QUÍMICAAMBIENTAMAF1063

Química Ambiental – MAF10631 UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS Departamento de Matemática e Física Coordenação de Química EXPERIÊNCIAS DE LABORATÓRIO Química Ambiental MAF 1063 em 2009 Química Ambiental – MAF1063 2 Todo acidente é evitável. Química Ambiental – MAF1063 3 Sumário Aulas Introdução Técnicas Experimentais de Análise Qualitativa Inorgânica Estudo Sistemático de Separação e Identificação de Cátions Determinação da Condutância e Sólidos Totais na Água Preparação e padronização de solução NaOH 0,1 mol/L Determinação pH, Alcalinidade e Acidez da Água Determinação da Dureza da Água Determinação de Cloro em Água - Método de Mohr Determinação OD Poluição por Metais - Efeito de íons metálicos sobre o crescimento de microrganismos Espectrofotometria: Determinação de Ferro: Método Orto-Fenantrolina Remoção de Corantes Têxteis por meio de Matrizes Adsorventes Determinação do Teor de Nitrato em Água Determinação Espectrofotométrica do Teor de Fósforo no Solo Determinação do pH do solo Cromatografia Gasosa: Introdução ao Uso do Cromatógrafo Gasoso Cromatografia Gasosa: Separação de Solventes Orgânicos Página 4 5 10 15 19 24 28 31 38 42 48 53 56 60 63 65 70 . F. A. Mozeto e Jardim. membros da Divisão de Química Ambiental da Sociedade Brasileira de Química. têm seu destino final na atmosfera. Mozeto. cresceu significativamente a percepção do ser humano sobre a necessidade de preservação do ambiente. líquidos e gasosos que. dos animais e das plantas. Quim. C. 2002. Atualmente. a maioria dos problemas ambientais das décadas e dos séculos passados. W. A Química Ambiental no Brasil. foi resolvida unicamente quando foram aplicados métodos da ciência em geral e da química em particular. quer da atmosfera. Nova. Entretanto. o estudo da Química Ambiental envolve áreas como Biologia. nos solos e nos corpos d’água. seus compartimentos abióticos e bióticos.711. especialmente nos países desenvolvidos. p. Suplemento 1. é a ciência que procura entender a composição e o comportamento do solo. 2 ed. Jardim. N e P) e contaminantes orgânicos e inorgânicos. Geologia. sejam eles naturais ou causados pelo homem. Tanto os cidadãos comuns quanto as empresas vêm se preocupando cada vez mais com os danos causados ao ambiente pelas atividades humanas. devem ser tratadas de forma integrada. e que comprometem a saúde humana e a saúde do planeta como um todo. da água e do ar. 25. Embora alguns produtos químicos estejam na base da maior parte dos problemas ambientais de hoje. a Química Ambiental é reconhecida como o maior e mais natural exemplo da intermultidisciplinariedade da Química como ciência exata. Assim. Como o objeto de estudo da Química Ambiental são os ecossistemas. 2002. A. Porto Alegre: Bookman. a vitória sobre a poluição biológica disseminada e o grande aumento nos padrões de saúde e bem-estar material.” Portanto. Um grande número destes efluentes e resíduos constitui-se em materiais ricos em nutrientes (C. . de uma ou de outra maneira. causando grandes danos aos ecossistemas. como por exemplo. são responsáveis pela degradação da saúde humana. Grande parte destas atividades tem gerado efluentes e resíduos sólidos. em alguns casos. uma vez que os subprodutos das substâncias usadas.Química Ambiental – MAF1063 4 INTRODUÇÃO Nos últimos anos. Ecologia e Engenharia Sanitária. impulsionada pela evolução dos métodos analíticos disponíveis para análises laboratoriais. como eles são influenciados pelas atividades humanas e quais são as suas conseqüências. denominada Química Ambiental. Química ambiental. todas as questões abordadas relativas aos processos naturais e/ou afetados por ações antrópicas. têm sido conseguidos ao preço de se conviver com uma poluição química em níveis elevados e generalizada em todo o planeta. v. Bibliografia Baird. A Química como uma ciência natural. citam uma definição da Química Ambiental “como a área da Química que estuda os processos químicos que ocorrem na natureza. hidrosfera e geosfera/pedosfera. quais as complexas interações entre estes sistemas. a contaminação biológica da água potável. tem se empenhado na compreensão e na resolução destes problemas a tal ponto que deu origem a uma divisão que se dedica ao estudo do entorno e dos processos relacionados aos problemas ambientais. A maioria das reações de análise qualitativa é conduzida por via úmida.01g ou menos. Os ensaios por via seca podem ser conduzidos sem dissolver a amostra. INTRODUÇÃO Para efetuar as reações analíticas o estudante deve estar familiarizado com as operações comumente empregadas em análise qualitativa. a substâncias em solução. destilação. Os ensaios mais comuns são por: aquecimento. IV) A quantidade de reagentes utilizada é menor. A análise qualitativa pode ser conduzida em várias escalas: a) Macroanálise: a quantidade de substância empregada é de 0. teste da chama de Bunsen e os espectroscópicos. que pode ser conduzida rápida e eficazmente quando uma centrífuga substitui o filtro.05 g e o volume de solução para cerca de 1 mL. por desprendimento de gás. ou mais especificamente nos armários. evaporação.5-1. Há muitas vantagens em adotar a técnica semimicro. lavagem. maçarico de sopro. As primeiras são aplicáveis a substâncias sólidas. isto é. filtração. Os ensaios por via úmida são realizados com a amostra e os reagentes em solução. Dentre estas operações temos: preparo de solução. a escolha se situa entre semimicro e macroanálise. com a lavagem de precipitados. c) Microanálise: o fator é da ordem de 0.0. Não há uma linha nítida de demarcação entre semimicro e microanálise.1.0 g e o volume de solução tomado para análise é cerca de 20 mL. e as últimas. Para análise de rotina por estudantes. A análise qualitativa utiliza dois tipos de ensaios: reações por via seca e reações por via úmida. III) Eficiência de separação aumentada. precipitação. b) Semimicroanálise: a quantidade usada para análise é reduzida para 0. decantação. estas incluem: I ) Consumo reduzido de substâncias químicas com uma considerável economia no orçamento do laboratório. V) Economia de espaço nas prateleiras dos reagentes. diminuindo a contaminação ambiental. evaporação. ou mudança de cor. VI) O desejo de assegurar um treinamento na manipulação de pequenas quantidades de material. etc. Nestes ensaios percebe-se a ocorrência de reação pela formação de precipitado. Quando não existem observações . por exemplo.Química Ambiental – MAF1063 5 01 TÉCNICAS EXPERIMENTAIS DE ANÁLISE QUALITATIVA INORGÂNICA 1. cristalização. com as técnicas de laboratório envolvidas no processo. II) Maior velocidade da análise e a economia de tempo na execução das várias operações padronizadas de filtração. Em geral. é dada pela equação iônica.Química Ambiental – MAF1063 6 visuais ou olfativas para uma reação. ou seja formação de complexos coloridos. à equação que resume as mudanças que ocorrem: Cl.(eletrólito forte) Base: NaOH → Na+ + OH. 2. um indicador. os quais podem ser observados por borbulhamento. utilizando-se os íons ou elementos mais comuns e representativos.(aq) + Ag+ (aq) + NO3. Por exemplo: NaCl (aq) + AgNO3 (aq) → AgCl (s) + NaNO3 (aq) Uma representação mais precisa da reação.(aq) → AgCl (s) + Na+ (aq) + NO3. Como nas reações analíticas por via úmida não detectamos o sal. Ag+ ou de outros íons. b) Formação de complexos. São as reações de oxidação-redução. c) A troca de espécies leva a uma liberação de gases. como realmente ocorre em solução. todas as substâncias iônicas são solúveis e encontram-se dissociadas na solução. mas sim o(s) íon (s) deste sal. Isto ocorre muitas vezes associada com uma mudança visível de cor. os tipos de reações podem também ser observadas por: a) Troca de espécies (íons) entre as substâncias. A fórmula do cloreto de prata (AgCl) é escrita na forma molecular porque os seus íons não estão separados.(aq) + Ag+ (aq) → AgCl (s) Nesta aula.(eletrólito forte) Ácido: CH3COOH → H+ + CH3COO. representamos estas de uma forma simplificada denominada equação iônica representativa ou líquida. células elétricas que respondam a variações de concentração de H+. a sua ocorrência pode ser constatada através de um teste auxiliar tal como.(aq) Nesta equação. isto é. Estas substâncias são eletrólitos fortes ou fracos. OBJETIVO: Identificar espécies químicas através de reações por via úmida. A solução adquire uma cor diferente ou um precipitado se dissolve. Por exemplo: Sal: BaCl2 → Ba2+ + 2 Cl. dependendo do grau de ionização ou dissociação. Isto corresponderia à reação se um dos possíveis produtos fosse fracamente ionizável (eletrólito fraco) ou insolúvel (precipitado). Assim: Na+ (aq) + Cl. d) Algumas reações podem envolver transferência de elétrons. .(eletrólito forte) A equação química que descreve uma transformação durante uma reação é chamada de equação molecular. as reações de análise qualitativa inorgânica empregam soluções aquosas de sais.(eletrólito fraco) Base: NH4OH → NH4+ + OH.(eletrólito fraco) Ácido: HCl → H+ + Cl. os métodos da análise qualitativa e os princípios nos quais se fundamentam serão estudados. Desta forma. ácidos e bases. medidas de condutividade elétrica ou outras propriedades físicas. cor ou cheiro. Observe a reação.1M. Escreva a equação química e a característica do precipitado formado.0 mL de solução saturada de carbonato de sódio.1M 5.0 M. Em seguida. Tubo 5 Adicione em um tubo de ensaio alguns pedaços de papel alumínio.1 • mol/L Papel alumínio picado Solução de nitrato de prata 0.1M. Observe a reação química. Guarde este tubo e examine-o após 30 minutos.1M. Tubo 2 Adicione num tubo de ensaio 5 gotas de solução de sulfato de cobre 0. Em seguida adicione lentamente pelas paredes do tubo de ensaio.1M. Observe a reação química.Química Ambiental – MAF1063 7 3. adicione 10 gotas de hidróxido de sódio 0. MATERIAIS • • • Estante com dez tubos de ensaio Pisseta com água destilada Pipeta graduada de 5.0 M.1M Solução de sulfato de cobre 0.0 mL 4. adicione lentamente pelas paredes do tubo de ensaio. Tubo 3 Adicione em um tubo de ensaio 1. Escreva a equação química e anote as suas observações. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Tubo 1 Adicione num tubo de ensaio 10 gotas de solução de cloreto de sódio 0. Escreva a equação química e anote as suas observações.1M. gotas de solução de ácido clorídrico 3. Observe a reação química.1M • Solução de tiocionato de potássio • 0. . Observe a reação química. Em seguida adicione 10 gotas de nitrato de prata 0.1M Solução saturada de carbonato de • sódio Solução de hidróxido de sódio 0. gotas de solução de ácido clorídrico 3. Escreva a equação química. Em seguida. REAGENTES • • • • • Solução de cloreto de sódio 0.1 M Solução de ácido clorídrico 3.0M Solução de nitrato férrico 0. Em seguida.1M. Escreva a equação e a característica do produto formado. Tubo 4 Adicione em um tubo de ensaio 10 gotas de solução de nitrato férrico 0. adicione 5 gotas de solução de tiocianato de potássio 0. ALEXÉEV. 1977. separações e experiências. E. J. A. V.Química Ambiental – MAF1063 8 6. BIBLIOGRAFIA MELLO. Pioneira. Ed.F. Porto.. 1981. Análise qualitativa . Rio de Janeiro. 1982. . RESULTADOS Tabela 1: Resultados dos ensaios qualitativos de identificação Tubo 01 Equação molecular: Equação iônica: Equação iônica líquida: 02 Equação molecular: Equação iônica: Equação iônica líquida: 03 Equação molecular: Equação iônica: Equação iônica líquida: 04 Equação molecular: Equação iônica: Equação iônica líquida: 05 Equação molecular: Equação iônica: Equação iônica líquida: Nomes dos Reagentes Nomes dos Produtos Observações 7. Interamericana. São Paulo. 1981. Análise qualitativa. I. VOGEL. Edições lopes da Silva. KING.reações. Editora Mestre Jou. A. Química analítica qualitativa.. Introdução à análise mineral qualitativa. São Paulo. . EXERCÍCIOS 1. Quais os critérios para se verificar a ocorrência de uma reação química por via úmida? 2.Química Ambiental – MAF1063 9 8. Classifique todas as reações químicas utilizadas nesta aula. antimônio (V).Os cátions deste grupo não reagem com ácido clorídrico.Os cátions deste grupo não reagem nem com ácido clorídrico nem com ácido sulfídrico em meio ácido mineral diluído. Nesta aula serão estudados os cátions do primeiro grupo. arsênio (III). Os catíons deste grupo são: cálcio. ferro (III). O cloreto de chumbo. Grupo III . mercúrio (I) e prata. bismuto. A classificação baseia-se no modo como os catíons reagem a tais reagentes pela formação ou não de precipitados. quando se adiciona ácido clorídrico diluído à amostra. e os seis últimos. estanho (III) e estanho (IV).Os cátions deste grupo não reagem nem com reagentes do grupo I. potássio. Os íons deste grupo são: chumbo.Os cátions deste grupo formam precipitados com ácido clorídrico diluído. Grupo II . Os cátions do primeiro grupo formam cloretos insolúveis. os cátions são classificados em cinco grupos. nem do III. níquel (II). Nesta análise ocorre a formação de um precipitado branco de cloreto de chumbo (PbCl2). Os cátions deste grupo são: cobalto (II). porém. cloreto de mercúrio (Hg2Cl2) e cloreto de prata (AgCl).A são insolúveis em polissulfeto de amônio. como se segue: Grupo I . cádmio.Os cátions comuns. junto com os catíons do segundo grupo . INTRODUÇÃO Para fins de análise qualitativa sistemática.B. Eles formam precipitados com carbonato de amônio na presença de cloreto de amônio em meio neutro ou levemente ácido. que não reagem com nenhum dos reagentes dos grupos anteriores. Os íons chumbo restantes são quantitativamente precipitados com ácido sulfúrico em meio ácido. Os quatro primeiros formam o subgrupo II. formam precipitados com sulfeto de amônio em meio neutro ou amoniacal. cobre.A. chumbo. zinco e manganês (II). o chumbo nunca é completamente precipitado. estrôncio e bário. O reagente do grupo será a solução de ácido clorídrico diluído 2 mol/L. podemos tirar conclusões sobre a presença ou ausência de grupos de cátions e também separar tais conjuntos para uma posterior análise. mas formam precipitados com ácido sulfídrico em meio ácido mineral diluído. Por isso. o subgrupo II. pode-se dizer que a classificação dos íons mais comuns é baseada nas diferenças de solubilidade de seus cloretos. alumínio. Todavia. é ligeiramente solúvel em água e. cromo (III). por esta razão. sódio. Os íons deste grupo são: mercúrio (II). Grupo IV . Enquanto os sulfetos dos cátions do grupo II.B são solúveis. nem do II. mercúrio e prata. os do grupo II. formam o último grupo. antimônio (III). Pelo emprego sistemático desses assim chamados reagentes de grupo. lítio e hidrogênio. arsênio (V). Os cinco grupos e suas características são. isto é. amônio. Grupo V . estanho (II). tomando-se por base sua peculiaridade a determinados reagentes. que inclui os íon magnésio. sulfetos e carbonatos.Química Ambiental – MAF1063 10 02 ESTUDO SISTEMÁTICO DE SEPARAÇÃO E IDENTIFICAÇÃO DE CÁTIONS 1. Química Ambiental – MAF1063 11 Estando a amostra dissolvida. Não se deve usar esses reagentes. 5. o que significa que se torna fácil calcular os volumes relativos do material e do reagente necessário para se completar a reação É aconselhável adicionar a quantidade calculada de reagente imediatamente e de uma só vez à solução. é melhor avisar um colega ou o supervisor antes de usá-los. OBJETIVOS: Separar e identificar os cátions do primeiro grupo. 4.1 mol/L. por meio de um estudo sistemático de reações por via úmida. porque se gastará muito tempo na filtração dos precipitados e haverá dificuldades na sua lavagem e dissolução. a partir das concentrações. As condições para precipitação e para dissolução devem ser rigorosamente seguidas. A aparelhagem empregada na análise deve ser escrupulosamente limpa: aparelhagem suja pode introduzir impurezas na substância a ser testada. quando se está sozinho no laboratório. A maioria dos reagentes é. a separação dos cátions em grupos pode ser tentada. na maioria das vezes. 3. 6. Na lista de reações. tóxica e por isso deve ser manipulada com cuidado. Os ácidos e bases são utilizados. a fim de evitar contaminação pelos metais remanescentes no filtrado. Assim sendo. Em alguns casos.5-1 g em análise. 3. Os ensaios devem ser desenvolvidos na ordem dada. em concentrações da ordem de 2 mol/L. A análise não deve ser efetuada com grandes quantidades da substância. É fácil. mas a quantidade final deve igualar ou superar o equivalente. MATERIAIS 4. as últimas podem ser deixadas de lado. é impossível ou impraticável preparar um reagente mol/L e. • • • Uma estante com dez tubos de ensaio • Manta elétrica Pisseta com água destilada • • Centrífuga Béquer de 300 mL Pipeta volumétrica de 5. recomenda-se o uso de 0.5 mol/L ou até 0. Se o volume da solução em qualquer estágio da análise tornar-se muito grande. 2. predizer o volume de um determinado reagente necessário para completar a reação. para que as substâncias aderentes sejam removidas. têm de ser usados reagentes 0.0 mL . devendo ser manuseados com extremo cuidado. A concentração escolhida na maioria dos casos é mol/L. 2. nestes casos. Todos os precipitados devem ser lavados. esses reagentes serão marcados como VENENOSO ou PERIGOSO. de certa forma. As primeiras lavagens devem ser adicionadas à solução da qual o precipitado foi filtrado. deverá ser reduzido por evaporação. Aqueles que forem excepcionalmente tóxicos ou perigosos devem ser rotulados de modo especial. para se evitar uma diluição desnecessária da mistura. Antes de iniciar o procedimento de separação alguns fatos devem ser observados: 1. 0 mL da amostra dissolvida (alíquota) e transfira para um tubo de ensaio.05 mol/L Solução de cromato de potássio 0. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Enumere os tubos de ensaios de 1 a 10.5 mL de ácido clorídrico. ácido clorídrico diluído. A solução é preparada com 2 g da amostra em cerca de 50 mL do solvente adequado. Reserve um tubo para utilizá-lo como contra-peso. ácido clorídrico concentrado.1 mol/L Solução de hidróxido de amônio 6. colocar em um frasco e rotular.05 mol/L Solução de nitrato de prata 0. Dissolva a amostra a frio e/ou a quente na seqüência: água destilada.1 mol/L Solução de HNO3 diluído Solução de nitrato mercuroso 0. Se formar um precipitado.1 mol/L Solução de iodeto de potássio 0. REAGENTES • • • • • • • • Solução de ácido clorídrico 2. . ácido nítrico concentrado. adicione mais 0. Adicione 20 gotas de solução de ácido clorídrico 2 mol/L. água régia (uma parte de ácido nítrico concentrado para três partes de ácido clorídrico concentrado).0 mol/L Solução de nitrato de chumbo 0.Química Ambiental – MAF1063 12 4. Tubo1: Meça 2. agite e centrifugue por 2 minutos a 2500 rpm. Transfira o sobrenadante para outro tubo de ensaio (Tubo 2). ácido nítrico diluído.0 mol/L 5. Para efetuar a análise usar uma alíquota da solução. Tubo 6: Adicione 5 gotas de solução de K2CrO4. Se formar um precipitado amarelo-pálido (AgI) confirma a presença de Ag+. agite e leve ao banho-maria fervente por 2 minutos. Após lavagem.0mol/L. Confirma a presença de Pb2+. Divida o sobrenadante em dois tubos. consiste em : Hg(NH2)Cl + Hg. Este é solúvel com aquecimento (banho-maria) dando uma solução incolor que deposita cristais amarelos brilhantes por resfriamento.0 mL da amostra dissolvida (alíquota) e transfira para um tubo de ensaio. Se formar um precipitado branco (AgCl).5 mL de ácido clorídrico. Pode conter cloreto de chumbo (PbCl2). Se houver formação de precipitado. adicione no tubo 1. Adicione 20 gotas de solução de ácido clorídrico 2 mol/L. No tubo 4. Se formar um precipitado amarelo (PbCrO4) confirma a presença de Pb2+.0mol/L sobre o precipitado branco. Se formar um precipitado. III. agite e centrifugue por 2 minutos a 2500 rpm. centrifugue e separe o sobrenadante (Tubo 4). Despreze-o. Adicione 4 mL de água destilada fria ao tubo de ensaio. O precipitado pode conter PbCl2. Tubo 7: Adicione solução de KI (20 a 40 gotas). IV e V. Se formar um precipitado amarelo (PbI2). repita a lavagem do precipitado do tubo 1 (resíduo branco). Transfira o sobrenadante para outro tubo de ensaio (Tubo 3). Tubo 9: Adicione algumas gotas de solução de iodeto de potássio. AgCl e Hg2Cl2. Resíduo: Se for preto. Esse procedimento assegura a completa remoção do Pb2+. Se formar precipitado amarelo. Centrifugue a quente. Sobrenadante: Testar o sobrenadante com algumas gotas de ácido clorídrico 2 mol/L. . Sobrenadante: Pode conter [Ag(NH3)2]+. centrifugue e transfira o sobrenadante para outro tubo de ensaio (Tubo8). juntar ao resíduo e centrifugar novamente. 3mL de solução de amônia 6. Transfira o sobrenadante para outro tubo de ensaio (Tubo 2). adicione 2 gotas de cromato de potássio. Hg2+ presente. Lave o precipitado com 1mL de água quente. Resíduo: Precipitado branco. juntando os sobrenadantes. adicione mais 0. confirma-se a presença de Ag+. Sobrenadante: Pode conter Pb2+. Divida em dois tubos de ensaio Tubo 8: Acidifique com HNO3 1. cloreto de prata (AgCl) e cloreto de mercúrio ( I ) (Hg2Cl2). Este sobrenadante será usado para análise dos grupos II. Resíduo: Pode conter Hg2Cl2 e AgCl.Química Ambiental – MAF1063 13 Tubo1: Meça 2. Agite. 1995.. STEIN.Química Ambiental – MAF1063 14 6. BACCAN.M. 6ª ed. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS VOGEL. EXERCÍCIOS PÓS-LABORATÓRIO 1. L. A. Campinas: Editora da Unicamp. 2. E... Escreva as reações de todas as etapas de separação e identificação. ed. Porque o teste para confirmar a presença do íon chumbo com o cromato de potássio deve ser feito a quente? 3. O. 5a. ALEIXO. GODINHO. São Paulo.I. 7.E.S.. Química analítica qualitativa. N. Introdução à Semimicroanálise Qualitativa.. O que vem a ser uma marcha sistemática? (processo usado nesta técnica). . Editora Mestre Jou. 1981. bases e sais. . A unidade padrão de condutividade é o inverso do ohm. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL . preparada em laboratório. Este aumento resulta principalmente da absorção do CO2 atmosférico e em uma menor extensão de amônia. e Uma amostra de água proporcionada pelo estudante. chamado de mho. As condutividades relativas de várias amostras de água devem ser comparáveis à quantidade de sólidos totais da amostra (a ser determinada na 2ª Parte desta prática). enquanto os íons negativos migram para o eletrodo positivo. INTRODUÇÂO A condutânica fornece uma medida da capacidade da água de conduzir corrente elétrica.5 a 2µmhos. A unidade padrão de resistência elétrica é o ohm (Ω). atingindo um valor de 2 a 4µmhos após algumas semanas de armazenamento.Química Ambiental – MAF1063 15 03 DETERMINAÇÃO DA CONDUTÂNCIA E SÓLIDOS TOTAIS NA ÁGUA 1ª PARTE – CONDUTÂNCIA DA ÀGUA E EFLUENTES 1. são bons condutores. Um sistema aquoso contendo ions irá conduzir uma corrente elétrica. REAGENTES E EQUIPAMENTOS • As amostras de água: Água de torneira: proveniente do tratamento de água municipal. 2. Para cada forma de leitura (condutividade e sólidos totais) é feito um procedimento de calibração. Uma amostra desconhecida. As águas de maior qualidade têm condutâncias entre 50 e 500µmhos. e a água mineral estando na faixa de 500 a 1000µmhos e até maiores. • • Béquer de 50 mL (01) Condutivímetro 3. Sob uma corrente direta os íons positivos migram para o eletrodo negativo.Calibrar o condutivímetro empregando-se as soluções padrão disponibilizadas pelo fabricante do instrumento. não se dissociam em íons em solução aquosa e desta forma produzem soluções que são muito pouco condutoras. A maioria dos ácidos inorgânicos. coletada antes de vir ao laboratório. Moléculas de compostos orgânicos tais como sacarose e etanol. A água recém purificada tem uma condutância de 0. 200 2.137 18.033 0.067 0.398 .000 0.037 0.022 0.005 0. estimar a concentração de NaCl em mg/L.071 14.015 0.146 0.000 5.000 0.0016 250.000 0.029 0.000 20.000 0.029 0.167 6.000 0.000.000 158.000 1.500 1.000 10.0004 1.002 0.000 2.292 0.000.050 8.200 1.273 36.100 4.000 0.083 12.000 0.000 0.800 0.Utilizando a Tabela I.000 0.340 4.400 1.049 0.100 0.000 0.000 5.000 1.cm 0.Química Ambiental – MAF1063 16 .400 1.050 0.667 2.025 0.000 625.600 0.000 0.500 2.250 0.002 0.055 18.0125 32.000 0.002 0.170 2.250 4.040 0.000 0.000 0.000 0.550 73.000 0.667 0.250.007 0.063 16.000 0.730 0.000 40.492 312.240 Nenhum 0.000 Grãos de CaCO3 por galão Nenhum 0.025 16.056 18.099 146.000 0.000 0.199 292.0063 63.500 0.500 0.000.000.Fazer a leitura da condutividade diretamente em um béquer de 50 mL contendo a amostra.0001 4.004 0.125 8. Tabela I – Parâmetros de Qualidade da Água Condutância Resistência mg/L específica específica NaCl µmhos/cm MΩ.0002 2.002 0.000 0. equivalente a cada condutividade observada.000.000 80.0008 500.0032 125.073 0. .500.585 1.641 9.100 10.000 10.003 0. Aqueça o béquer contendo a amostra em uma chapa aquecedora até que entrem em ebulição. a água é considerada ser uma água salgada se contém acima de 3. em mg/L. 2. nenhuma atenção será dada para determinar a natureza de qualquer sólido individual suspenso ou dissolvido nas amostras de água.000 mg/L de sólidos dissolvidos. A finalidade deste experimento é realizar uma comparação entre o valor medido no instrumento e aquele obtido da forma "manual". reduza a temperatura da chapa.0001g) Agite bem cada frasco de amostra e transfira. Utilize a balança analítica e anote a massa com todas as casas decimais indicadas (isto é. para evitar que se percam sólidos por borbulhamento.Determine a massa do béquer de 150 mL. O objetivo é simplesmente medir a concentração total ou combinada de todos os sólidos. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL . A água do mar (ainda que não necessariamente poluída) tem um conteúdo total de sólidos dissolvidos de 35. uma precisão de 0. do contrário os béqueres podem rachar devido ao aquecimento rápido. . Em geral. Também é esperado que o estudante adquira alguma habilidade em técnicas de laboratório (como o uso adequado de uma balança analítica).Pouco antes de todo o líquido evaporar-se. Este experimento dará ao estudante a oportunidade de comparar os sólidos totais em vários tipos de água – desde água potável até a água de rios. No presente experimento. com o uso de uma proveta. isto é. Atenção: a ebulição não deve ser violenta. exatamente 50 mL da solução de amostra para o béquer de 150 mL previamente pesado. .000 mg/L de sólidos dissolvidos e água fresca se contém menos de 500 mg/L de sólidos dissolvidos.Meça novamente a massa.000 mg/L. INTRODUÇÃO Ainda que alguns contaminantes da água possam ser gases (como amônia dissolvida) ou líquidos (óleos). com o aquecimento da amostra e determinação da massa de resíduo no béquer. .Química Ambiental – MAF1063 17 2ª PARTE – DETERMINAÇÂO DE SÓLIDOS TOTAIS 1. a maioria dos contaminantes comuns são sólidos dissolvidos ou suspensos na água. água salobra se contém entre 500-3. Deve-se . REAGENTES E MATERIAIS • • • • • Amostras de água utilizadas na 1ª parte 1 Chapa aquecedora 1 Béquer de 150 mL 1 proveta de 50 mL 1 Balança analítica 3. Química Ambiental – MAF1063 18 observar a total evaporação de qualquer traço de água para evitar erros no resultado final. mg/L sólidos totais = g de sólidos totais x 1000. . . A quantidade de sólidos totais é calculada pela diferença entre as massas do béquer antes e depois do procedimento.Após evaporar completamente a água.Sabendo que o volume de amostra foi de 50 mL. utilize a fórmula abaixo para determinar a quantidade de sólidos totais . determinar a massa do béquer com o resíduo. Depois de resfriado. Registre os valores obtidos.000 mL de amostra . em mg/L. coloque os frascos em um dessecador para o resfriamento. Este ponto é chamado de ponto final da titulação. Agitase a mistura e completa-se o volume até o traço de referência e finalmente homogeneiza-se. Em seguida. isto é soluções padrões. muitas vezes. Essas soluções requerem. PREPARAÇÃO E PADRONIZAÇÃO DE SOLUÇÃO NaOH 0. é aconselhável aquecer o béquer com a substância e um pouco do solvente. até que a substância se dissolva completamente. a quantidade de soluto dissolvido numa unidade de volume ou de massa da solução ou do solvente se denomina concentração. Uma solução é formada quando uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias formam uma única fase. em mol do soluto por litro da solução. As soluções padrões são preparadas pesando-se a quantidade de substância apropriada numa balança analítica. Este procedimento chama-se padronização da solução. O processo de adição da solução padrão até que a reação esteja completa é chamado de titulação e a substância a ser determinada de titulada. dissolve-se um pouco com o solvente apropriado e transfere-se com o auxílio de um funil. a cor ou o sabor depende de sua concentração. ligeiramente e com agitação. Em química. O componente presente em maior quantidade é chamado solvente e os outros componentes são denominados solutos. Este final deve ser identificado por alguma mudança. deixa-se a solução resfriar e depois se transferi com o auxílio do funil para o balão volumétrico. As propriedades das soluções. esta concentração é a molaridade da solução.1 mol L 1. comumente. tendo o cuidado de não perder a solução. por exemplo KMnO4 ou pela adição de um reagente auxiliar conhecido como indicador.Química Ambiental – MAF1063 19 04. A solução padrão é usualmente adicionada por uma bureta. que se faça uma análise titulométrica para se determinar à quantidade exata do soluto presente no volume da solução. Lava-se o béquer algumas vezes com o solvente. O funil deve ser lavado algumas vezes com um jato do solvente e transferindo-se para o balão. à solução para um balão volumétrico de capacidade adequada. . transferindo para o balão. O ponto final da titulação chama-se ponto de equivalência. Introdução -1 A solubilidade de uma substância num determinado solvente é controlada principalmente pela natureza do próprio solvente e do soluto. por exemplo. Após a finalização da reação entre a substância e a solução padrão. Quando a substância não for facilmente solúvel em água. mas também pela temperatura e pressão. Em análise química é necessário preparar soluções de concentração exatamente conhecida. A concentração é expressa. produzida pela própria substância padrão. Em um laboratório analítico é essencial manter em estoque soluções de vários reagentes. o indicador deverá produzir uma mudança de cor no líquido que está sendo titulado. algumas delas terão concentrações exatamente conhecidas (soluções padrões) e é imperativo que a temperatura de estocagem destas soluções seja a correta. Em nenhuma circunstância o balão pode ser aquecido. Isto significa que as soluções de NaOH devem ser padronizadas com um reagente padrão primário. por exemplo. por diluição apropriada. Os frascos de estocagem devem estar limpos e secos. Depois se enche o frasco com a solução e rotulá-o com o nome da solução. Nos trabalhos de grande exatidão.Química Ambiental – MAF1063 20 Em alguns casos pode ser preferível preparar a solução padrão a partir de soluções concentradas. este reagente não é padrão primário. Nestes dois casos o vidro deve ser escuro (castanho). No entanto. 2.Deve haver um indicador específico que defina nitidamente o ponto final da reação. esgotando-se o líquido. esgotando-se completamente o líquido depois de cada lavagem. ou de outro vidro resistente com tampas esmerilhadas. porque é higroscópio e sempre contém uma quantidade indeterminada de água e carbonato de sódio adsorvida no sólido. para poder determinar a concentração real da solução. As soluções que são relativamente estáveis e não são afetadas pela exposição ao ar podem ser estocadas em frascos de 1litro. 3. . 2. Deve-se observar que os frascos de vidro são obrigatórios para algumas soluções. por exemplo o biftalato de potássio. As soluções de hidróxido de sódio atacam o vidro e dissolvem a sílica com formação de silicatos solúveis. a qual é deixada em repouso por 24horas. os frascos devem ser de pyrex. deve-se lavá-lo sucessivamente com três pequenas parcelas da solução. Considerações sobre reações químicas Para uma reação ser utilizada em uma titulação. porém. concentração. A presença de silicatos solúveis causa erros e as soluções de hidróxidos devem ser conservadas em frascos de polietileno. Em alguns casos.Deve ocorrer uma reação simples que possa ser expressa por uma equação química. Para soluções alcalinas os frascos de vidro são substituídos por frascos de polietileno. data de preparação e nome do analista. O carbonato de sódio pode ser completamente removido quando se prepara uma solução saturada de NaOH. deve-se adicionar um catalisador para acelerar a reação. ela deve satisfazer as seguintes condições: 1. O carbonato de sódio precipita por ser pouco solúvel na solução.Deve haver uma mudança de energia livre marcante conduzindo a alteração de alguma propriedade física ou química do soluto no ponto de equivalência. 5. Eles devem ser lavados com um pouco da solução. o reagente mais usado é o hidróxido de sódio. iodo e nitrato de prata. Se o frasco estiver limpo.A substância a ser utilizada deverá reagir completamente com o reagente em proporções estequiométricas.A reação deve ser rápida. Considerações sobre hidróxido de sódio Para preparar soluções padrões alcalinas. 3. 4. Antes de usá-lo para qualquer análise deve-se homogeneizar a solução. molhado. enchendo-se os frascos e fechando-os imediatamente. 4. Preparação da solução NaOH 0.Fácil obtenção. purificação e secagem. Não pode ser higroscópica.Deve possuir massa molecular elevada (para diminuir o erro de pesagem).A.1mol/L para posteriormente determinar a acidez de uma amostra de vinagre. 3.1 mol/L . Procedimento experimental 8. ilustrar as técnicas de preparação e padronização de solução aquosa de hidróxido de sódio 0. Materiais • • • • • • Espátula Béquer de 50 e 100 mL Bastão de Vidro • • • Balança analítica e semi-analítica Frascos de plástico para acondicionar a solução Béquer de 300 mL com água destilada recém fervida Bureta de 50 mL Proveta de 50 mL Agitador e barra magnética Balão volumétrico de 250 • mL Erlenmeyer de 250 mL Béquer de 1000 mL • • 7. 6. que é um padrão primário. que se presentes devem estar em pequena porcentagem.Deve existir teste qualitativo simples para identificação de contaminantes. Objetivos Esta aula tem como objetivos treinar a técnica de pesagem. As soluções de hidróxido de sódio são geralmente padronizadas com hidrogenoftalato de potássio ou biftalato de potássio [HKC6H4(COO)2].Química Ambiental – MAF1063 21 4.Solúvel nas condições experimentais. oxidada ou afetada pelo CO2. 5.Deve reagir com a espécie de interesse de modo estequiométrico e instantâneo. Considerações sobre padrão primário Para uma substância ser considerada padrão primária.1. 6. Reagentes • • Hidróxido de sódio P. 5. 2. ela deve apresentar as seguintes características: 1.Deve manter-se inalterada ao ar durante a pesagem. Fenolftaleína 1% • Biftalato de potássio seco a 105 ºC 8. O. J. E. Meça numa proveta 50 mL de água destilada fria e recém fervida e transfira para o erlenmeyer.00mL da solução de NaOH 0. Com auxílio de um béquer de 50 mL. até mudança de coloração do indicador de incolor para rosa. BARONE. Em seguida. . Verifique se há bolhas entre a torneira e a extremidade inferior da bureta. Lave o béquer com pequenos volumes de água destilada. Lave uma bureta de 50 mL com pequena quantidade da solução de NaOH 0. transfira para o balão e finalmente complete o volume com água destilada recém fervida e homogeneíze. que fica na parte superior. Padronização da solução de NaOH 0.2. ANDRADE.1 mol L-1.1 mol L-1 para frascos de plásticos e escreva no rótulo o nome da solução. Caso tenha. Fc = 25.1 mol L-1.V . de NaOH (mL) M= molaridade da solução (0. para dissolver completamente o biftalato de potássio.2042 = mmol do biftalato de Calcule a média dos fatores de correção da turma. calcule a concentração real da solução de NaOH 0. Com o auxílio de um béquer de 100 mL. concentração. Pese numa balança analítica exatamente a massa calculada e transfira quantitativamente para um erlenmeyer de 250mL. 9. 2a edição.1 mol L-1 e acerte o menisco com o traço de aferição (zero).0 Vgasto ou Fc = m 0. Referências BACCAN.M m = massa do biftalato de potássio pesada. utilizando a seguinte fórmula. GODINHO..1 mol L-1 e observe se há vazamento.1 mol L-1 Calcule a massa de biftalato de potássio necessária para reagir completamente com 25.1mol/L. fator de correção e turma. Dissolva com 50mL de água destilada recém fervida e transfira quantitativamente para um balão volumétrico de 250mL. data. . pese numa balança semi-analítica a quantidade de hidróxido calculada. encha a bureta com solução de NaOH 0. Feche a torneira de controle de escoamento. Fixe a bureta de 50 mL no suporte universal. Campinas: Editora da UNICAMP. Titule com a solução recém preparada de NaOH 0. 1995. J. junte todas as soluções preparadas pelos diferentes grupos num béquer de 1L. para posterior padronização.Química Ambiental – MAF1063 22 Calcule a quantidade de hidróxido de sódio necessária para se preparar 250 mL de solução (massa molecular = 40. S. abra a torneira rapidamente até removê-la. Após preparação. Monte o sistema de agitação magnética. Adicione duas gotas de fenolftaleína 1% e homogeize. encha a bureta com NaOH 0.1mol L1 .. N.0 g/mol).1 mol L-1) potássio V = volume gasto da solução 0. Química Analítica Quantitativa Elementar. 8. S. C. multiplicando-se pelo fator de correção.2042. Finalmente. Anote o volume gasto e calcule o fator de correção. Em seguida. transfira as soluções de NaOH 0. WEST. M. edição. São Paulo: Pioneira Thomson Learning.I..A. R. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos. 3a edição. D.. Fundamentos de Química Analítica. J. A. 1992. 1981. 5a. A. Revisão Técnica Célio Pasquini. VOGEL. Química analítica quantitativa. . O. CROUCH. F. Análise Química Quantitativa. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos. Tradução Marco Tadeu Grassi.. Volume 2. D. HOLLER. OHLWEILER. 2006. S.Química Ambiental – MAF1063 23 SKOOG. A alcalinidade é determinada através da titulação. carbonatos e hidróxidos. para o sabor da água. É geralmente composta por íons carbonato (CO32-) e bicarbonato (HCO3-). nesses casos. A alcalinidade representa a capacidade que um sistema aquoso tem de neutralizar (tamponar) ácidos a ele adicionados. o pH está geralmente compreendido entre 6. enquanto que águas de alto pH tendem a formar incrustações. paredes de concreto e superfícies de cimento-amianto. podendo ser adicionada sob a forma de produtos cáusticos. alcalinidade total). A determinação do pH é feita através do método eletrométrico.5 e 9. o pH pode subir muito. tipicamente. Alcalinidades. utilizando-se para isso um peagâmetro digital. nos dias ensolarados. o pH reflete o tipo de solo por onde a água percorre. estando relacionada a coagulação. Isso porque as algas. Em lagoas com grande população de algas. exclusivamente.H2O + CO32- . uma combinação de íons bicarbonato (HCO3-). Esta capacidade depende de alguns compostos. Às águas superficiais possuem um pH entre 4 e 9. agindo como um estabilizador do valor de pH. pH e Dureza afetam a toxicidade de várias substâncias na água. • Alcalinidade Parcial (Alcalinidade P) É determinada por titulação com ácido forte em presença de fenolftaleína (v. ALCALINIDADE E ACIDEZ DA ÁGUA 1 .5. ao realizarem fotossíntese.INTRODUÇÃO As medidas de pH são de extrema utilidade. Somente dois tipos de alcalinidade podem estar presentes simultaneamente numa amostra de água: OH.livres. águas de pH baixo tendem a ser corrosivas ou agressivas a certos metais. redução de dureza e prevenção de corrosão nas canalizações de ferro da rede de distribuição. A determinação da alcalinidade é uma das determinações mais importantes no controle da água.Química Ambiental – MAF1063 24 05. As vezes são ligeiramente alcalinas devido à presença de carbonatos e bicarbonatos. à presença de íons OH-(hidroxila). De um modo geral. chegando a 9 ou até mais. É determinada por titulação com ácido forte em presença de alaranjado de metila. Geralmente um pH muito ácido ou muito alcalino está associado à presença de despejos industriais. que é a principal fonte natural de acidez da água. A alcalinidade pode ser expressa das seguintes maneiras: • Alcalinidade (Alcalinidade Hidróxida OH-) Alcalinidade de hidróxidos ou causticidade é uma componente da alcalinidade total devida. pois fornecem inúmeras informações a respeito da qualidade da água. íons carbonato (CO32-) e hidroxilas (OH-). Estes são realizados através da determinação de pH. também. principalmente bicarbonatos. • Alcalinidade Total (Alcalinidade mol/L) A alcalinidade da água é uma medida de sua capacidade em reagir com ácidos fortes para atingir determinado valor de pH. retiram muito gás carbônico. Naturalmente.+ HCO3. Na água potável. Nos sistemas de abastecimento público de água. a alcalinidade contribui. A Alcalinidade não é normalmente encontrada em águas naturais. DETERMINAÇÃO pH. A alcalinidade da água natural é. Não se deve confundir Alcalinidade com a medida de íons H+ ou OH. . a acidez é expressa em termos de CaCO3. por titulação com solução de ácido sulfúrico e hidróxido de sódio.1 Titulação com fenolftaleína A titulação com fenolfatleína (pH de viragem 8. a não ser que o pH seja igual ou superior a 8. alcalinidade e acidez presente na água da torneira das dependências da Universidade Católica de Goiás.1. Assim. 3. 2.5.02 mol L-1 5. É expressa em miligramas por litro de carbonato de cálcio equivalente.REAGENTES • • • • fenolftaleína alaranjado de metila solução padrão de ácido sulfúrico 0.Química Ambiental – MAF1063 25 A acidez das águas é a capacidade que um meio aquoso possui de reagir quantitativamente com uma base forte a um pH definido. usando fenolftaleína como indicador. enquanto que acidez causada por ácidos minerais fortes. HCO3-. Assim como a alcalinidade.01 mol L-1 solução padrão de hidróxido de sódio 0.OBJETIVO Esta aula tem como objetivo determinar o pH. a um determinado pH (NBR 9896/1993) Ela é determinada pela quantidade de gás carbônico livre na água. O ácido carbônico não é totalmente neutralizado. ocorres geralmente a pH abaixo de 4. A maioria das águas naturais e dos esgotos domésticos é tamponada por um sistema composto por dióxido de carbono. CO2.4) indica as alcalinidades de hidróxidos e carbonatos.2. e é medida neutralizando-se o CO2 livre com um hidróxido .Acalinidade 5.MATERIAL erlenmeyer de 250 mL 1 béquer de 100 mL 1 proveta de 100 mL 1 funil de haste curta 1 bureta de 25 ou 50 mL 1 pipeta volumétrica de 100 mL 1 pera insufladora de ar 1 vidro de relógio 1 suporte universal 1 garra para bureta papel de filtro quantitativo 4.1.5. quase sempre devida a esgotos industriais.2.PROCEDIMENTO 5. e não diminuirá o pH a valores abaixo de 4. a acidez devida ao CO2 está na fixa de 4.5 a 8. e bicarbonato. com agitação constante até o ponto de viragem (incolor-rosa).3. para um erlenmeyer 250 mL.2. 5.P) Zero HCO3M M . Anote o volume gasto.Química Ambiental – MAF1063 26 Transfira 50 mL da amostra para um erlenmeyer de 250 mL. transfira 100 mL da amostra homogeneizada.02 mol L-1.01 mol L-1. Adicione 3 a 4 gotas de fenolftaleína e titule com solução de hidróxido de sódio 0.2P Zero Zero Zero Cálculo: 1000 x V x f = mg de carbonato de cálcio por litro A V = volume de ácido sulfúrico 0. Titule com ácido sulfúrico 0.Acidez 5.2 Expressão dos resultados A acidez dada em mg/L de CaCO3 pode ser obtida pela equação: .Com alaranjado de metila A titulação com alaranjado de metila (pH de viragem 4. de acordo com a tabela.3.3.1 Titulação com NaOH Com auxilio de uma pipeta volumétrica. f = fator de correção da solução do ácido sulfúrico A = volume da amostra 5. 5.02 mol L-1. 5.1. Anote o volume gastos de hidróxido de sódio 0. de carbonatos e de bicarbonatos.3.01 mol L-1 até a coloração amarelo-alaranjada.4) indica a alcalinidade de bicarbonatos. titule com ácido sulfúrico 0. Adicione 5 gotas do indicador à solução incolor obtida no procedimento anterior.Cálculo da alcalinidade da água Utilizando a tabela a seguir determine a alcalinidade de hidróxidos. RESULTADOS P=0 P<M/2 P=M/2 P>M/2 P=M OHZero Zero Zero 2P – M M ALCALINIDADES CO32Zero 2P 2P=M 2(M . Se aparecer cor.1. em mg de carbonato de cálcio por litro.pH Medir o pH através do auxílio de um pHmetro.01 mol L-1 até o desaparecimento da coloração rósea. Anote o volume gasto ( M). (P) 5. Adicione 2 gotas de indicador fenolftaleína.2. 1999. Manual de Análise de águas Industriais.02 mol L-1gasto. M. Ed. NETTO. mg/L CaCO3 = V x Fc x 1. Qualidade de Água I. LAURENTI. 19a edição.ABNT/ NBR APHA -Standard Methods of Water and Wastewather. VOGEL. Va = volume (mL) da amostra. Imprensa Universitária. ECOLAB: Divisão de Tratamento de Água. Rio de Janeiro. (1997). Tratamento de água. 5a edição. LTC. Fc = fator de correção volumétrica. de A. V = volume (mL) de hidróxido de sódio 0.. Ed. Análise Química Quantitativa.UFSC. São Paulo. A. J. C. A.Tecnologia atualizada. 1991.0 x 1000 Va 6. Associação Brasileira de Normas Técnicas. .Bibliografia RICHTER. 1992..Química Ambiental – MAF1063 27 onde. I. Editora Edgard Blucher.. A. 16. Os valores de pKa mostram que os dois primeiros prótons são mais facilmente ionizáveis. na forma do ácido propriamente dito ou na forma do sal dissódico hidratado. papel e celulose.Calcule a massa de EDTA necessária para preparar 250 mL de solução 0.Porque um analista ao preparar uma solução deve anotar as informações contidas no rótulo do reagente. conservas. requerem águas brandas. Este ácido é fraco e apresenta valores de pK1 = 2. enquanto que águas que procedem de solos calcáreos apresentam freqüentemente durezas elevadas.Química Ambiental – MAF1063 28 06 VOLUMETRIA DE COMPLEXAÇÃO . alumínio.DETERMINAÇÃO DA DUREZA DA ÁGUA 1.24 g/mol 2. Dados: massa molar EDTA = 372. 2. O EDTA pode ser obtido com alta pureza. Devido aos motivos expostos. ocasionando com isso elevadas perdas de calor e podendo também provocar explosões. e é um dado muito importante na avaliação da qualidade da água.66. pK4 = 10. os íons cálcio e magnésio. pK3 = 6.02mol/L. pode-se deduzir facilmente a necessidade do controle prévio da dureza da água. pK2 = 2. Em numerosos processos industriais. areníferos e graníticos. a fim de adotar as medidas de correções necessárias. Assim. Este composto forma complexos estáveis de estequiometria 1:1 com um grande número de íons metálicos em solução aquosa. ferro. Também é importante considerar que as águas duras formam crostas em caldeiras de vapor.26. Mediante um controle periódico. Outros cátions que encontram-se associados aos íons cálcio e magnésio. por exemplo.00. As duas formas possuem alto peso molecular. A soma da concentração destes íons é denominada de índice da dureza da água. por exemplo. utilizando-se titulações com EDTA. mas o sal dissódico tem a vantagem de ser mais solúvel em água. águas brandas são encontradas em solos basálticos. Para o caso de lavanderias as águas ocasionam um elevado consumo de sabão e resultam em danos para os tecidos. Muitos íons metálicos formam complexos estáveis e solúveis em água com o EDTA. cobre e zinco. geralmente são mascarados ou precipitados antes da determinação. tais como fábricas de cervejas. . do que os dois restantes. conforme o uso a que se destina. é possível garantir maior segurança para estas instalações industriais. INTRODUÇÃO A utilização do ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA) como agente complexante iniciou-se logo no fim da Segunda Guerra Mundial. QUESTÕES PRÉ-LABORATÓRIO 1. Química Ambiental – MAF1063 29 3. até o aparecimento da cor vermelha.Adicione uma pequena porção de eriocromoT (indicador).Pipete uma alíquota de 100mL da amostra de água e transfira para um erlenmeyer de 250mL. Evite adicionar muito. para mascarar outros íons como Cu2+. separando-se assim o indicador. Verifique o pH. 4. 3. em pH 10. a solução vermelho-vinho torna-se azul.Adicione 2mL de solução tampão pH 10 Agite. Fe3+.02 mol/L EriocromoT KCN • • Solução tampão pH 10 Solução de FeSO4 6. Esta análise deverá ser feita em DUPLICATA. 2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1. Quando a quantidade de EDTA adicionada for suficiente para complexar todo o cálcio e magnésio. 4. REAGENTES • • • Solução de EDTA 0. Pela adição de EDTA à solução colorida ocorre a formação de um complexo estável e não dissociado com o EDTA. MATERIAIS • • • • Amostra de água Pipeta volumétrica de 50mL Proveta de 50 ou 100mL Bureta de 50. .Adicione alguns cristais de KCN (Cuidado VENENO!). que interferem bloqueando o indicador. numa amostra de água da torneira das dependências da Universidade Católica de Goiás. pois isto ocasionaria uma mudança de cor gradual no ponto final. OBJETIVOS Esta aula tem como objetivo preparar as soluções necessárias para determinar o teor de íons cálcio e magnésio. por volumetria de complexação com EDTA. indicando o final da reação. PRÍNCIPIO DO MÉTODO Os íons Ca2+ e Mg2+ de uma solução formam um complexo vermelho-vinho com o indicador negro de eriocromo-T.0 mL • • • • Erlenmeyer de 300 mL (2 por grupo) Bastão de vidro Suporte universal e garras Pipeta graduada de 5mL 5. Zn2+. p. 7. . 6. adicione solução de Fe(II) para converter os íons cianeto em [Fe(CN)6]4. 7. Em seguida zere a bureta e titule até mudança de cor do indicador (vermelho para azul). 205. QUESTÕES PÓS-LABORATÓRIO 1.Qual a importância de se determinar a qualidade da água na Indústria Alimentícia? 2.02mol/L. 1979.Química Ambiental – MAF1063 30 5. São Paulo. Unicamp.Faça os cálculos da determinação da dureza da água.Lave a bureta de 50 mL com a solução de EDTA 0. expressando o resultado em % CaCO3.No final da análise.e depois lave bem o erlenmeyer com água corrente. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Baccan N. RESULTADOS Volume de amostra de água (mL) Volume gasto (mL): Branco Volume gasto (mL): 1ª titulação Volume gasto (mL): 2ª titulação Volume gasto (mL): Média % de CaCO3 8. 9..Faça os cálculos da dureza da água e expresse os resultados na forma de CaCO3. Editora Edgard Blucher. Química analítica quantitativa elementar. Por que o método de Mohr se baseia numa precipitação fracionada 5. Outro aspecto importante a considerar é que muitas reações de precipitação se processam um tanto lentamente: uma titulação que envolvesse uma reação semelhante teria que ser conduzida morosamente para assegurar o estabelecimento do equilíbrio de solubilidade. entretanto. QUESTÕES PRÉ-LABORATÓRIO 1. Na volumetria de precipitação.Química Ambiental – MAF1063 31 07 VOLUMETRIA DE PRECIPITAÇÃO: DETERMINAÇÃO DE CLORO EM ÁGUA . é possível conduzir a titulação sob observação visual até o ponto em que a formação de precipitado deixa de ocorrer. Em um número reduzido de casos.02 mol/L.MÉTODO DE MOHR 1. Calcule a massa de AgNO3 necessária para preparar 250 mL de solução 0. Muitos métodos volumétricos de precipitação empregam indicadores mais ou menos específicos. os fatores que decidem a . isto é. a variação das concentrações dos íons reagentes em torno do ponto de equivalência depende grandemente do grau como se completa a reação. completar-se em tempo relativamente curto e oferecer condições para uma conveniente sinalização do ponto final. Na análise volumétrica em geral. Mais comumente. As possibilidades de aplicação das reações de precipitação na análise volumétrica se ampliam consideravelmente com a utilização dos métodos físico-químicos para a localização do ponto final.Calcule a massa de NaCl necessária para preparar 100 mL de solução 0.Por que a titulação por precipitação não pode ser realizada em meio ácido ou meio muito alcalino? 4. INTRODUÇÃO A volumetria de precipitação baseia-se em reações com formação de compostos pouco solúveis. uma classe especial de indicadores. Às vezes. que encontram um campo mais geral de aplicação. é possível acelerar convenientemente a reação mediante adição de etanol ou acetona à reação.02 mol/L.Quais os fatores a serem observados na escolha de uma titulação por precipitação? 2.Como atuam os indicadores de adsorção? 3. Muitas delas não podem servir em virtude da carência de meios apropriados para a localização do ponto final. apela-se para o uso de indicadores. os indicadores de adsorção. apropriados para uma dada reação de precipitação. 2. A reação de precipitação deve processar-se praticamente de forma quantitativa no ponto de equivalência. Há. tais condições limitam muito o número de reações de precipitação utilizáveis. Na prática. Existem basicamente três métodos argentimétricos: método de Mohr. que podem ser classificados conforme a titulação seja direta ou indireta. São corantes orgânicos. A argentimetria compreende diferentes métodos.Química Ambiental – MAF1063 32 questão são o produto de solubilidade do precipitado e as concentrações dos reagentes. primariamente. íons Cl. No primeiro caso. secundariamente. No segundo caso. Nesta aula. respectivamente). que acusam o ponto final através de uma mudança de coloração sobre o precipitado. Nos métodos diretos. uma quantidade equivalente de cátions. único com um campo de aplicação mais ou menos amplo. O ponto . uma quantidade equivalente de ânions. método de Volhard e por indicadores de adsorção. A mudança de coloração se deve à adsorção ou dessorção do corante como consequência de uma modificação da dupla camada elétrica em torno das partículas do precipitado na passagem do ponto de equivalência: assim.1mol/L. íons Ag+ (reticulares) e. O método volumétrico de precipitação mais importante. cianeto. pretende-se utilizar o primeiro método para determinar a concentração de uma amostra de água e também preparar e padronizar uma solução de AgNO3 0. que se baseia na formação de sais (haletos. tiocianato) de prata pouco solúveis. a partícula adsorve. Na+ ClAgCl ClNO3ClCl - Ag+ Ag+ NO3Ag+ NO3- Na+ Cl- Na+ Na + NO3- Ag+ AgCl MÉTODOS ARGENTIMÉTRICOS A argentimetria envolve o uso de soluções padrões de nitrato de prata e tem como principal campo de aplicação a determinação de haletos e outros ânions que formam sais de prata pouco solúveis. a partícula adsorve.(a) e em presença de íons Ag+ (b). a solução que contém a substância a determinar é titulada com solução padrão de nitrato de prata ao ponto de equivalência. o aparecimento ou desaparecimento de uma coloração sobre o precipitado servem para sinalizar o ponto final.(reticulares) e. INDICADORES DE ADSORÇÃO Os indicadores de adsorção foram introduzidos por Fajans. primariamente. A figura abaixo representa a dupla camada elétrica em torno de uma partícula de cloreto de prata em presença de excesso de íon Cl. com caráter de ácidos ou bases fracos (aniônicos ou catiônicos. secundariamente. é a argentimetria. a concentração de cromato de potássio na solução deveria ser igual a 0. o cromato de prata. em equilíbrio com a solução. é preciso que o indicador acuse a mudança de coloração com apenas um leve excesso de prata. O ponto final é assinalado pela formação de cromato de prata. têm-se: [Ag+] [Cl-] = KAgCl = 1.35x10-5 Para o cromato de prata poder precipitar exatamente neste ponto. Entretanto.35 x10 − 5 ) 2 2 [CrO4 − ] = = = 6. A solução neutra do haleto é titulada com nitrato de prata em presença de cromato de potássio como indicador. Os haletos são precipitados como sais de prata: o cloreto de prata é branco e o brometo de prata branco-amarelado. o cromato de prata começará a precipitar quando [ Ag + ] = K Ag 2 CrO4 2 [CrO4 − ] = 1. cloreto de prata e cromato de prata. faz-se uso de cromato em concentração algo mais baixa.1x10-12 no ponto de equivalência.0 x10 − 3 Portanto. na precipitação fracionada: precipitam. que consiste em precipitar o haleto com um excesso de nitrato de prata e. vermelho. Estando as duas fases sólidas.002 mol L-1 (no ponto final). o haleto de prata e. primeiro. O método de Mohr é aplicável à determinação de cloreto ou brometo. [Ag+] = [Cl-] = KAgCl = 1. que usa cromato de potássio como indicador. Considere o caso da titulação de cloreto de sódio com nitrato de prata em presença de cromato. pois. depois. Obviamente. pois a coloração amarela das soluções mais concentradas dificultaria a observação do ponto final. então. as condições da titulação devem ser tais que o cloreto seja quantitativamente precipitado como cloreto de prata branco antes que a precipitação de cromato de prata vermelho se torne perceptível: por outro lado. Já o método de Volhard é um método argentimétrico indireto.1x10 −12 (1.8x10-10 [Ag+]2 [CrO42-] = KAg2CrO4 = 1.1x10 −12 = 2. titular a prata residual em meio ácido com uma solução padrão auxiliar de tiocianato usando íon Fe3+ como indicador. teoricamente. O método baseia-se. O método de Mohr é um método argentimétrico direto. Também são usados indicadores de adsorção em titulações argentimétricas diretas.006 mol L-1. Então. aproximadamente 0. Os métodos usuais da argentimetria com titulação direta fazem uso de indicadores para localizar o ponto final. na prática.0 x10 − 3 .4 x10− 5 2.Química Ambiental – MAF1063 33 final pode ser identificado de várias maneiras: adição de nitrato de prata até que não mais se observe a formação de precipitado ou mudança de coloração de um indicador. a concentração de íon cromato teria de ser a seguinte: K Ag 2 CrO4 [ Ag = ]2 1. 4%) em soluções diluídas. quando a concentração de cromato é da ordem de 0.3x10-8).(8x10-6) = 5.ocasiona a formação do hidróxido de prata. para que se forme cromato de prata em quantidade suficiente para tornar a mudança de coloração perceptível. Experimentalmente. Portanto.4x10-5. Quando a [Ag+] = 2. = 2. isto é. o ponto de equivalência deve ser sobrepassado ainda mais. Como conseqüência. De fato. tal como em água + 2 Ag + 2OH 2AgOH 2Ag2O + H2O potável. 3. O erro da titulação será maior com o aumento da diluição da solução e será bem apreciável (cerca de 0. Em soluções muito alcalinas. ocorre a seguinte reação: 2 CrO42. Elimina-se este erro mediante um ensaio em branco com o indicador. haverá precipitação de uma quantidade adicional de cloreto de prata além do ponto de equivalência. Deve-se observar que a titulação deve ser feita em solução neutra. Um procedimento simples de tornar neutra uma solução ácida é o de adicionar um excesso de carbonato de cálcio ou de hidrogenocarbonato de sódio puros. Em solução ácida.é um ácido fraco e por isso a concentração do íon cromato se reduz e é possível que o produto de solubilidade do cromato de prata não seja excedido.5x10-6 mol L-1. por isso a titulação deve ser feita na temperatura ambiente. [Cl-] = 8x10-6. neste ensaio se mede o volume da solução padrão de nitrato de prata que é necessário para atribuir uma cor perceptível à água destilada com a mesma quantidade de indicador que a usada na titulação. 2x10-5 mol L-1 de íon prata.003 a 0. verificou-se que a quantidade mínima de cromato de prata.35x10-5) . MATERIAIS • • • • • • • Béquer de 100 mL (2) Balão volumétrico de 250mL Bastão de vidro Balão volumétrico de 100 mL Pipeta volumétrica de 100 mL Pipeta graduada de 10 mL Pipeta volumétrica de 25 mL • • • • • • • Erlenmeyer de 250 mL (3) Proveta de 50 ou 100mL Bureta de 50 mL Funil de haste longa Cápsula de porcelana Banho-maria Balança analítica . Este volume é subtraído do volume consumido da solução padrão. que corresponde a um consumo de íon prata igual a (1. Uma solução alcalina pode ser acidificada com ácido acético e então se acrescenta um pequeno excesso de carbonato de cálcio. O produto de solubilidade do cromato de prata cresce com a elevação de temperatura. é possível a precipitação do hidróxido de prata (Ksol. Por outro lado. no intervalo de pH 6.005 mol L-1. necessária para uma mudança de coloração bem definida corresponde ao consumo de aproximadamente. em pH muito alto a presença da alta concentração de íons OH.+ 2H+ 2HCrO4Cr2O7 +H2O 2- O HCrO4.5 a 9. ou em solução levemente alcalina.Química Ambiental – MAF1063 34 Esta concentração de íon prata é atingida além do ponto de equivalência. o método de Mohr é um bom processo para se determinar cloretos em soluções neutras ou não tamponadas. Preparação de solução 0.A. 3. Solução de cromato de potássio 5% Solução de fluoresceína 0. 2. 1.1 mL a 5%. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 5.11g de NaCl.A. AgNO3 P. previamente seco na estufa a 120°C por uma hora.85g de AgNO3.02mol/L de NaCl (por grupo) 1. 5.02mol/L de AgNO3 1.Adicione 0. 2.Titule com a solução de AgNO3 0.1.Pipete uma alíquota de 25. 5.Química Ambiental – MAF1063 35 4. 2.5 mL de indicador (cromato de potássio a 1%) ou 0.Adicione água destilada para dissolver o sal. Padronização da solução 0.Agite até dissolver completamente o sal e depois complete o volume até o traço de aferição com água destilada.Agite até dissolver completamente o sal e depois complete o volume até o traço de aferição com água destilada. REAGENTES • • • • NaCl P.2.1% 5.02mol/L agitando constantemente até mudança de coloração.Adicione água destilada para dissolver o sal.02mol/L de AgNO3 (por grupo) 1.0 mL.Pese um béquer de 100mL na balança semi-analítica e adicione 0.1mL de solução de cromato de potássio a 5%.Pipete 100.Aqueça em banho-maria até reduzir o volume a cerca de 20. 4. Preparação de solução 0. 5.0 mL de amostra para uma cápsula de porcelana de 300 mL. Este procedimento deve ser feito no início da aula.4. e transfira quantitativamente para um balão volumétrico de 100mL. 3. Repita este procedimento. Determinação do teor de cloreto na água 1. 2. 3.Adicione 0.0mL da solução de NaCl 0. . e transfira quantitativamente para um balão volumétrico de 250mL.3.Esta solução deve ser armazenada em um frasco âmbar (escuro) e conservar ao abrigo da luz.Pese um béquer de 100 mL na balança semi-analítica e adicione cerca de 0.02mol/L e coloque em um erlenmeyer de 250mL. O sal deve estar bem pulverizado. Titule com a solução de nitrato de prata 0.na amostra 5. 2. por que o AgCl precipita primeiro? 6. sabendo-se que o KPS = 1. .A padronização da solução de AgNO3 pode ser efetuada em meio fortemente ácido ou fortemente básico? Justifique.Se o KPS do Ag2CrO4 é menor que o KPS do AgCl.5. 4.Calcule a solubilidade do Ag2CrO4 . 1.02 mol/L padronizada até aparecimento de coloração avermelhada (utilize um bastão de vidro para homogeneizar a solução).1x10-12.Química Ambiental – MAF1063 36 4. RESULTADOS Massa de NaCl (g) Massa de AgNO3 (g) 1º Volume gasto de AgNO3 na padronização (mL) 2º Volume gasto de AgNO3 na padronização (mL) Volume médio de AgNO3 na padronização (mL) Fator de correção da solução de AgNO3 Volume gasto com a amostra de água (mL) % Cl.1M NaCl (amostra) + K2CrO4 (indicador) Figura 1: Esquema da titulação do Método de Mohr. 7. sabendo-se que KPS = 1.8x10-10. 5.Escreva todas as reações da análise. QUESTÕES PÓS-LABORATÓRIO 6.Calcule a concentração de cloreto em ppm (µg/g) na amostra. Bureta com solução AgNO3 0. 5.Porque o volume de 100mL da amostra deve ser reduzido? 3.Calcule a solubilidade do AgCl. Química Ambiental – MAF1063 37 7. 1992. Editora Edgard Blucher. Química analítica quantitativa elementar. . Unicamp. A.. 1981.A. Química analítica quantitativa. LTC . p. O. OHLWEILER. 1979. VOGEL.Livros Técnicos e Científicos Editora S.A.Livros Técnicos e Científicos Editora S. Rio de Janeiro. LTC . Análise química quantitativa. São Paulo. 186. Rio de Janeiro. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Baccan N. + 3H+ → Mn2+ + ½ I2 + 3 H2O sódio.+ 2 IA principal interferência no processo é devida À presença de nitritos (especialmente oriundas do tratamento de esgotos). Geralmente o oxigênio dissolvido se reduz ou desaparece. portanto. conseqüentemente. A morte de peixes em rios poluídos se deve. no vinhoto. Para evitar perdas de oxigênio da amostra de água. quanto maior a carga de matéria orgânica. quando a água recebe grandes quantidades de substâncias orgânicas biodegradáveis encontradas.Química Ambiental – MAF1063 38 08 DETERMINAÇÃO DE OXIGÊNIO DISSOLVIDO E OXIGÊNIO CONSUMIDO 1-INTRODUÇÃO A determinação do oxigênio dissolvido (OD) é de fundamental importância para avaliar as condições naturais da água e detectar impactos ambientais como eutrofização e poluição orgânica. ele é “fixado” pela reação com o hidróxido de manganês (II). por exemplo. o oxigênio dissolvido é uma variável extremamente importante. no esgoto doméstico. maior o consumo de oxigênio. Assim. em certos resíduos industriais. à ausência de oxigênio e não à presença de substâncias tóxicas. Os resíduos orgânicos despejados nos corpos d’água são decompostos por microorganismos que se utilizam do oxigênio na respiração. Isto é superado pelo tratamento da amostra original de água com azida de sódio que destrói os nitritos em meio ácido: HNO2 + HN3 → N2 + N2O + H2O . Do ponto de vista ecológico. O iodo livre pode então ser determinado por titulação com tiossulfato de 2 S2O32. A determinação do oxigênio dissolvido na água pode ser feita através do método "Winkler" ou eletrométrico. maior o número de microorganismos decompositores e.+ I2 → S4O62. e outros. que se converte rápida e quantitativamente a hidróxido de manganês (III): 4 Mn(OH)2 + O2 + 2 H2O → 4 Mn(OH)3 a iodo: O precipitado marrom obtido dissolve-se por acidificação e oxida o íon iodeto Mn(OH)3 + I. pois é necessário para a respiração da maioria dos organismos que habitam o meio aquático. Por esse motivo é necessário adicionar o permanganato em excesso e trabalhar a quente. A informação sobre a quantidade do oxigênio consumido (OC) é útil para definir alterações da qualidade da água a ser tratada e indicar a efetividade do processo do tratamento aplicado. ocorrerá uma sobra de oxalato equivalente ao permanganato que tenha sido consumido pelas substâncias oxidáveis contidas na amostra. dando-se completo descoramento com redução até o íon manganês II (Mn2+). Logicamente. enquanto a matéria orgânica de origem animal consome mais oxigênio em meio alcalino. O excesso de MnO4. neste caso. alem de indicar o desenvolvimento de microrganismo nas unidades de tratamento.+ 5 C2O42. da seguinte forma: MnO4.Química Ambiental – MAF1063 39 A análise OD é a quantidade de oxigênio necessária para oxidação da matéria orgânica através de um agente químico. a escolha pelo procedimento em meio ácido se prende ao fato que a matéria orgânica de origem vegetal consome mais oxigênio em meio ácido. Esta análise pode também ser realizada em meio alcalino bastando alterar o ácido sulfúrico por bicarbonato de sódio. utiliza-se o oxalato. de forma muito lenta.+ 8 H+ + 5e.→ Mn2+ + 4 H2O Mn7+ reduz para Mn2+. ou equivalente a permanganato adicionado previamente. em nosso caso. O aumento da concentração de DQO num corpo d' água se deve principalmente a despejos de origem industrial. em quantidade estequiométrica. que não o consome. sendo o teste realizado num prazo menor e em primeiro lugar. Os valores da DQO normalmente são maiores que os da DBO. A sobra ou excesso de oxalato será titulada com permanganato sendo que.+ 16 H+ → 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O . A seguir adiciona-se uma solução redutora. A titulação direta do excesso de permanganato adicionado com oxalato não é viável. o volume gasto será igual ao consumido pela amostra. utiliza-se o acido sulfúrico (H2SO4). Este método se baseia na reação de oxidação por parte do permanganato de potássio (KMnO4) em meio acido. em função do íon sulfato não ser afetado pelo permanganato. neste caso. oxidando a amostra. REAÇÕES ENVOLVIDAS Em solução ácida: MnO4.irá reagir como oxalato (C2O42-). em virtude da formação de composto de manganês intermediários que apresentam cor marrom. servindo os resultados de orientação para o teste da DBO. O objetivo é oxidar quantitativamente as substâncias oxidáveis nas condições da determinação. 1. 100 mL Béquer 50 mL 4. cheia até a boca. Isto elimina qualquer interferência posterior de oxigênio na atmosfera.REAGENTES • • • • OC Solução de KMnO4 0. 3.OBJETIVOS Esta aula tem como objetivo determinar o OD e OC na água da torneira das dependências da Universidade Católica de Goiás.0025 mol/L Solução de ácido sulfúrico 1:3 Água recém fervida para diluição • • • • • OD Solução de sulfato de manganês penta-hidratado 50% Solução alcalina de azida-iodeto Solução de ácido fosfórico (V) 85 % Solução de amido recém preparada Sulfato padrão de tiossulfato de sódio 0.Química Ambiental – MAF1063 40 2. 2. que deve ser fechada enquanto estiver abaixo da superfície da água.Determinação de oxigênio dissolvido -A amostra de água deve ser coletada cuidadosamente em uma garrafa de 200 a 250 mL.PROCEDIMENTO 5. 1 mL da solução de manganês (II) 50% e 1 mL da solução alcalina de azida-iodeto. com uma pipeta colocada abaixo da superfície da amostra de água.MATERIAIS • • • • • • OC Bureta de 25 mL 2 erlenmeyers 250 mL Pipeta volumétrica 50 ou 100 mL Banho-maria Béquer 50 mL Balão volumétrico de 250 mL • • • • • • OD Bureta frasco de 250 mL 2 erlenmeyers 250 mL Pipeta volumétrica de 1. . -Adicione.0025 mol/L Solução de Na2C2O4 0.0125 mol/L 5. O hidróxido de manganês (III) forma-se como um precipitado marrom. -Tampe novamente a amostra de água e agite bem a mistura. Rio de Janeiro.02 mol/L. Aqueça em banho-maria fervente por 10 minutos. o volume exato de 5 mL de solução de permanganato de potássio 0. -Adicione com o auxílio de uma bureta de 25 mL. O precipitado marrom se dissolve e libera o iodo (se o precipitado não se dissolver completamente adicione algumas gotas de ácido fosfórico(V)). 2002. -Recoloque a tampa e vire a garrafa de cima para baixo duas ou três vezes para misturar os componentes. -O oxigênio consumido pela amostra (mg/L) corresponde exatamente ao número de mL de permanganato de potássio gasto na titulação.Determinação de oxigênio consumido em meio ácido -Prepare 250 mL de solução de KMnO4 0. Adicione 2 mL da solução de amido assim que o líquido da titulação passar a amarelo pálido. J.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MENDHAM. et al.0025 mol/L. exatamente igual ao total da solução de permanganato de potássio empregada.0125 mol/L equivale a 1 mg de oxigênio dissolvido). 6ª edição.L-1 (1 mL de tiossulafto 0. -Retire com uma pipeta uma alíquota de 100 mL da solução e titule com tiossulfato de sódio padrão ( padronizada com iodato de potássio e solução de amido como indicador) aproximadamente 0.2. -Usando uma bureta de 25 mL. adicione mais 10 mL da solução de permanganato de potássio 0.0125 mol/L.0025 mol/L a partir de uma solução 0. Em seguida adicione 5 mL de solução de H2SO4 (1:3). 5. VOGEL: Análise Química Quantitativa.0025 mol/L até a coloração rósea. -Transfira uma alíquota de amostra para um erlenmeyer de 250 mL. 6.0025 mol/L. adicione um vo9lume de solução de ácido oxálico 0. -Leve o erlenmeyer ao banho-maria até descorar. -Calcule o teor de oxigênio dissolvido em mg. -Havendo descoramento da solução. -Titule com solução de KMnO4 0. LTC. .0025 mol/L. Repita o procedimento se necessário.Química Ambiental – MAF1063 41 -Deixe o precipitado depositar-se completamente por 15 minutos e adicione 2 mL de ácido fosfórico (V) concentrado 85%. as galvanoplastias.Introdução Metais pesados são elementos químicos que apresentam número atômico superior a 22. a definição mais difundida é aquela relacionada com a saúde pública: metais pesados são aqueles que apresentam efeitos adversos à saúde humana. indústrias de tintas e pigmentos e. formando cinzas ricas em metais. efeitos deletérios começam a surgir. Isto ocorre porque grande parte das indústrias não trata adequadamente seus efluentes antes de lançá-los ao ambiente. cromo. representando um estoque permanente de contaminação para a fauna e a flora aquática. Também podem ser definidos por sua propriedade de serem precipitados por sulfetos. podem ser absorvidos pelos tecidos animais e vegetais e acabam também se depositando. Outra fonte importante de contaminação do ambiente por metais pesados são os incineradores de lixo urbano e industrial. que provocam a sua volatilização. quando ocorre o aumento destas concentrações. zinco. Quando lançados na água como resíduos industriais. de tintas. especialmente nos grandes pólos industriais do mundo.Efeito de íons metálicos sobre o crescimento de microrganismos 1. que se . normalmente acima de dez vezes. lavanderias e indústria de petróleo. vitaminas. Alguns metais essenciais aos organismos são: ferro. tem causado o acúmulo de grandes concentrações de metais nos corpos hídricos como rios. selênio. ou micronutrientes). vanádio. Assim. chumbo e cádmio que. Além destas. Os metais pesados estão entres os poluentes mais prejudiciais ao ecossistema e surgem nas águas naturais devido aos lançamentos de efluentes industriais. os metais pesados podem se acumular em todos os organismos que constituem a cadeia alimentar do homem. nos sedimentos. que se espalham em grande número nas periferias das grandes cidades. Indústrias metalúrgicas. molibdênio. entre outras. Os metais pesados podem ser eliminados da água por meio de um tratamento específico.Química Ambiental – MAF1063 42 09 Poluição por Metais . indústrias de couros. é feito um pré-tratamento com algumas substâncias químicas. Entretanto. peles e produtos similares. siderúrgicas. especialmente. utilizam mercúrio e diversos outros metais em suas linhas de produção e acabam lançando parte deles nos cursos de água. cobre. No entanto. principalmente mercúrio. tais como os gerados em indústrias extrativistas de metais. Estes elementos existem naturalmente no ambiente e são necessários em concentrações mínimas na manutenção da saúde dos seres vivos (são denominados oligoelementos. represas e nos mares costeiros. Quando detectados na água in natura. os quais participam do metabolismo e da formação de muitas proteínas. pigmentos respiratórios (como o ferro da hemoglobina humana ou o vanádio do sangue das ascídias). níquel e estanho. como as de formulação de compostos orgânicos e de elementos e compostos inorgânicos. enzimas. cobalto manganês. os metais pesados podem ainda estar presentes em efluentes de indústrias químicas. cedo ou tarde. depositam-se no solo ou em corpos d' água de regiões mais distantes. formando compostos mais pesados. graças à movimentação das massas de ar. A crescente quantidade de indústrias atualmente em operação. de cloro e de plástico PVC (policloreto de vinila). nas bebidas e nos alimentos.3. contaminando peixes e habitantes da região. em dosagens de 0. catalisando a assimilação do ferro e seu aproveitamento na síntese da hemoglobina do sangue. bem como devido ao uso indevido de tintas.1. onde grande quantidade de mercúrio orgânico. Pode ainda ser usado em indústrias de produtos medicinais.Cromo hexavalente O cromo é largamente empregado nas indústrias. a água segue para o tratamento tradicional.Química Ambiental – MAF1063 43 depositam no fundo dos tanques de tratamento. nestes últimos especialmente por contaminação das embalagens. tubulações e acessórios à base de chumbo.2. Produz efeitos corrosivos no aparelho digestivo e nefrite. onde a cromação é um dos revestimentos de peças mais comuns. as doses elevadas de cobre são extremamente nocivas. por exemplo. O cobre aplicado na forma de sulfato de cobre. Seu efeito tóxico é cumulativo. facilitando a cura de anemias. 2. CuSO4. provocando um envenenamento crônico denominado saturnismo. 1. Para os peixes.Mercúrio O mercúrio é largamente utilizado no Brasil no processo de extração do ouro (amálgama) nos garimpos. Encontra-se na água devido às descargas de efluentes industriais como. é necessária uma concentração de 20mg/L de cobre ou um teor total de 100 mg/L por dia na água para produzir intoxicações humanas com lesões no fígado. sob a forma de metilmercúrio. Segundo pesquisas efetuadas. É altamente tóxico para o homem. que consiste em efeito sobre o sistema nervoso central com conseqüências bastante sérias. provocando graves lesões neurológicas e mortes. desinfetantes e pigmentos. que é mais tóxico que o mercúrio metálico. é prejudicial à saúde e confere sabor às águas. A forma hexavalente é mais tóxica do que a trivalente. apresenta efeito cumulativo e provoca lesões cerebrais. 1. 1. 1. O cobre em pequenas quantidades é até benéfico ao organismo humano.5H2O. especialmente em galvanoplastias. É também usado em células eletrolíticas para a produção de cloro e soda e em certos praguicidas ditos mercuriais. os efluentes das indústrias de acumuladores (baterias). Quando em concentrações elevadas.Cobre O cobre ocorre naturalmente nas águas geralmente em concentrações inferiores a 20mg/L.Objetivos . onde é utilizado para o controle da corrosão. foi lançada por uma indústria. concentrações de 5mg/L tornam a água absolutamente impalatável devido ao gosto produzido.Chumbo O chumbo está presente no ar. Após esta etapa. Pode ocorrer como contaminante de águas que recebem lançamentos de efluentes de curtumes e de circulação de águas de refrigeração.5mg/L é um poderoso algicida. No entanto. no tabaco. muito mais que para o homem.4. É bastante conhecido o episódio de Minamata no Japão. 1. 4.2% de dicromato de potássio m/v).3.Adicione 100mL de água e agite com um bastão de vidro até a solubilização. 4. 4. utilizando como referência a quantidade de precipitado formado pela reação entre o CO2 produzido pelo metabolismo da levedura e o Ba(OH)2 contido em um tubo de ensaio.Efeito de diferentes íons metálicos sobre o metabolismo de leveduras A turma será divida em quatro grupos. 4.1.Materiais Glicose Fermento biológico liofilizado (levedura Saccharomyces cerevisae) K2Cr2O7 Pb(NO3)2 Hg(NO3)2 Cu(NO3)2 Solução saturada de Ba(OH)2 4.1. Cada grupo irá preparar duas soluções com duas diferentes concentrações de um íon metálico (0.3. OBS: utilize esta suspensão de levedura em.2.1.2. pese 0. Pb2+.3.Íon metálico: Cr6+: 4.Preparação da solução de glicose a 5% BaCO3 (s) + H2O Béquer de 100 e de 250mL Provetas de 100 e de 25mL Erlenmeyer de 125mL Varas de vidro recurvadas com rolhas adaptadas às extremidades Tubos de ensaio Balança semi-analítica Espátula 4. Hg2+ e Cu no metabolismo da levedura Saccharomyces cerevisae (fermento de padaria). 4. .Procedimento 4. pese 5g de glicose.1 g de K2Cr2O7.Em um béquer de 250mL. 10 minutos. no máximo.1.2. Um dos grupos deverá preparar também o inóculo controle.2.Transfira a solução para um erlenmeyer de 125 mL identificado como 0. 4.2 e 0. 4.Pese 2g de fermento biológico liofilizado (levedura Saccharomyces cerevisae).Transfira a levedura para o béquer contendo 100mL de solução de glicose a 5% e homogenize bem.1º grupo.3.2.3.3.1.2% (0. conforme a equação seguinte: 2+ Ba(OH)2 (aq) + CO2 (g) 3.Adicione 50mL de água deionizada e agite até solubilização.Química Ambiental – MAF1063 44 Esta aula tem como objetivo verificar a interferência dos íons Cr6+.1.Em um béquer de 100 mL.2.1.1.Preparação do inóculo 4.1%).1. 6.4.3.Tampe cada erlenmeyer com uma rolha adaptada a uma vara de vidro recurvada e encaixe a outra extremidade da vara em um tubo de ensaio contendo cerca de 5 mL de solução de Ba(OH)2. 4.Compare a quantidade de precipitado formado e verifique se houve diferença na inibição do metabolismo da levedura em função das duas diferentes concentrações do íon metálico. 4.2.1.1% de dicromato de potássio m/v).6.Compare a quantidade de precipitado formado e verifique se houve diferença na inibição do metabolismo da levedura em função das duas diferentes concentrações do íon metálico.1g% de nitrato de mercúrio).7.Adicione 50 mL de água deionizada e agite até solubilização. 10 mL do inóculo de levedura preparado no item 4.Íon metálico: Pb2+: 4. Retire 25 mL desta solução e despreze.Em um béquer de 100 mL.3. 4. 4. 4. 4.1.4. 4.Íon metálico: Hg2+: 4.3. pese 0.3.2.1.8. 4.3.Espere algum tempo e observe se haverá a formação de precipitado branco de BaCO3 dentro do tubo de ensaio.3.3.3.3.3.Espere algum tempo e observe se haverá a formação de precipitado branco de BaCO3 dentro do tubo de ensaio.3.5.1% (0.3.3. 10 mL do inóculo de levedura preparado no item 4.Adicione 25 mL de água deionizada e homogenize bem.1g de Pb(NO3)2.Com uma proveta.1% (0.3. 4.3.3.Com uma proveta.9.2.2% de nitrato de mercúrio m/v).2.Transfira a solução para um erlenmeyer de 125mL identificado como 0.2% (0.3. Retire 25 mL desta solução e despreze.3.3.2.Adicione a cada um dos erlenmeyers.3º grupo.1% de nitrato de chumbo m/v).7.Adicione a cada um dos erlenmeyers. 4. meça 25 mL desta solução e transfira para um segundo erlenmeyer de 125 mL identificado como 0. meça 25 mL desta solução e transfira para um segundo erlenmeyer de 125 mL identificado como 0.3.Tampe cada erlenmeyer com uma rolha adaptada a uma vara de vidro recurvada e encaixe a outra extremidade da vara em um tubo de ensaio contendo cerca de 5mL de solução de Ba(OH)2. 4. 4.2.Química Ambiental – MAF1063 45 4.3. 4.2% de nitrato de chumbo m/v).Adicione a cada um dos erlenmeyers.2.Transfira a solução para um erlenmeyer de 125 mL identificado como 0.3.1.6.3.Adicione 50mL de água deionizada e agite até solubilização.2º grupo.4.2.2.1.Com uma proveta.3.1.3.9.Adicione 25 mL de água deionizada e homogenize bem. 4. meça 25 mL desta solução e transfira para um segundo erlenmeyer de 125 mL identificado como 0. resultante da reação entre o CO2 produzido pelo metabolismo da levedura e o Ba(OH)2 contido no tubo de ensaio.3. 4.3. 4.3.1. 4.5.2.Em um béquer de 100 mL.Adicione 25 mL de água deionizada e homogenize bem.2% (0.2.3.3. 4.2. . 10 mL do inóculo de levedura preparado no item 4.2. 4.5. Retire 25 mL desta solução e despreze. 4.3.8. pese 0.3.2. resultante da reação entre o CO2 produzido pelo metabolismo da levedura e o Ba(OH)2 contido no tubo de ensaio.1g de Hg(NO3)2.1% (0.2.1. 3.4º grupo.3. 4. 4.3. 4.Compare a quantidade de precipitado formado e verifique se houve diferença na inibição do metabolismo da levedura em função das duas diferentes concentrações do íon metálico.Transfira a solução para um erlenmeyer de 125 mL identificado como 0.Compare as quantidades de precipitado formados neste sistema controle e nos demais sistemas em que houve a adição dos diferentes metais e conclua se houve diferença no metabolismo da levedura.5.7.4.9.Com uma proveta.3. 4.Transfira 10 mL do inóculo de levedura preparado no item 4.3.2.4.Controle (inóculo sem a adição de metais) 4.1g de Cu(NO3)2.9. 4.3.3.2. 4.4.1. 4. pese 0.5.8.Tampe cada erlenmeyer com uma rolha adaptada a uma vara de vidro recurvada e encaixe a outra extremidade da vara em um tubo de ensaio contendo cerca de 5 mL de solução de Ba(OH)2.Em um béquer de 100 mL.4.Tampe cada erlenmeyer com uma rolha adaptada a uma vara de vidro recurvada e encaixe a outra extremidade da vara em um tubo de ensaio contendo cerca de 5 mL de solução de Ba(OH)2.7.2.3.2 para um erlenmeyer de 125 mL.4.1% de nitrato de cobre m/v).1% (0. Retire 25 mL desta solução e despreze.Química Ambiental – MAF1063 46 4.3.Adicione 25 mL de água deionizada e homogenize bem.Espere algum tempo e observe se haverá a formação de precipitado branco de BaCO3 dentro do tubo de ensaio.4. 4.1.4.3. resultante da reação entre o CO2 produzido pelo metabolismo da levedura e o Ba(OH)2 contido no tubo de ensaio.Espere algum tempo e observe se haverá a formação de precipitado branco de BaCO3 dentro do tubo de ensaio.Adicione a cada um dos erlenmeyers. 4.5. 5.3.3.3. 4.3.Espere algum tempo e observe a formação de precipitado branco de BaCO3 dentro do tubo de ensaio. 4.5.3. 4.3.3.Íon metálico: Cu2+: 4. 4.Tampe o erlenmeyer com uma rolha adaptada a uma vara de vidro recurvada e encaixe a outra extremidade da vara em um tubo de ensaio contendo cerca de 5 mL de solução de Ba(OH)2.5.Compare a quantidade de precipitado formado e verifique se houve diferença na inibição do metabolismo da levedura em função das duas diferentes concentrações do íon metálico. meça 25 mL desta solução e transfira para um segundo erlenmeyer de 125 mL identificado como 0.RESULTADOS Após uma semana.3. 4. resultante da reação entre o CO2 produzido pelo metabolismo da levedura e o Ba(OH)2 contido no tubo de ensaio.4. .3.4. Comente e explique as diferenças observadas.5.8.6.2% de nitrato de cobre m/v).3.2.3.4.2% (0. 4.3. resultante da reação entre o CO2 produzido pelo metabolismo da levedura e o Ba(OH)2 contido no tubo de ensaio.Adicione 50 mL de água deionizada e agite até solubilização.3. verifique as quantidades de precipitado de Ba(OH)2 em cada um dos experimentos. 10 mL do inóculo de levedura preparado no item 4.4. Pesquise sobre o episódio de Minamata/Japão.Questões 1.br .Explique como a contaminação ambiental com metias pesados interfere na cadeia alimentar.com. 4. 3. podendo chegar até o homem.TOXICOLOGIA DOS METAIS PESADOS. .mundodaquimica. 2.com. Bibliografia 1. suas causas e seus efeitos sobre a população.com. 2.br Acesso em 10 set 2007. Cite os principais poluentes deste grupo de elementos. suas causas e conseqüências.POLUIÇÃO INDUSTRIAL.com. Disponível em: www. a poluição ambiental por arsênio é geralmente tratada juntamente com a poluição por metais pesados.METAIS PESADOS E SEUS EFEITOS.ambientebrasil.Caracterize o que são os denominados ‘metais pesados’.mundodaquimica. Disponível em: www. Acesso em 10 set 2007. Disponível em: www.br .Explique de que maneira o processo de incineração de lixos urbanos contribui para a poluição ambiental com metais pesados.mundodaquimica. Acesso em 10 set 2007. Acesso em 10 set 2007. Pesquise sobre a poluição ambiental por arsênio: suas fontes.O arsênio é um ametal. Entretanto.br . 5.Química Ambiental – MAF1063 47 6.SANEAMENTO BÁSICO. 4. Disponível em: www. 3. 005 0. com predominância de água subterrânea.7 0. várias delas inócuas. a seguir: Tabela 3 .Padrão de potabilidade para substâncias químicas que representam risco à saúde PARÂMETRO Antimônio Arsênio Bário Cádmio Cianeto Chumbo Cobre Cromo Fluoreto(2) Mercúrio Nitrato (como N) Nitrito (como N) Selênio UNIDADE INORGÂNICAS mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L VMP(1) 0. substÂncias tóxicas e.5 0.Química Ambiental – MAF1063 48 10 ESPECTROFOTOMETRIA: DETERMINAÇÃO DE FERRO ORTO-FENANTROLINA MÉTODO 1. (2) Os valores recomendados para a concentração de íon fluoreto devem observar à legislação específica vigente relativa à fluoretação da água.07 0.001 10 1 0.01 NOTAS: (1) Valor Máximo Permitido. . São inúmeras as impurezas que se apresentam nas águas naturais. parasitos. na maior parte sob a forma de gelo. Entre as impurezas nocivas encontram-se vírus. das quais 95% constituem água salgada. poucas desejáveis e algumas extremamente perigosas. INTRODUÇÃO Na natureza estima-se que existam 45 x 10 moléculas de água. 5% água doce.05 1. bactérias.3% diretamente aproveitável. em qualquer caso devendo ser respeitado o VMP desta Tabela.01 2 0. até mesmo. As normas de qualidade para as águas de abastecimento são conhecidas como Padrões de Potabilidade. elementos radioativos.005 0. De acordo com o artigo 14 da Portaria MS – 518/2004 as Normas e Padrões de Potabilidade da Água são as seguintes: “A água potável deve estar em conformidade com o padrão de substâncias químicas que representam risco para a saúde expresso na Tabela 3. e apenas 0.01 0. Química Ambiental – MAF1063 49 Tabela 5 - Padrão de aceitação para água de consumo humano Fonte: CONAMA 357/2005 NOTAS: (1) Valor máximo permitido. (2) Unidade Hazen (mg Pt–Co/L). (3) critério de referência (4) Unidade de turbidez. Os serviços públicos devem fornecer sempre água de boa qualidade. As análises e os exames das águas obtidas nos mananciais com a freqüência desejável revelarão a necessidade ou a dispensabilidade de qualquer processo corretivo. A qualidade de uma água é definida por sua composição química, física e bacteriológica. Para o consumo humano há a necessidade de uma água pura e saudável, Istoé, livre de matéria suspensa visível, cor, gosto e odor, de quaisquer organismos capazes de provocar enfermidades e de quaisquer substâncias orgânicas ou inorgânicas que possam produzir efeitos fisiológicos prejudiciais. Dentre as características químicas necessárias está a análise de ferro presente na água. O ferro encontra-se normalmente na água bruta sob a forma de bicarbonato. Em condições redutoras, ou na ausência de oxigênio, apresenta-se no estado ferroso, quando exposto à aeração ou à ação de agentes oxidantes, se oxida ao estado férrico, que quando hidrolizado forma hidróxido férrico ou óxido férrico hidratado que é insolúvel. Este produto pode colorir a água, dando uma coloração castanha avermelhada, formar depósitos sobre superfícies internas de tubulações de água potável e trocadores de calor e depositar sobre a resina de troca iônica bloqueando a ação das mesmas. O ferro, muitas vezes associado ao manganês, confere à água um sabor amargo adstringente. Química Ambiental – MAF1063 50 È adotado o limite de 0,3 mg/L para a concentração do ferro, juntamente com o manganês, nas águas, sugerindo-se concentrações inferiores a 0,1 mg/L. A concentração de ferro na água pode ser determinada por métodos colorimétricos (ou espectrofotométricos) utilizando-se substâncias que formam íons complexos coloridos com o íon ferro. A radiação eletromagnética pode interagir com a matéria, isto é, substâncias químicas podem absorver ou emitir radiação. A capacidade de interação é proporcional ao tipo de substância e sua concentração, que é dada pela Lei de Beer. De acordo com a Lei de Beer, a absorbância está linearmente relacionada com a concentração das espécies absorventes, c, e o comprimento do caminho ótico, b, que a radiação percorre no meio absorvente. Isto é, A = abc onde a é constante de proporcionalidade chamada absortividade. Quando a concentração na expressão acima for dada em mol por litro e b está em cm, a constante de proporcionalidade é chamada de absortividade molar e vem dada pelo símbolo ε. Assim, A = εbc onde ε tem unidades de L cm-1 mol-1. Na análise colorimétrica de ferro utiliza-se o complexante ortofenantrolina que só forma complexo com o íon Fe2+. Portanto, para usá-la na determinação de ferro, os íons Fe3+ devem ser primeiro reduzidos a íons Fe2+. Para isso, usamos a hidroxilamina (NH2OH) (na forma de cloreto para aumentar sua solubilidade). A redução quantitativa de Fe3+ a Fe2+ ocorre em poucos minutos, num meio fracamente ácido (pH 3 - 4) de acordo com a equação: 4 Fe3+ + 2 NH2OH → 4 Fe2+ + N2O + 4 H+ + H2O Após a redução do Fe3+ a Fe2+ a reação de formação do complexo se dá com a adição de ortofenantrolina. Em meio ácido a ortofenantrolina se encontra em sua forma protonada, o íon 1,10-fenantrolínio, FenH+. A reação de complexação do Fe2+ com o FenH+ pode ser descrita pela equação: Fe2+ + 3 FenH+ → Fe(Fen)32+ + 3 H+ até 9. O Fe(II) é quantitativamente complexado pelo ligante no intervalo de pH de 2 A constante de formação desta reação é 2,5 x 106 a 25 ° A absortividade C. 4 -1 molar , ε, deste complexo é 1,1 x 10 L cm mol-1 no comprimento de onda ( ) máximo de 512 nm. Química Ambiental – MAF1063 51 2- OBJETIVOS Esta aula tem como objetivo determinar a quantidade de ferro presente na água da torneira das dependências da Universidade Católica de Goiás, por espectrofotometria pelo método da orto-fenantrolina. 3- MATERIAIS • • • 8 Balões volumétricos 100 mL Béquer 100 mL Pipetas graduadas de 10 mL • • • Placa aquecedora Balança analítica Pipeta volumétrica de 50 mL 4- REAGENTES • • • • • Ácido clorídrico Solução de cloridrato de hidroxilamina Solução de acetato de sódio Solução de orto-fenantrolina Solução padrão de ferro (1 mL = 0,1 mg Fe) 5- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 5.1- Preparo de soluções Solução estoque – medir 0,7022 g de sulfato de amônio e ferro [Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O]. Transfira quantitativamente para um balão volumétrico de 1000 mL e adicione água destilada para dissolver o sal. Adicione 2,5 mL de H2SO4 concentrado, dilua com água e homogeneíze. Esta solução contém 100 mg/L de Fe. Solução de 1,10-fenantrolina- dissolva 100 mg de 1,10-fenantrolina monohidratada em 100 mL de água destilada. Estocar em frasco plástico. Solução de hidroxilamina – dissolva 10 g do sal de cloreto de hidroxilamônio em 100 mL de água destilada. Solução de acetato de sódio – dissolva 10 g do sal em 100 mL de água destilada. C.Química Ambiental – MAF1063 52 5.5. 5. . Completar o volume com água e aguardar 15 minutos para a leitura.Tecnologia atualizada.2. 1. reduzindo o volume para cerca de 10 a 15 mL. São Paulo. 1. .3. para a calibração do aparelho. A. J. de A.2. 0.0. 1991. acessado em 07/02/2006.5 mL da solução estoque de ferro para balão volumétrico de 100 mL e acrescentar 1 mL de solução de cloreto de hidroxilamômio. .10–fenantrolina e 8 mL da solução de acetato de sódio.Medir 50 mL da amostra com pipeta volumétrica e transferi-la para um béquer. M.5 ppm de Ferro.Aquecer até fervura. . 6. para medir a intensidade da cor desenvolvida. ECOLAB: Divisão de Tratamento de Água. NETTO.1 a 1.Diluir até a marca de aferição com água destilada.Procedimento . Transferir a amostra para um balão volumétrico de 100 mL. Proceder ao teste utilizando um espectrofotômetro com comprimento de onda próximo.Adicionar 8 mL da solução de acetato de sódio e 5 mL da solução de ortofenantrolina. . 0. Portaria MS-518/2004 – Normas e Padrões de Potabilidade da Água: www. Utilizar um branco (água destilada mais os reagentes utilizados na amostra na mesma proporção).br/legislação. Agitar e aguardar 10 a 15 minutos. através de diluição da solução padrão. Tratamento de água.1-Preparo das soluções padrão para calibração: Transferir 0.. ou igual a 510 nm. 5 mL da solução de 1.2.3-Construir uma curva de calibração ( [ ] ppm Fe x A). . rinsando o béquer com água destilada. Editora Edgard Blucher.com. sabesp.8. 0. Rio de Janeiro. Manual de Análise de águas Industriais. 5.Medição da cor Preparar uma série de padrões de 0.Bibliografia RICHTER. 5.Retirar a temperatura ambiente.Adicionar 2 mL de ácido clorídrico concentrado e 1 mL da solução de Cloridrato de Hidroxilamina.1. tipicamente pelo sistema de lodos ativados. detergentes. podem modificar o ecossistema. estes processos considerados destrutivos apresentam alguns inconvenientes.000 corantes são produzidos em escala industrial. do ponto de vista ambiental. Normalmente. além de causar poluição visual. uma grande quantidade de sólidos suspensos. responsável pela cor do tingimento). grandes concentrações de DQO (Demanda Química de Oxigênio). amaciantes. levando a alterações da biota aquática. são resistentes à degradação biológica. admite-se que o maior problema ambiental envolvendo os azocorantes (corantes cujas moléculas possuem pelo menos um grupo N = N. considerável quantidade de metais pesados (Cr. As limitações da fotocatálise heterogênea relacionam-se com o uso de fontes artificiais de radiação. Contudo. Entretanto. os corantes utilizados no tingimento de fibras têxteis. compostos orgânicos clorados e surfactantes. dependendo da composição química do efluente pode conduzir à formação de intermediários com grau de toxicidade ainda maior. No entanto. estas indústrias consomem quase 20t de corantes a cada ano. Como os efluentes gerados apresentam composição extremamente heterogênea e uma grande quantidade de material tóxico e recalcitrante. temperatura elevada. o que pode modificar a atividade fotossintética e o regime de solubilidade dos gases.Química Ambiental – MAF1063 53 11 Remoção de Corantes Têxteis por meio de Matrizes Adsorventes 1. o seu tratamento torna-se muito difícil. diminuindo a transparência da água e a penetração da radiação solar. com a dificuldade de sua . Cu). são seu potencial caráter carcinogênico e/ou mutagênico. engomantes. em alguns casos. Os processos mais comuns empregados para a remoção de corantes de efluentes têxteis são os chamados oxidativos. com elevada carga orgânica e forte coloração. O ozônio. associado ao baixo aproveitamento dos insumos (corantes. etc. Atualmente aproximadamente 10. No Brasil.000 são utilizados pela indústria têxtil. a carga orgânica destes resíduos pode ser removida pelos sistemas biológicos convencionais de tratamento. dos quais cerca de 2.Introdução A importância dos corantes para a civilização humana é evidente e bem documentada. gráfica e fotográfica e também como aditivos em derivados de petróleo. dificultando a remoção de cor dos efluentes. provocando toxicidade aguda e crônica dos ecossistemas. Ni. devido à sua complexa estrutura química. A indústria têxtil utiliza grandes quantidades de água e este fato. a remoção da cor dos efluentes é um dos grandes problemas enfrentados pelo setor têxtil. Quando não tratados adequadamente e lançados em águas naturais.) faz com que seja responsável pela geração de grandes volumes de resíduos. Considerando que aproximadamente 20% da carga de corantes é perdida nos resíduos de tingimento. Esses efluentes possuem uma forte coloração. os efluentes provenientes do processo de tingimento de fibras têxteis. Os corantes sintéticos são extensivamente utilizados na indústria têxtil. como tratamento com ozônio e a catálise heterogênea. pH altamente flutuante. 1.Coloque 0. por não se tratar de um método destrutivo.PROCEDIMENTO 3. possibilita a recuperação do corante sem perda de sua identidade química.2.Adsorção do corante 3. 3. devido à sua grande capacidade de adsorção.Proceda à leitura da absorbância do sobrenadante em espectrofotômetro. encontram maior aplicação industrial. 4.3. é o carvão ativado.2.Deixe em repouso por 30 minutos.5.Transfira parte do sobrenadante para um béquer de 100 mL.1.2. têm sido pesquisados materiais alternativos de baixo custo.2. Assim. a madeira e outros resíduos celulósicos. pois associam baixo custo e elevadas taxas de remoção dos corantes. adicione 30 mL da água de lavagem contendo o corante utilizado pelo seu grupo na aula anterior.1. recolhendo o filtrado em um erlenmeyer.Análise do corante 3.2. tijolo branco e carvão ativo).1.1.Resultados . comparando com a absorbância da água de lavagem antes de ser submetida à adsorção. o bagaço de cana. Contudo.4.1.Separe o sobrenadante por filtração simples. Além disto. o que limita sua capacidade de adsorver corantes de caráter catiônico. 3.3 g de matriz adsorvente em um béquer de 100 mL 3. como a adsorção. Outros processos visando à eliminação desses contaminantes.Objetivo O objetivo dessa aula é analisar diversas matrizes com relação à sua capacidade de adsorver corantes de tecidos. 3.Tampe o béquer com papel alumínio 3.1. 4.1.MATERIAIS Béquer de 100 mL Espátula Proveta de 50 mL Erlenmeyer de 125 mL Funil de vidro Papel de filtro quantitativo Papel alumínio Bastão de vidro Agitador magnético com barra de agitação Matrizes adsorventes (tijolo vermelho. Entre estes estão as argilas.2. 3.3. em alguns casos. Atualmente o material mais empregado. que possam substituir o carvão ativado. a superfície do carvão ativado é positiva. 4. 2.Agite por 20 minutos com a ajuda de um agitador magnético.Química Ambiental – MAF1063 54 penetração no meio reacional e com a remoção dos fotocatalisadores empregados. 2.Por meio de uma proveta de 50 mL. Química Ambiental – MAF1063 55 Observe os resultados dos diferentes grupos. v. C. et al. Nova. 2006. Degradação de corantes reativos pelo sistema ferro metálico/peróxido de hidrogênio. FARIAS. Souza. p. Quím. 2.F. R. Yokoyama. Quím. Peralta-Zamora. 28. 78-82. v. V. Kunz.. Quím. 11-14.. Remoção de cor em soluções de corantes reativos por oxidação com H2O2/UV. Práticas de química inorgânica. R. 25. Smaniotto. A. L. p. F. assim como a influência dos diferentes tipos de corantes sobre o processo. n. Resíduos sólidos de curtumes como adsorventes para a remoção de corantes em meio aquoso. R. 2002. n. . Quím. A. L. 226-228. 28. n. p.. BIBLIOGRAFIA Araújo. 1. Nova. Nova. M. 29. F. 2005. 1. 3. n. 2004. p. 2005. v. Dallago. P. comparando a eficiência de adsorção das diversas matrizes. Campinas (SP): Editora Átomo. 433-437. Nova. v. Novas tendências no tratamento de efluentes têxteis. que se combina com a hemoglobina no sangue. ε Fontes de água potável contendo altas concentrações de nitrato apresentam um grande risco para a saúde pública e animal. formando metahemoglobina. da amostra. Em crianças. A. A luz incidente sobre a amostra sofre uma redução da intensidade devido ao efeito de absorção do composto a ser medido. causando a síndrome do bebê azul. e o valor de – log T é denominado Absorbância. podem ser fatais para crianças com idades inferiores a seis meses e causar problemas de saúde em animais. concentrações maiores que 10mg L-1 de nitrato. . Um espectro típico de absorção é mostrado na Figura 1. 2) a largura do recipiente onde é feita a leitura. que é um gráfico mostrando como a absorbância de uma substância varia em função do comprimento de onda da luz incidente sobre ela. nitrato é convertido a nitrito. O ânion não apresenta relativa toxidez para os adultos.C. e 3) uma constante chamada de Absortividade Molar. As determinações qualitativas levam em consideração o espectro de absorção no ultravioleta. Os números sobre a linha do gráfico indicam o comprimento de onda onde ocorre o máximo de absorção. Entretanto. Este fato serve como base para muitas identificações qualitativas e quantitativas. . pois é rapidamente excretado pelos rins. expresso como nitrogênio (NO3--N). ε. A razão entre a luz incidente sobre a amostra (I0) e a luz emergente para o detector (I) é chamada de Transmitância. Figura 1 – Espectro de absorção no ultravioleta.Química Ambiental – MAF1063 56 12 Determinação do Teor de Nitrato em Água 1.INTRODUÇÃO A espectrofotometria de absorção é um método fotométrico baseado na propriedade que muitas espécies (íons ou moléculas) têm de absorver radiações de comprimentos de onda definidos. sendo T = I/I0. A absorbância é uma característica que depende basicamente de três fatores: 1) a concentração da amostra . a qual é uma propriedade do composto a ser analisado. Outros problemas também podem ser causados pela . A representação destas variáveis sob a forma de uma equação é chamada de Lei de Beer e é dada por: A = C. T. Nitrato pode ser determinado na região do ultravioleta e na região visível do espectro eletromagnético. ** 0.Química Ambiental – MAF1063 57 formação de nitrosaminas cancerígenas. baixo custo e fácil manuseio. natural e de descarte. A intensidade da coloração desenvolvida é medida em espectrofotômetro e. Portanto. voltametria de pulso diferencial e espectrofotometria. Outra fonte de contaminação é o descarte de efluentes de plantas de tratamento biológico nitrificante. 2. A dosagem por colorimetria é feita tratando-se a amostra de água com salicilato em meio alcalino. que podem conter até 30 mg L-1 NO3--N. Há desenvolvimento de cor amarela. Vários métodos são utilizados para a determinação do ânion.OBJETIVOS Esta aula tem como objetivo a determinação do teor de nitrato em várias amostras de água. A contaminação ambiental pelo nitrato é resultado da sua lixiviação em solos causada pelo uso de fertilizantes. a fim de se evitar esses distúrbios. Além disso. estabeleceu-se um limite máximo de 10 mg L-1 NO3--N em água potável. determina-se a quantidade de nitrato presente na amostra. Os métodos mais usados para determinação de traços de nitrato são os espectrofotométricos por apresentarem boa sensibilidade. efluentes urbanos podem contribuir com até 40% dos nitratos presentes em águas superficiais. 3. a determinação quantitativa do analito em águas é fundamental para a prevenção da contaminação dos usuários.PROCEDIMENTO .5% Solução de tartarato de sódio e potássio em NaOH* Solução padrão de nitrato de potássio 100 mg L-1 NO3-N** Funil de vidro * Adicione de 20 mL de solução de tartarato de sódio e potássio a 25% a 40 g de NaOH dissolvido em 60 mL de água e ajuste o volume para 100 mL. ácido fenoldissulfônico.Materiais Béquer de 250 mL Provetas de 50 mL Pipetas de 1 mL Pipetas de 10 mL Balão volumétrico de 100 mL Bastão de vidro Espectrofotômetro Estufa calibrada a 105 oC Solução de salicilato de sódio 0. comparando-se com um padrão obtido nas mesmas condições e em concentrações adequadas.722 g de KNO3 / L. por meio do desenvolvimento de cor com os reagentes ácido cromotrópico. 4. Nitrato é determinado em diferentes tipos de águas: potável. potenciometria com eletrodo íon seletivo. cuja intensidade depende da concentração de nitratos. brucina e salicilato. Como nos últimos anos o nível de nitrato nas fontes de água potável tem crescido em muitos países. tais como a cromatografia de íons. 5% (etapa realizada pelos técnicos).Evapore até a secura em estufa a 105oC (etapa realizada pelos técnicos).1. anote os valores no Quadro 2 e construa a curva de calibração Abs X C.1.4. 4.(nitrato) para NO2+ (nitrônio) e deixe esfriar.6.0 50 2.Após resfriamento.Determinação do teor de nitrato em água 4.1.Transfira 50mL da amostra de água para um béquer de 250mL e adicione 1mL de solução de salicilato de sódio 0.3.5. adicione 50mL de água à solução e agite.1.1.Química Ambiental – MAF1063 58 4.Transfira cada solução para um balão de 100mL e adicione 7mL de solução de tartarato de sódio e potássio em NaOH. acerte o volume do balão com água deionizada. 4. 4.Adicione 1mL de ácido sulfúrico concentrado para permitir a transformação do NO3.8. 4.1.2.0 1.Após resfriar.1. utilizando papel milimetrado.0 4.0 5.Preparação das soluções padrão secundário pela diluição da solução de padrão primário (100 mg/L) Volume da solução Volume total (mL) Concentração de NO3.da solução Absorbância a 420nm padrão secundário (mg L-1) 1.5 50 5.Valores de absorbância das soluções padrão secundário de nitrato Concentração de NO3.Transfira 50mL de cada uma das cinco soluções padrão secundário de nitrato para um béquer de 250mL e adicione 1mL de solução de salicilato de sódio 0.1. 4.0 50 4. 4. ajustando o zero com água destilada.2.da padrão primário (mL) solução padrão secundário (mg L-1) 0. Quadro 1.1.1.5 50 3.Aguarde 10 minutos e faça a leitura em espectrofotômetro em comprimento de onda de 420nm.1. sob agitação ocasional.Deixe as soluções em repouso por 10 minutos.Construção da curva de calibração 4.0 2.2. 4.7.2.0 3.0 Quadro 2.0 2.0 4.1.Leia a absorbância das cinco soluções padrão secundário.5 50 1.0 1. 4. 4.0 2.9.Prepare as soluções padrão secundárias de nitrato conforme o Quadro 1.1.Evapore até a secura em estufa a 105oC (etapa realizada pelos técnicos).5% recém preparada (etapa realizada pelos técnicos).10. . 4.2. cetem. São Paulo.2.pdf .2. adicione 50mL de água à solução e agite.Transfira para um balão de 100mL e adicione 7mL de solução contendo tartarato de sódio e potássio em NaOH.3.2. sob agitação ocasional.2.6. Normas analíticas do Instituto Adolfo Lutz.Determine a quantidade de nitrato por comparação com a curva padrão construída anteriormente. v.Deixe a solução em repouso por 10 minutos.Após resfriamento.8. Métodos químicos e físicos para análise de alimentos. 1976.Aguarde 10 minutos e faça a leitura em espectrofotômetro em comprimento de onda de 420nm. BIBLIOGRAFIA INSTITUTO ADOLFO LUTZ.Adicione 1mL de ácido sulfúrico concentrado para permitir a transformação do NO3. 4. 4.2. http://www. 4.7.5.2. 4. 4.9.Após resfriamento.2. 2 ed.Química Ambiental – MAF1063 59 4. 1.para NO2+ e deixe esfriar.4. 4.br/publicacao/serie_anais_X_jic_2002/Fernanda. acerte o volume do balão com água deionizada.gov. 1.PROCEDIMENTO 4. normalmente inferior a 0. O tratamento do solo com ácidos inorgânicos concentrados solubiliza todas as formas de fósforo existentes no solo. transformando-o nos íons H2PO4-.1. 3.Materiais Solução extratora de fósforo Solução para desenvolvimento de cor Solução padrão primário de fósforo Pipetas Erlenmeyer de 125 mL Proveta de 50 mL 4. Solos representativos do cerrado contêm entre 50-350ppm de fósforo total. conseqüentemente.Preparação das soluções 4. cuja intensidade é proporcional à quantidade de fósforo.OBJETIVOS Esta aula tem como objetivo determinar o teor de fósforo em diversas amostras de solo. já que é um composto desejável.2mL de HCl 0. H2PO4.Solução extratora do fósforo (etapa realizada pelos técnicos): em um béquer de 1L contendo 300mL de água destilada adicione 4. Homogeneíze. A concentração de fósforo na solução do solo é muito baixa. Ascórbico H3PO4MoxOy complexo azul A maioria dos solos do cerrado contém baixo teor de fósforo total e muito baixo de fósforo disponível para as plantas.0125 molL-1.produz um complexo de cor azul. 2.+ MoO4-2 + Ác. O pH da maioria dos solos cultivados encontra-se na faixa de 4 a 5 e. quase todo o fósforo na solução do solo na forma de íons H2PO4-.1.1 ppm.Introdução A determinação de fósforo no solo é um fator importante porque pode apresentar em primeira instância um fator de qualidade do solo. deixe resfriar e transfira para um Béquer de 50 mL Balões de 50 mL Espátula Espectrofotômetro Balança semi-analítica .0mL de H2SO4 0. enquanto que os solos argilosos apresentam alta capacidade de retenção do fosfato aplicado (adubos). o ânion H2PO4. Na presença do ânion molibdato (MoO42-) em meio redutor (ácido ascórbico).05 molL-1 e 7.Química Ambiental – MAF1063 60 13 Determinação Espectrofotométrica do Teor de Fósforo no Solo 1. 5 (P1) 2 0. para se obter 100mg de P L-1.1. o ácido pode ser adicionado diretamente à amostra contendo o fósforo a ser analisado.4. Complete o volume com água destilada. 150mL de ácido sulfúrico concentrado (CUIDADO! Isto deve ser feito lentamente e em banho de gelo).(+)-ascórbico 3%: pese 3.1.2.1. 4.Solução ácida concentrada de molibdato de amônio: em um béquer de 1L adicione 250mL de água destilada.0 (P3) 4 1.Química Ambiental – MAF1063 61 balão de 1L.Ajuste o espectrofotômetro para a leitura em comprimento de onda fixo de 660nm.03 g).0g de ácido e transfira para um balão volumétrico de 100mL.5 50 3.0 (P2) 3 1.2. 4.Solução ácida diluída (etapa realizada pelos técnicos): coloque 300mL da solução ácida concentrada de molibdato de amônio em um balão de 1L e complete o volume com água destilada. meça os volumes da solução padrão primário indicados no quadro 1 e transfira para um balão volumétrico de 50mL.Solução padrão primário de fósforo (etapa realizada pelos técnicos): dissolva 0. 4 e 5.0 (P4) 5 2. 3. Adicione 1mL de H2SO4 concentrado e complete o volume para 1L 4.0 50 2. Concentração da solução padrão secundária (mg mL-1) 1 0. Deixe resfriar e adicione a solução recém preparada de molibdato de amônio (20.1.0 mL da solução de ácido ascórbico (ou uma “pitada” do ácido.5 50 1. cerca de 1.Transfira 5. Utiliza-se para isto. Alternativamente.0 (P5) Quadro 1.2.Construção da curva de calibração 4.2. complete o volume com água destilada.2.0 50 4.1.2.1. 2.3. que equivale a aproximadamente 0.0g para 200mL de água destilada). 4.2.1.1.4.Soluções para desenvolvimento de cor (etapa realizada pelos técnicos): 4.Solução de ácido L. apenas uma ponta de espátula fina contendo o ácido.2. 2.0 mL de cada uma das soluções padrão secundário preparadas anteriormente para cada um dos béqueres de número correspondente. 4. e o ajuste do zero deve ser realizado com a mesma mistura de soluções na qual será colocada a solução de fósforo.Solução padrão secundária de fósforo: com uma pipeta.439g de KH2PO4 previamente seco em estufa em um balão volumétrico de 1L.Adicione 10 mL da solução diluída de molibdato de amônio e.2.3.Identifique cinco béqueres de 50 mL com os números 1. Homogeneíze e aguarde 30 minutos antes da leitura.2.25 50 0. lavando o béquer algumas vezes com porções de 50mL de água para retirar toda a solução que tenha ficado no mesmo.Preparação das soluções padrão secundário de fósforo 4.0g de subcarbonato de bismuto (rapidamente).2. 4.3. em seguida. 4. mas sem a presença Balão Volume da solução padrão primário de fósforo (mL) Volume total (mL) . 4. 3-Homogeneíze e aguarde 30 minutos. 4.Pipete 5 mL do extrato filtrado obtido no item anterior e coloque em um béquer de 50 mL.Determinação do teor de fósforo em uma amostra de solo 4. 4.Agite por 5 minutos.3.0 5 4.3. 4.1.2.0 Quadro 2.Valores da absorbância das soluções padrões de fósforo 4. BIBLIOGRAFIA EMBRAPA (EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA). 212 p.Compare o valor de absorbância obtido com a curva padrão construída na primeira parte da aula e encontre a concentração de fósforo do solo analisado. Rio de Janeiro.2.5.1. Concentração de fósforo Absorbância a 660 nm do padrão secundário (Abs) (mg mL-1) 1 0.1.Adicione 10 mL da solução ácida diluída de molibdato de amônio e o ácido ascórbico como descrito anteriormente.1.2.Filtre o sobrenadante (extrato).3. Padrão .0 3 2.3.Opcionalmente.3.3. 4. Isto é feito para assegurar que nenhum tipo de interferência externa prejudicará a leitura de absorbância. em comprimento de onda 660nm. 4.Química Ambiental – MAF1063 62 deste.Coloque 5 g de terra fina seca ao ar (TFSA) em erlenmeyer de 125 mL e adicione 50 mL da solução extratora. a fim de verificar se houve alteração nos valores de absorbância.0 4 3. 4.2. Após este tempo.3. 4. 4. construa a curva de calibração de Abs X. 1997.Após realizadas as leituras das absorções das cinco soluções.2.2.2.2.Reação colorimétrica 4.Deixe em repouso por uma noite.5 2 1. proceda à leitura no espectrofotômetro como indicado anteriormente. utilizando os valores anotados no quadro 2.3.2.3.5.4.1. 2 ed.3. C.4. 4.1. podem-se repetir as leituras de pelo menos dois pontos usados para a construção da curva de calibração.3. Manual de métodos de análise de solos.1.3.3.Extração do solo 4. 2º) a concentração salina de 0. a fim de possibilitar alguma repetição ou análise complementar e 4º) a quantidade de terra que deve ser preparada para a análise e eventuais repetições é de cerca de 300cm3.01 mol L-1. o que permite a obtenção de um sobrenadante de partículas de solo.Química Ambiental – MAF1063 63 14 Determinação do pH do Solo 1.01 mol L-1 Solução tampão de pH 7. argila e conteúdo de areia. Esta água é que dá origem à característica de pH do solo em questão.0 Bastão de vidro Béquer de 50 mL pHmetro Balança semi-analítica .Objetivos O objetivo desta aula é determinar o pH de diversas amostras de solo. manuseio e estocagem das amostras de solo não é aconselhável a manipulação de adubo. 3. Sendo assim.Introdução O pH dos solos é uma medida importante para se estabelecer um referencial sobre a qualidade e provável fonte de contaminação do mesmo por produtos químicos de origem orgânica e/ou inorgânica. 3º as ) amostras de solo depois de analisadas. matéria orgânica e água. tanto o tempo como a amostragem podem ser fatores críticos na obtenção de resultados reprodutíveis. O pH dos solos é o resultado de reações complexas de troca iônica que variam em uma ampla extensão tanto na velocidade como no estado final de equilíbrio. principalmente o balanço entre os vários componentes da mistura do solo. Esta última oferece algumas vantagens em relação à primeira: 1º) o pH em CaCl2 0.01 mol L-1 é pouco afetado pela relação terra/solução. calcário. No processo de análise de pH do solo alguns cuidados devem ser observados: 1º) o preparo das amostras deve ser feito o mais rápido possível para evitar transformações que afetam os resultados analíticos.01 mol L-1 é suficiente para padronizar as variações de sais entre amostras. 2. sal mineral ou outros produtos agrícolas.Materiais Solução de CaCl2 0. uma vez que o hidrogênio ionizável que possa estar presente no solo entrará em equilíbrio com a água.0 Solução tampão pH 4. o que evita as variações sazonais de pH e 3º) a suspensão solo/CaCl2 é floculada. Normalmente realiza-se a medida de pH em água e em solução de CaCl2 0. Obtém-se uma maior estabilidade do aparelho com a determinação do pH em CaCl2 do que em água. 2º ) nos locais de preparo. dependendo do conteúdo da amostra de solo. Isto permite uma maior reprodutibilidade dos resultados. devem ser guardadas por um período mínimo de 3 meses. O solo é considerado como uma mistura de material inorgânico. tal como matéria orgânica. 1. Análise química do solo.2. 1981.1. B. Madison (WI): American Society of Agronomy.3. 67-80. v.0.1. Viçosa: Conselho de Extensão. DEFELIPO. e RIBEIRO. Anal. 1983. Part 2. A.C. A. p .3.01 mol L-1.Passe a amostra de terra em peneira de 2 mm e deixe secar sobre folhas de jornal.Calibre o pHmetro com soluções de pH 7.3.4. p. Soil: the yearbook of agriculture.17. 1957. 4.01 mol L-1 4. 55. D. 4.2. para um saco plástico devidamente rotulado (etapa realizada pelos técnicos). Bibliografia BLACK.Adicione 50 mL de água destilada e agite vigorosamente com bastão de vidro.5. Transfira a terra fina seca ao ar (TFSA). Chem.Deixe a solução em repouso por 30 minutos 4. Methods of soil analysis.Repita o procedimento anterior substituindo os 50 mL de água por 50 mL de solução de CaCl2 0.Faça a leitura do pH da amostra.Coloque 20 g de TFSA (terra fina seca ao ar) em um béquer de 100 mL. C.pH em água 4.Procedimento 4.0 e 4.2.pH em CaCl2 0. . C.Química Ambiental – MAF1063 64 4. KEITH. 2210-2218.914-932. 4. p. US DEPARTMENT OF AGRICULTURE. 1965. de preferência à sombra.2.2.2.H. 4. L. Washington.V. 4.2. p. Na CG. não existe meio simples de se medir um volume tão pequeno com a precisão necessária. Volumes altos prejudicam a qualidade de injeção (alargamento dos picos) ou saturam a coluna cromatográfica. He e N2 e a vazão do gás de arraste. geralmente de borracha de silicone. Assim.Se a temperatura da coluna for excessivamente baixa. a seção do cromatógrafo gasoso onde é feita a introdução da amostra é o injetor (ou vaporizador). que é função da estrutura do composto e da temperatura. O gás de arraste fica contido em cilindros sob pressão. mais ela se espalha). saindo muito rapidamente da coluna sem serem separados. . volumes de 0. pelo qual amostras líquidas ou gasosas podem ser injetadas com microseringas hipodérmicas.Instrumentação básica: Os constituintes básicos de um sistema cromatográfico são: . Alterando-se a temperatura. Assim.Química Ambiental – MAF1063 65 15 Cromatografia 1. para que a amostra se volatilize completa e instantaneamente e seja carregada para a coluna. Para a cromatografia gasosa de alta resolução (CGAR).Coluna Cromatográfica e Controle de Temperatura da Coluna. os volumes de injeção deveriam ser da ordem de nanolitros. os injetores para CGAR são dotados de "divisão de amostra". Após injetada e vaporizada. trata-se de um bloco de metal conectado à coluna cromatográfica e à alimentação de gás de arraste. altera-se também a pressão de vapor e. fazendo com que a sua migração pela coluna seja muito lenta. . O resultado pode ser um tempo excessivo de análise e picos muito largos e baixos (quanto mais tempo a substância passa na coluna. . a temperatura da coluna é uma condição que deve ser ajustada para se obter uma determinada separação. Assim. uma temperatura muito alta implica pressões de vapor também muito grandes e os compostos quase não passam tempo nenhum dissolvido na FE. que deve ser controlada. Na CG a "afinidade" de um soluto pela FM é determinada pela volatilidade do soluto. a "afinidade" de uma substância pela FM. Para colunas empacotadas. O parâmetro mais importante é a sua compatibilidade com o detector (alguns detectores trabalham melhor quando se usam determinados gases). Se a temperatura for excessivamente alta. A amostra deve entrar na coluna na forma de um segmento estreito. para evitar alargamento dos picos. sua pressão de vapor. o composto pode nem sair da coluna.Reservatório de Gás de Arraste. onde é efetuada a separação. Os gases mais empregados são H2. de modo que apenas uma fração do volume injetado (tipicamente entre 1/10 e 1/300) chega à coluna. Amostras sólidas podem ser dissolvidas em um solvente adequado.A quantidade de amostra injetada depende da coluna e do detector empregado. a amostra é introduzida na coluna cromatográfica. Por outro lado. sendo o restante descartado. pode ocorrer decomposição da amostra. Este bloco contém um orifício com um septo. . Na versão mais simples.Sistema de Introdução de Amostra. Entretanto. é constante durante a análise. O injetor deve estar aquecido a uma temperatura acima do ponto de ebulição dos componentes da amostra.1 µl a 3. por conseguinte. . Eventualmente. todos os constituintes da amostra terão pressões de vapor muito baixas e ficarão quase que todo o tempo dissolvidos na FE.0 µl de amostra líquida são típicos. a escolha do gás de arraste independe da amostra a ser separada. a temperatura empregada deve ser compatível com a FE empregada. Na CG. tm. o parâmetro de retenção é o tempo de retenção. o seu tempo de retenção não seria nulo. chamado de tempo de retenção ajustado.Eficiência. é definida por: sendo uma característica que. que é calculada usando-se um parâmetro de retenção (o tr) e a largura do pico cromatográfico . Este problema pode ser contornado usando a programação linear de temperatura (PLT). Por outro lado. se o acerto for feito para separar os voláteis (temperaturas baixas). O parâmetro que realmente reflete as características físico-químicas de retenção de um determinado composto é o tempo de retenção descontado do tempo morto.No caso de amostras contendo constituintes com pressões de vapor muito diferentes. . Porém. e é denominado tempo de retenção do composto não retido (ou tempo morto). a largura de base.Parâmetros Fundamentais: As características fundamentais de um sistema de CG são: retenção / seletividade. O último bloco de um CG é o detector. os voláteis serão muito pouco retidos e não serão separados. . na CG. tr. mesmo que a substância não interagisse de forma alguma com a FE. eficiência e resolução. . Na CG. capacidade de um sistema diferenciar dois compostos.Detector. A dependência de h com a velocidade da FM é descrita pela equação de van Deemter: . não analisáveis com temperatura de coluna constante (CG Isotérmica).no caso. .). INTRODUÇÃO: CROMATOGRAFIA GASOSA 2. Ele é definido como o tempo transcorrido entre a injeção da amostra e o máximo do pico cromatográfico. para assegurar a reprodutibilidade das análises. óleos essenciais.Química Ambiental – MAF1063 66 Além de considerações sobre a separação. etc. pois transcorreria algum tempo entre a sua injeção e a sua passagem pelo detector. A PLT permite separações de amostras muito complexas (petróleo. pois as FE líquidas se volatilizam ou se degradam com temperaturas excessivas. os constituintes pesados se apresentarão sob a forma de picos excessivamente largos e baixos ou ficarão retidos na coluna. através da qual a temperatura da coluna vai sendo aumentada gradualmente durante a análise. : A seletividade. wb: A altura equivalente a um prato teórico é calculada por: sendo L o comprimento da coluna cromatográfica. é mais associada à coluna cromatográfica. se a temperatura for ajustada para separação adequada dos compostos menos voláteis (temperaturas altas). Este tempo corresponde ao tempo que o gás de arraste demora para percorrer a coluna. A temperatura da coluna deve ser rigorosamente controlada.Retenção e Seletividade. que será discutido detalhadamente mais adiante. a eficiência é expressa pelo número de pratos teóricos. OV-1 e DC-200 são nomes comerciais para polidimetilsiloxano de fabricantes diferentes. FE sólidas (carvão ativo. aldeídos. ela precisa: . Na CG. éteres. etc.332 Pa na temperatura de trabalho) e termicamente estável. provendo melhores seletividades e separações.000. além de dissolver bem todos os constituintes da amostra. Na CG.ser quimicamente inerte em relação à amostra. Por exemplo: hidrocarbonetos podem ser separados eficientemente usando esqualano (um alcano de massa molar elevada). FE polares dissolvem melhor compostos polares. As FE líquidas são as mais empregadas em CG. Comercialmente.Fases Estacionárias: Na CG existe um grande número de fases estacionárias líquidas e sólidas disponíveis comercialmente. Outra classe de FE importante é a dos poliglicóis. SE-30. São polímeros de etilenoglicol e epóxido.ser um bom solvente diferencial. . São FE moderadamente polares. sílica.ex. A substituição dos grupos metila na cadeia por outros grupos (fenil. Silicones são polímeros extremamente estáveis e inertes. ela é definida de maneira similar: ou. isto é. A denominação comercial "Carbowax" designa a série de poliglicóis mais conhecida (p. FE com estruturas similares à da amostra dissolverão melhor seus constituintes. O termo A está relacionado com o alargamento do pico e o termo B com a difusão molecular do soluto na fase móvel. muitas delas praticamente equivalentes. peneiras moleculares e polímeros porosos) são aplicadas para separação de gases e compostos de baixo massa molar. eles podem ser empregados na separação de misturas das mais diversas polaridades. Via de regra.ser um bom solvente para os componentes da amostra. Em princípio.Resolução. Carbowax 20M é polietilenoglicol com massa molar média de 20. para um líquido ser usado como FE em CG ele deve ser pouco volátil (pressão de vapor até 0. fazê-lo com solubilidades suficientemente diferentes para que eles possam ser separados. Nesta classe. a resolução entre duas substância é a razão entre a diferença das distâncias de migração e a média das larguras das bandas. são disponíveis sob diversas denominações. etc. ciano. Deste modo. adequadas para separação de álcoois. o que os torna especialmente adequados à CG. trifluoropropil. etc. se as larguras dos picos forem próximas.000 g/mol). . Para esta fase ser empregada em uma separação em particular.Química Ambiental – MAF1063 67 de forma que é a velocidade do gás de arraste. 3. .. sendo eluidos muito rapidamente e sem separação). caso contrário o efeito será o mesmo de temperaturas de coluna excessivamente altas (os compostos ficarão quase que o tempo todo no gás de arraste.1 mmHg ou 13. as polidimetilsiloxanas são os menos polares.) fornece FE com polaridades crescentes. As FE mais populares são os silicones. e . de modo que a natureza da FE é a variável mais importante na otimização da seletividade. preparados com diferentes tamanhos de cadeia polimérica. Se for usado suporte com partículas excessivamente finas. Se o material de enchimento não for colocado na coluna de forma compacta e uniforme. 5. esqueletos fósseis de algas microscópicas (diatomáceas). São obtidos por condensação de diácidos com glicóis. O resultado é o alargamento ou deformação dos picos. maior a eficiência da coluna. maior a eficiência. As fases mais comuns desta categoria são o succinato de dietilenoglicol (DEGS) e o adipato de dietilenoglicol (DEGA). Tipicamente são usadas colunas com diâmetros internos de 1 mm a 4 mm e 1 m a 3 m de comprimento. O tamanho da coluna é variável. a resistência à passagem de gás será muito alta.Colunas tubulares Abertas: . Quanto menor o diâmetro das partículas do suporte. São fases altamente polares. o material é submetido a tratamentos químicos para diminuir a sua atividade superficial. A uniformidade das partículas também é importante. entretanto. porém as custas de aumento do tempo de análise e diminuição da eficiência. Para preparar uma coluna empacotada. Normalmente. existem duas variáveis importantes que influem no desempenho de uma coluna empacotada: . O diâmetro das partículas do suporte. Recheios com partículas cuja distribuição de tamanho seja muito grande serão pouco eficientes.A percentagem de FE no material de enchimento. colunas contendo de 2 % a 10 % de FE são as mais usadas. sendo o primeiro preferido pelo manuseio mais fácil. empregam-se suportes com 80100 mesh (149 µm a 177 µm de diâmetro) ou 100-120 mesh (125 µm a 149 µm). Atualmente. também aumenta o tempo de análise. o material de enchimento (FE sobre suporte) é colocado da forma mais uniforme e compacta possível ("empacotado") em um tubo de comprimento e diâmetro adequados. exigindo pressões excessivamente altas. e as colunas tubulares abertas (ou capilares). os espaços vazios resultantes funcionarão como câmaras de diluição para a amostra. a FE líquida é depositada sob a forma de um filme fino e uniforme sobre partículas de um suporte adequado. Existem duas geometrias básicas de colunas para CG: as colunas empacotadas (ou recheadas). maior a retenção. O tamanho das partículas e dos poros deve ser o mais uniforme possível. A seletividade também aumenta. Muitas vezes. 4. A diatomite preparada para suporte de CG é comercializada com o nome de "Chromosorb". Quanto mais FE. Quanto maior a coluna. partes da superfície do suporte ficarão expostas à amostra. Além da natureza da FE e da qualidade do empacotamento.Colunas empacotadas: A coluna cromatográfica é o local onde ocorre a interação entre a amostra e a FE. A percentagem de FE sobre o suporte é um parâmetro que deve ser rigidamente controlado. Os materiais mais usados para os tubos de colunas são o aço inox e o vidro. dentre outros. que poderá ser adsorvida. O suporte deve ser um sólido poroso com grande área superficial. Se a quantidade de FE for muito baixa. inerte e de boa resistência mecânica. O resultado serão picos mais largos e menor eficiência. Colunas muito longas oferecem uma resistência muito alta à passagem de gás. compostos principalmente de SiO2 amorfa e traços de óxidos metálicos. O material mais empregado como suporte é a diatomite. Nas colunas empacotadas. Dificilmente são empregadas colunas com mais de 30 % de carga. e torná-lo mais inerte.Química Ambiental – MAF1063 68 Um terceiro grupo importante de FE é o dos poliésteres. empregam-se filmes de 0. de vidro ou de sílica fundida. Muitas vezes.5 mm. Podem-se empregar tubos metálicos. para minimizar as perdas de fase por volatilização durante o uso. Dependendo da coluna. maior a retenção e a seletividade. Isto não significa que as colunas empacotadas estão sendo abandonadas. sendo os últimos atualmente os preferidos pela sua flexibilidade e inércia química. Pode-se polimerizar parcialmente a fase após a deposição (fases imobilizadas) ou então ligá-la quimicamente às paredes (fase ligada). Entretanto. Como. a FE é fixada às paredes do tubo por algum meio. são importantes o diâmetro interno da coluna e a espessura do filme de FE. entretanto. Existem. colunas capilares são muito mais eficientes que as empacotadas. Um grande número de detectores têm sido descritos e usados em CG. o uso de divisão de amostra apresenta alguns inconvenientes. colunas muito estreitas suportam pouca FE. Filmes excessivamente espessos causam alargamento dos picos e grandes tempos de análise. podem ser realizadas separações de misturas extremamente complexas: frações de petróleo. podem ser feitas colunas capilares de grandes comprimentos. A tendência atual é que a maioria das análises seja feita com o uso de colunas capilares. encontram-se colunas de 5 m até 100 m. algumas características básicas comuns para descrever seu desempenho: . amostras contendo constituintes com volatilidades muito diferentes podem ser alteradas pela divisão: a fração da amostra que realmente vai para a coluna fica enriquecida com os componentes menos voláteis. Nas colunas empacotadas. Nas colunas capilares. deve-se recorrer ao artifício da divisão de amostra na injeção.Química Ambiental – MAF1063 69 Nas colunas tubulares abertas (genericamente denominadas de "colunas capilares"). amostras biológicas. Normalmente. porém o seu uso deve ficar restrito à aplicações específicas. Quanto mais fina for a coluna. o que diminui a sua seletividade. por exemplo).001 µl de amostra.1 µm a 3. Normalmente. essências. Tipicamente. Além disso.1 mm e 0. Como a injeção direta de volumes de amostra desta ordem de grandeza é inviável. a FE é depositada na forma de um filme sobre a superfície interna de um tubo fino. A espessura do filme de FE equivale à percentagem de FE das colunas empacotadas. 6. As FE são as mesmas usadas para colunas empacotadas. A sua grande vantagem sobre as colunas empacotadas é que. Porém. mais eficiente ela será. pelo fato de serem tubos abertos.Detectores: O detector é um dispositivo que indica e quantifica os componentes separados pela coluna. É difícil ajustar reprodutivelmente a razão de divisão (fração da amostra injetada que entra na coluna).0 µm. No caso específico de análises de interesse ambiental (poluentes em águas e ar. Dada a grande eficiência das colunas capilares. quanto maior o comprimento. usam-se colunas com diâmetros internos entre 0. A capacidade de processamento de amostra das colunas capilares é menor que aquela das empacotadas. ela pode ser saturada com quantidades tão pequenas quanto 0. o que pode acarretar erros na análise quantitativa. embora já tenha sido fabricada uma coluna com 2175 m. etc. o desempenho é afetado pelo diâmetro e uniformidade das partículas do recheio e pela carga de FE. mais pratos teóricos contém a coluna (e maior a sua eficiência). de modo que quanto mais espesso for o filme. é quase que obrigatório o seu uso. São os desvios e oscilações na linha de base (sinal do detector quando só passa o gás de arraste). detectam a presença de picos e calculam a sua área.Fator de Resposta. O procedimento mais empregado consiste em supor que o pico cromatográfico se aproxima de um triângulo isósceles.Ruído. . É a intensidade de sinal gerado por uma determinada massa de soluto.Faixa Linear Dinâmica. Isto só é possível para picos estreitos e simétricos. etc. Embora sejam dispositivos . É uma característica intrínseca do detector. Mede-se a altura do pico (h) e a sua largura de base (wb) ou à meia-altura (wh). Os dois detectores mais significativos em CG são o Detector por Condutividade Térmica (DCT) e o Detector por Ionização em Chama (DIC). 7.Técnicas Manuais.Química Ambiental – MAF1063 70 .Análise Quantitativa: A CG é uma técnica eminentemente quantitativa. impurezas e sujeiras nos gases e no detector. Integradores são dispositivos baseados em microprocessadores que coletam o sinal cromatográfico. é fundamental para a confiabilidade da análise que a área dos picos seja medida o mais exata e reprodutível possível.Tipo de Resposta. Isto depende do mecanismo de funcionamento de cada detector. Existem vários modos de se medir a área de um pico cromatográfico: . . . e calcula-se a área pelas fórmulas usadas para cálculo de área de triângulo: ou A conveniência de se usar uma ou outra forma depende da largura do pico. É a razão entre a menor e a maior massa entre as quais o fator de resposta de um detector para um soluto é constante. Por melhor que seja o funcionamento do sistema. . o sinal é proporcional à taxa de entrada de massa do soluto no detector. Alguns detectores apresentam um sinal que é proporcional à concentração do soluto no gás de arraste. Pode-se também substituir a área pela altura do pico. Entre estes dois extremos. Assim. onde a curva de calibração é linear. em outros. digitalizam-no (transformam o sinal elétrico em números). isto é. . desde que empregados convenientemente. Quanto maior o fator de resposta. Pode ser visualizado como a inclinação da reta que correlaciona o sinal com a massa de um soluto (curva de calibração). Quanto menor a QMD. Por outro lado. alguns detectores respondem a certas classes de compostos (detectores seletivos). Alguns detectores apresentam resposta para qualquer substância diferente do gás de arraste que passe por ele. que são os detectores específicos. sempre existe ruído. da assimetria.Integradores Eletrônicos. O princípio básico da quantificação é que a área dos picos registradas no cromatograma é proporcional à massa do composto injetada. existem detectores que respondem somente a compostos que contenham um determinado elemento químico em sua estrutura. Pode ser causado por problemas eletrônicos.Seletividade. usualmente a área dos picos é medida manualmente. . Integradores são muito mais precisos e rápidos que qualquer método manual de medida. É a quantidade de amostra mínima para gerar um sinal duas vezes mais intenso que o ruído. mais sensível o detector. etc. mais confiável a análise quantitativa.Quantidade Mínima Detectável (QMD). Estes são os chamados detectores universais. que depende do detector e do composto estudado. Quando o cromatograma é coletado por um registrador analógico. eliminando-se. J. Além disso. . quando é necessária rapidez na produção de resultados. J.chemkeys. Cromatografia Gasosa in Collins. 6a edição.. pode fornecer resultados mais confiáveis que este último. Como para todas as soluções.Computadores. Marcel Dekker. P. C.. New York. a medida da área dos picos de interesse e o cálculo da massa correspondente a cada um dos picos.A. 1995.H.McNair.M.. Braga. 3 . 1995.Química Ambiental – MAF1063 71 caros. o seu uso é quase mandatório.. inferior ao de um bom integrador.. .P. Como é muito difícil conseguir boa reprodutibilidade entre injeções diferentes. John Wiley & Sons. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: http://www.. já que cada composto responde de maneira diferente ao detector. ele é muitas vezes sujeito à grande imprecisão e inexatidão. R. 1997.Bonato.. Campinas. o procedimento geral de uma análise quantitativa por CG envolve a obtenção do cromatograma da amostra.com/bra/md/md. 2a Ed. Bonato. A curva de calibração é obtida cromatografando-se padrões contendo massas conhecidas dos compostos a serem quantificados. New York. desde que este tenha um dispositivo para converter o sinal elétrico em números que possam ser guardados em memória (conversor analógico-digital).S..S.W. deve ser feita uma curva de calibração própria. Este fato faz com que este pico possa ser usado para corrigir a área dos picos dos constituintes da amostra e dos padrões. Qualquer que seja o modo usado para medir a área dos picos. Para cada substância. "Introdução a Métodos Cromatográficos". G. onde a cada solução a ser injetada adiciona-se uma quantidade exatamente igual de um composto que seja separável dos componentes da amostra. O integrador pode ser substituído por um computador. Editora da Unicamp.Scott. O custo de um computador com os acessórios necessários para coletar e analisar cromatogramas é. Perry.L. Para contornar este problema. H. com um software e operação adequada.M. tanto das amostras como dos padrões existe a mesma massa do padrão interno. 2 . "Introduction to Analytical Gas Chromatography". via de regra.htm: Literatura Consultada 1 . Este cálculo deve ser feito empregando uma curva de calibração: um gráfico correlacionando a área do pico com a massa do composto. pelo menos parcialmente muitas deficiências da injeção. "Basic Gas Chromatography". e que não exista nela (padrão interno). a área do seu pico deverá ser a mesma. P. podese usar a chamada padronização interna.. e se disponha de programas adequados para fazer a análise do cromatograma digitalizado. O esquema geral proposto acima é chamado de padronização externa. Miller.