7 apresentará ao leitor os métodos interfaciais como a potenciometria, as titulações potenciométricas, a voltametria, a coulometria, a eletrogravimetria e a amperometria, além dos métodos não interfaciais como a condutimetria e as titulações condutimétricas.

7.1 Generalidades

Os métodos eletroanalíticos consistem em um grupo de técnicas de análise baseadas nas propriedades elétricas do analito da amostra avaliada. Essas propriedades envolvem corrente elétrica, resistência elétrica, diferença de potencial e carga elétrica.

A Figura 7.1 apresenta um esquema dos diferentes métodos eletroanalíticos.

85

Métodos eletroanalíticos

Métodos interfaciais

Métodos não interfaciais

Estáticos

Dinâmicos

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9. Análises de Compostos Orgânicos

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Análises de

Compostos

Orgânicos

Para começar

Os laboratórios de áreas como análises clínicas, biologia, bioquímica, controle de qualidade, engenharia sanitária, farmácia, medicina forense, meio ambiente, químicos, tecnologia de alimentos e toxicologia, por exemplo, estão cada vez mais fazendo uso de análises de compostos orgânicos, tanto com objetivos de identificação quanto com objetivos de controle de qualidade.

O Capítulo 9 abordará algumas das principais técnicas de análise empregadas para compostos orgânicos, considerando desde as etapas de separação e purificação dos compostos, até as análises elementares, análises qualitativas e quantitativas.

Para que o leitor compreenda melhor o tema discutido, esse capítulo apresentará uma introdução na qual serão citadas as funções orgânicas e as principais propriedades dos compostos orgânicos.

9.1 Conceitos básicos

Os compostos orgânicos também são alvo das técnicas de análise há anos. Antigamente, quando essas técnicas não estavam evoluídas, os compostos orgânicos eram avaliados por suas propriedades químicas e físicas de modo rudimentar, comparado ao que encontramos hoje.

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10. Aplicações da Análise Instrumental

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10

Aplicações da

Análise Instrumental

Para começar

As técnicas de análise apresentam extensa aplicabilidade, seja para identificar uma substância ou até mesmo quantificá-la, independentemente dos objetivos, já que esses também são variados.

Diante desta variedade de aplicações e objetivos, o Capítulo 10 apresentará o objetivo geral e os objetivos específicos válidos para os principais processos existentes.

Além disto, o leitor poderá ainda conhecer alguns exemplos de aplicações das análises instrumentais em processos das áreas ambiental, alimentícia, bioquímica, cosmética, farmacêutica, fermentativa, galvânica, de biocombustíveis e petroquímica.

10.1 Conceitos básicos

A aplicação das técnicas de análise, como a ilustrada na Figura 10.1, possui objetivos distintos e extrema importância em várias etapas dos processos industriais. Assim, para efeitos acadêmicos pode-se considerar um objetivo geral e os seus objetivos específicos, como descritos a seguir.

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3. Reações por Via Úmida

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3

Reações por

Via Úmida

Para começar

As reações por via úmida estão presentes nas técnicas de análise química há anos e mesmo com o avanço dos métodos instrumentais ou dos ensaios por via seca, essas reações ainda são muito úteis para os laboratórios de identificação de amostras e quantificação de elementos e compostos, seja para fins de controle de qualidade ou fiscalização.

A permanência dos métodos por via úmida nas técnicas analíticas deve-se a fatores como indisponibilidade de equipamentos específicos para outros métodos de análise e fornecimento de padrões secundários para calibração de outras análises químicas, por exemplo.

Por isto, o Capítulo 3 discutirá sobre os ensaios por via úmida. Serão citados os tipos mais utilizados e descrita uma das técnicas mais tradicionais de análise qualitativa por via úmida: a marcha analítica de cátions e ânions.

3.1 Generalidades

As técnicas de análise, que envolvem ensaios em via úmida, consistem em uma série de reações químicas que ocorrem entre substâncias como ácidos, bases e sais presentes em meio aquoso, por meio das quais é possível identificar, e em alguns casos até mesmo quantificar, outras substâncias químicas presentes na amostra avaliada.

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6. Métodos Cromatográficos

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6

Métodos

Cromatográficos

Para começar

A cromatografia é uma técnica analítica bastante antiga, embora tenha sido ignorada até a década de 1930. Quanto à origem do seu nome, acredita-se que foi utilizado pela primeira vez em 1906, quando um botânico que tentava separar os componentes de um extrato de folhas, obteve faixas coloridas.

Em pleno século XXI, nota-se que o princípio da técnica não foi alterado, mas os métodos e os dispositivos para a sua realização evoluíram bastante.

O Capítulo 6 visa abordar esta importante técnica de análise tanto de forma geral, segundo o seu princípio básico, como também de forma específica, segundo os variados tipos de métodos cromatográficos.

6.1 Generalidades

A cromatografia é uma técnica de análise físico-química que pode ser empregada para fins de separação dos componentes de uma mistura, ou para avaliação qualitativa e quantitativa das substâncias. Para isso, a técnica cromatográfica utiliza a transferência de massa de modo diferencial, sendo que essa migração diferencial dos componentes de uma mistura é baseada na solubilidade, tamanho e massa destes.

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Silvio Luis Pereira Dias J Lio C Sar Pacheco Vaghetti Der Cl Udio Lima Jorge De Lima Brasil Fl Vio Andr Pavan (1)
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Capítulo 4 - Aferição e calibração de vidrarias

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Capítulo 4

Aferição e calibração de vidrarias

Neste capítulo você estudará:

As principais rotinas de laboratório envolvendo os procedimentos de pesagem,

aferição de equipamentos de vidraria e padronização de soluções.

As informações necessárias para a realização das atividades práticas, com a

exemplificação de fórmulas e conceitos.

Os cuidados a serem tomados com os equipamentos.

Este capítulo apresenta informações básicas sobre as principais rotinas de laboratório envolvendo os procedimentos de pesagem, aferição de equipamentos de vidraria e padronização de soluções. As rotinas de laboratório se limitam às informações necessárias à realização das atividades práticas, não se prendendo à descrição dos princípios de funcionamento dos equipamentos a serem utilizados. Para isso, recomenda-se a consulta da bibliografia recomendada.

A química analítica quantitativa compreende os métodos, os ensaios e as técnicas que possibilitam determinar as quantidades relativas dos componentes que constituem uma determinada amostra de material. A análise quantitativa pode ser dividida em duas grandes áreas: métodos clássicos e métodos instrumentais. Os métodos clássicos se subdividem em métodos volumétricos (utilizados para medir volumes) e métodos gravimétricos (utilizados para medir massas).

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