Vogel: Análise Química Quantitativa

J Mendham · Capítulo 104 de 495

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Vogel: Análise Química Quantitativa

4.24 Análise de variância para dois fatores

Este tipo de diagrama é chamado de planejamento de experiências em blocos aleatórios e as análises feitas em cada dia são chamadas de blocos. Este planejamento permite separar três fontes de variação:

 

 

1. Entre blocos (dias diferentes)

2. Entre tratamentos (amostras A, B e C) 3. Aleatórias (devidas a erros indeterminados)

 

Neste caso, usa-se a análise de variância para dois fatores (ANOVA para dois fatores) e a variância entre blocos e entre tratamentos são comparadas com a variância estimada dos erros aleatórios.

 

4.24 Análise de variância para dois fatores

Exemplo 4.15

 

Um analista preparou quatro soluções padrões contendo 5,00% (por peso) de cobre(II) cada uma e usou três métodos de titulação com pontos finais diferentes para a análise de cada solução. Os resultados obtidos, por peso de cobre(II), são dados a seguir. A seqüência de experimentos foi gerada de forma aleatória.

 

Solução Método A Método B Método C

 

1 5,08 5,17 5,09

 

2 5,02 5,15 5,15

 

3 5,06 5,22 5,10

 

4 5,00 5,13 5,05

 

Verifique se existem diferenças significativas no nível de confiança de 5% entre (i) as concentrações de cobre(II) das diferentes soluções e (ii) os resultados obtidos pelos diferentes métodos de titulação.

São duas as variáveis envolvidas, as quatro soluções padrões de cobre e os três métodos de titulação diferentes. Assim, deve-se usar uma análise de variância para dois fatores para resolver o problema. Observe que as etapas usadas na solução deste problema são semelhantes às do Exemplo 4.14.

Para simplificar o problema, vamos subtrair uma constante de cada valor, por exemplo,

5,00, e determinar em seguida a soma de cada coluna e de cada linha.

 

Solução A B C Soma das linhas

 

1 0,08 0,17 0,09 0,34

 

2 0,02 0,15 0,15 0,32

 

3 0,06 0,22 0,10 0,38

 

4 0,00 0,13 0,05 0,18

 

Soma das colunas 0,16 0,67 0,39 1,22 = T

 

(a) Obtenha o valor total, T, por adição das somas de todas as colunas ou de todas as

linhas. Neste exemplo, T = 1,22.

(b) O fator de correção é

 

(c) A soma total dos quadrados é, como no Exemplo 4.14,

 

0,1702 – 0,1240 = 0,0461

 

(d) Para obter a soma dos quadrados entre os tratamentos (métodos de titulação), divida

a soma dos quadrados de cada coluna pelo número de resultados em cada coluna e subtraia o fator de correção:

Some dos quadrados entre = (0,162 2 2 + 0,67 + 0,39)

tratamentos – 0,1250

= 0,0327

(e) Para obter a soma dos quadrados entre as soluções, divida a soma dos quadrados de

cada linha pelo número de resultados em cada linha e subtraia o fator de correção:

 

Soma dos quadrados entre = (0,342 2 2 + 03,32 + 0,18)

as soluções – 0,1240

= 0,0075

 

(f) Para obter a soma dos quadrados dos resíduos (aleatória), subtraia da soma total dos

quadrados a soma dos quadrados entre os tratamentos e a soma dos quadrados entre as soluções:

 

Soma das variãncias experimentais = 0,0461 – (0,0327 + 0,0075)

= 0,0059

 

(g) Obtenha o número de graus de liberdade, v, segundo

 

Número tolal de graus de liberdade = N – 1 = 11

 

Número de graus de liberdade enlre tratamentos = C – 1 = 2

 

Número de graus de liberdade entre soluções = R – 1 = 3

 

O número residual de graus de liberdade, v, é

 

(N – 1) – [C – 1 + R – 1] = 11 – (2 + 3) = 6

 

onde

 

N = número total de experimentos (12) C = número de colunas (3)

R = número de linhas (4)

 

Uma tabela de ANOVA para dois fatores pode ser agora organizada.

 

Fonte de variação Soma dos quadrados v Variância

 

Entre tratamentos 0,0327 2 0,0164

 

Entre soluções 0,0075 3 0,0025 1. Determine quais são os resultados desejados e as variáveis (fatores) que podem afetar