Determinação de dioxido de carbono por titulação potenciométrica (Gran) após absorção...

UNIVERSIDADE

DE

sAO

PAULO

I N S T I T U T O

DE

QUIMICA

DETERMINAC~O

DE

DE

CARBONO

POR

POTENCIOM~TRICA

<GRAN)

ABSORC~O

EM

DE

LUIZA

MARIA

NUNES

CARDOSO

D155ERT~Ç~O

DE

J A I "

L I C H T I G

ORIENT~DQR

S~O

PAULO

Sr. ~nt6nio e

Una

~o meu irmilo,

~o Ruberval,

percurso da minha vida.

IsmaeL, peLo carinh..o.

~gradecimentos

~o Professor Jaim, pela orientaç~o, confiança e

otimismo que contribuiram na minha formaç~o e realizaç~o

deste trabalho.

~ Gricia e a Silvia pela grande amizade.

~ todos amlgos e coleg~s que me apOlaram direta ou indiretamente.

~ 5ilvete pelo esforço incessante, e

paciêncla na digitaç~o deste trabalho.

Departamento de

~o

Experimental do

Laborat6rio de ~tmosférica

Patologia em nome do Prof.

Dr. Gy~rgy ~. 8~hm.

pâgina

I

1 1

I I . 1

OBJET 1 Vo .

lNTRODUÇ.~O .

Metodo Grâfico de Gran de ~valiaç~o do Ponto

1

2

Final da litulaç~o 2

11 .2 11 .~

11.3.1

11 .3.2

~r ~tmosferico e o CO2 • • • • . • • . • • • • • . . • • • . • • •

Determinaç~o de DiÓxido de Carbono . . . . Qnâlise de DiÓxido de Carbono no ~r

~tmosférico .

~nalise de DiÓxido de Carbono em Qm-biente de Trabalho

5

11

12

11 .4 Metodos de Geraç~o de Gases e Vapores de Con

-centraç~o Conhecida e Sistemas de Diluiç~o .. 14 11.4.1

11.4.2

Sistema de Diluiç~o de Gases . Metodos de Geraç~o de Gases e Vapo

-14

11.4.2.1

res de Concentraç~o Conhecida... 17

Sistemas Estâticos 17

11.4.2.1.1

11.4.L.1.2

11.4.2.1.3 11.4.2.2 11.4.2.2.1

11.4.2.2.1.1

Recipientes flexiveis .

Recipientes Rigidos .

Cilindro Calibrado com Pist~ó . . .

Sistemas Dinâmicos .

Geraç~o de Vapores e Gases de Concentraç~o

Conhecida .

lnjeç~o com Bomba lnfusora . . . . .

17

19

21 22

22

11.4.2.2.'1.2 Press'~o de Vapor 24

11.4.2.2.1.3 Tubos de Permeaçilo 25

11.4.2.2.1.4 Celas de Difus~o 26

11.4.2.2.1.5 Eletr6lise 2E:i

11.4.2.2.1.6 Reaçilo Quimica 27

11.5 Metodos de Coleta de ~mostra 28

11.5.1 i=lmostra Total 30

11.5.1.1 ~mostra Instantânea 30

11.5.1.2 i=lmostra lntregada peLo Tempo 30

11.5.2 i=lmostra Seletiva 31

11.5.2.1 ~mostra Instantânea 32

11.5.2.2 i=lmostra Integrada pelo Tempo 32

11.5.2.2.1 "Scrubling" de Solventes 32 11.5.2.2.2 "Trapping" de um Reagente QuimicoEspecifico 33 11.5.2.2.3 Coleta de ~mostra por Condensaçilo 33 11.5.2.2.4 Coleta de i=lmostra em Qdsorventes S6lidos 33

I I I

1 lI. 1

111.1.1 111.1.2 111.1.3 111.1.4

P~RTE EXPERIMENT~L 36

Titulaç~o Potenciométrica de Neutralizaç~o de uma Base com ~cido CLoridrico, Imporificada com

o La rbona to 36

In t roduç~o ',' 36

Material e Vidraria 38

SoluçêSes 39

Metodologia de Preparaç~o da ~mo5tra e

111.1.5.1

I I 1 . 1 . 5 . 2

CaLcuLo do VoLume da SoLuç~o TituLante no Ponto de EquivaLência que Corres~onte a Concentração de Carbonato ~dicionado a Mistura (~mostra). 42 CaLcuLo da Funç~o de Gran II e do VoLume da SoLução TituLante no Ponto de EquivaLência .. 46 111.1.6 Dados Experimentais e Discussão dos

ResuLtados o • • • • • o 50

111.1.7 111. 2

ConcLusões 71

~mostras de Dióxido de Carbono absorvida por uma SoLução ~bsorvedora de Hidróxido de

SoLuções e Gases . . . .

Sódio o • •

lntroduç;:jo .

CoLeta da ~mostra em Frascos ~bsorvedores.

Introdução .

Preparação do Gas Padrão . Preparação da 50Luç~o ~mostradora . CoLeta de ~mostra e ~naLise de Dióxido de

73 73 74 74 76 76 77 78 e Vidraria.

MateriaL 111.2.1

111.2.2 111.2.2.1 111.2.2.2 111.2.2.3 111.2.2.4 111.2.2.5 111.2.2.6

78 80 86

Ca rbono o • •

CaLcuLos o • • • • • • •

Dados Experimentais . . . . o o o • • • • • • • o • • • • • • • • • • • o

CoLeta de ~mostra com Seringa Hipodérmica e

~bsorç~o em Frascos Fechados 90

Introdução... . 80

Ma t e r i a L e Vi d r a r i a . . . .. 81 111.2.2.7

111.2.2.8 111.3.1

111.3.1.3 111.3.1.4 Il1.3.1.5 111.3.1.6

Il1.3.1.7 111.3.1.8

IV

V

VI

VI I

VI I I

Soluçêles e Gases 92

Preparação do Gàs Padrão 92

Preparação da Solução ~bsol·vedora 93 Coleta da Rmostra e ~nàlise do Dióxido de

Carbono 94

làLcuLos 85

Dados Experimentais e Discussão dos

Resul tados 99

CONCLUSClES F 1 NR 1 S 102

RE.SUMO 105

RElSfRRCT 106

RNEXOS 107

o

um método rápido de análise de dióxido de carbono, através de uma técnica simples e de baixo custo, com boa precis~o

11 - INTRODUÇRO

11.1 - Método Grafico de Gran de ~valiaç~o do Ponto Final da 2

Em 1950, Gran (2), publicou o seu primeiro metodo

para avaliaç~o do ponto final em titulações potenciométricas ou simplesmente colocou VI

pV

V

E

V

(Gran 1 ) . Com isto, obteve retas, ao invés de curvas, como nos métodos gràficos das derivadas primeira e segunda. Neste método, os

ponto final.

pontos a serem considerados s~o os próximos ao

Gran (1) publicou seu segundo método (Gran 11).

Por este método, n~o hà necessidade de se ob te,· pontos próximo ao ponto de equivalência, jà que o método utiliza diretamente a Nernst que é valida em toda a extens~o da titulaç~o.

~lguns autores começaram a verificar que a

proposiç~o de Gran baseada na equaç~o de Nernst, nem sempre apresentava os resultados desejados e em vez de procurarem a

explicaç~o, resoLveram desenvolver expressões que

corrigissem este método gràfico (3, 4, 5 e ô).

em Gran I e a utilizar microprocessadores para o càlculo do ponto final da titulaç~o.

Muitos trabalhos têm aparecido nos 6ltimos anos, aplicando o método grâfico de Gran 11. Godinho e ~leixo (8)

idealizaram uma das correç~es na titulaç~o de âcidos presentes na albumina do ovo.

Pressinotti ( 9 ) ,

desenvolvimento hist6rico

equivalência

e o

sobre Gran de

do metodo grafico ponto final de

fez um estudo critico

do desvios os

estudou

relacionando-os com a força iônica do meio.

respeitadas, certas condições original

Verifica-se que o (e mesmo o Gran I),

método grâf ico de Gran II

de força iônica, pode ser aplicado com segurança na

resoluç~o de in6meros problemas em quimica analitica, n~o

necessitando de correções suplementares.

Pressinotti (9), também estudou a titulaç~o de hidr6xido de s6dio com acido cloridrico em varios ajustes de força iônica com NaCl (2,Oj 1,5j 1,OM).

Nas Titulações de hidr6xido âcido cloridrico O, 1M, em NaCl 2,0

de e

s6dio

1, 5M,

O,1M

as

com retas correspondentes ao lado basico, forneceram um ponto final antes do ponto de equivalência te6rico previsto, enquanto que as retas âcidas apresentavam o ponto final coincidente com o ponto de equivalência.

mesmo ponto sobre o eixo da abcissa, mostrando concordância

4

com o ponto de equivalência te6ricamente previsto.

1,0 2..0 3 o 4.0 s o 6.0

molal

~ explicaç~o para este fenômeno graficos de Huckel, isto

e

se encontram nos coeficiente de atividade vs a raiz quadrada da força iônica.

~inda, segundo Pressinotti (9), nas titulações de acidos fortes com bases fortes, e vice-versa, à avaliaç~o do

0,03; para a avaliaç~o

menor que força lônlca

ponto final soluções em

pela reta acida s6 pode ser efetuada para

pela reta basica, em força iônica menor ou igual 1 , O ,

Podemos ver a figura 1 a variaç~o de fj~ e vsfji'

Por este motivo em nosso trabalho adotou-se o ajuste de força iônica com 1,OM em Na[l na soluç~o final de NaOH, antes da titulaç~o com acido cloridrico.

~ composiç~o gasosa do ar troposférico n~o poluido

composiç~o deveria ser, se

poluido dado pela tabela 1 ,

o homem e seu

é aquele trabalho

cuja

n~o

existissem sobre a terra (10), N6s nunca conheceremos essa

anos. Porém em locais

composiç~o,

milhares de

pOlS temos f ei to por

remotos, no

milhares mar,

e

nos palas, e ainda nos desertos e montanhas, o ar pode ser descrito como um ar diluido de poLuiç~o, ou seja se aproxima muito de um ar n~o poluido.

o

[omposiç~o do ar

blr

Ne

He

[H ....

Kr

NO

Xe

ppm(vol)

756.500 202.900 31.200 9.000 305

0,97 - '1,116 0,97 0,49 0,49 0,08

6

Vapores Org~nicos c.a 0,02

..

.

.

.

. .

. .

. .

. . . .

. .

. . . .

.

. .

.

. .

.

.

. . . . .

Tabela 1 - [omposi~~o do blr n~o poluido (Baseado no ar

naturaL, o

vegetativo e

[02 entrou na atmosfera da terra peLo decaimento

a oxidaç~o do metano atmosférico, e é removido peLa fotossintese e peLa sua dissoluç~o na H~O. Essas fontes e sorvedouros naturais de [02 balancearam, este, em milhares

de anos para resuLtar na concentraç~o de [O~ atmosférico em aproximadamente de 200 250 ppm em volume. figura 2 mostra o cicLo de [02 •

Estoque na Atmosfera

ir

'"'~

rr

J1....

Respiração c / /

decaimento _{do Oceano}Liberação

ir

~

~

Figura 2 - Ciclo do [02 (10).

Por causa da baixa velocidade de reaç~o e remoç~o

8

a sua concentraç~o tem aumentado nestes óltimos 200 anos, chegando aproximadamente a 335ppm em volume, com concentrações projetadas

de 400 - 500 ppm.

Segundo alguns

para os

autores o

próximos 50 anos na faixa

aumento da concentraç~o

de [O~ na atmosfera acarretaria em um

éd . d t l f "

do.

m la a erra pe o enomeno e el o

e 15).

aumento da temperatura estufa" (11,12,13,14

O fenomeno~ ~o I/e elto estu a,f . f ,I que é provocado pelo aumento do teor médio de diÓxido de carbono, na atmosfera, causa maior absorç~o de energia radiante no infra-vermelho. Da energia solar que atinge a Terra, uma parte é refletida por esta, voltando ao espaçoj outra absorvida pela atmosfera (gases, poeira, agua) e o restante é absorvido na superficie da Terra, aquecendo-a. Por sua vez a Terra irradia (reflete), para o espaço, através do infra-vermelho a energia recebida. O [02 e H20 da atmosfera absorvem parte

desta energia irradiada da superficie e a reemitem de volta. Este fato é chamado de efeito estufa, explicando o por quê do aumento da temperatura da superficie da Terra pelo aumento da éoncentração de (02 atmosférico.

Mas, esta explicaç~o é muito si~plista, j

a

sendo feitos, e muitas teorias est~o sendo levantadas e

est~o ainda em discus~o sobre au~ento de te~peratura da

terra Dados experimentais do aumento de concentraç~o de e do aumento de temperatura na lerra, est~o

constantemente colocadas em discus~o e checados.

11.3 - Determinaç~o de Di6xido de Carbono

A an.Hise de dióxido de Carbono esta relacionada com uma variedade enorme de objetivos e, dependendo destes, temos uma faixa muito grande de concentrações a serem determinadas

determinações.

e, consequentemente, de métodos de

Segundo os métodos oficiais de anàlise da A O A C (Association of Official Analytical Chemists)(15) e Meites (16) encontramos os métodos de determinaçilo de dióxido de carbono resumidos na tabela

l.

Os métodos citados na tabela 2, s~o utilizados para determinaç~o de dióxido de carbono em macro escala, ou variações de volume e massa na faixa de percentagem, e

titulações v?lumétricas com titulantes com concentrações da ordem de 10-1 _M.

Além disso, existem muitos outros.- trabalhos na literatura para a determinaç~o de diÓxido de carbono com uma infinidade de objetivos; temos entilo, por titulaç~o de

Produto

materiais aLcaLinos Ca.O

formuLaç~o

de pesticida "Bordeaux"

fermento em pó

vinho

misturas de gases conhecidos

anaLise cLinica

anaLise de minérios que contenham carbonato

petróLeo lique-feito

Hétodo

~nalitico

aLcaLimetro de Knorr

absorç~o em ascarite

( 9r a vi met r i a )

absorç~o em "soda-Lime" (gravimetria)

gasometria

manométrica

tituLaç~o

voLumétrica

Orsat (voLume)

manométrica

absorção em ascarite (gravimetria) tituLação voLumétrica

tituLação voLumétrica

Faixa de Concentraç::!lo

10

Referência

16

16

16,20

16;17,18,19

15

15

15

15

analise de H;õ!O e esgoto

..." .. absorç~o em

Ba(OH);õ! 15

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

Tabela 2-Determinaç:~o de dióxido de carbono, segundo ~ O ~ C

potenciometria (22, 23, 24 e 25); coulometria (26); absorç~o

no infra-vermelho (27) ; _{e s p e c t r o me t " i a de massa (28);}

cromatograf ia gasosa (29) ; turbidiometria ( 30 ) ; condutometria e outros (31, 32 e 33).

~ importáncia malor na determinaç~o de dióxido de carbono esta nas analises ambientais.

Mesmo em analise ambientaL temos uma faixa muito grande de concentrações. Podemos ter, ent~o, dois tipos de analise ambiental: ~nalise de ar atmosférico e analise do ar de ambiente de trabalho.

11.3.1 -~nalise de Dióxido de Carbono no ~r ~tmosférico

o

poluente (34), a necessidade de sua monitoraç~o ocorre primeiramente como uma medida suporte para determinar a

relaç~o de emiss~o ou como um acompanhamento do processo.

Sistemas comerciais para avaliaç~o de s~o o inf ra-vermelho n~o dispersivo (35).

Existem poucas publicaçêles sobre medidas de dióxido de carbono em areas urbanas (34).

o

(Ohio) (34). Rs contribuiç~es de fontes naturais de di6xido 12

de Carbono s~o significantes em areas urbanas.

11.3.2 -Trabalho

Rnalise de

R analise

Di6xido

de dióxido

de Carbono

de carbono

em Rmbiente

em ambiente de

de trabalho é muito importante, por ser este um gas asfixiante.

o

substâncias orgânicas. Ele é usado principalmente na manufatura de outros produtos quimicos, tais como metanol e uréia. O dióxido de carbono é encontrado na fabricaç~o e

preservaç~o de bens pereciveis, na fabricaç~o de bebidas, na indústria de petróleo, no arco de solda e em aerossóis.

Efeitos agudos por inalaç~o de altas concentrações de di6xido de carbono podem causar um aumento na frequência respirat6ria, dispnéia, dor de cabeça, e pode chegar à perda de consciência e, eventualmente, à morte por asfixia (36). Exposições crônicas a baixas concentrações podem causar "stress" e mudanças emocionais, tais como aumento de irritabilidade, dor de cabeça, problemas de vis~o, etc. Exercicios fisicos podem também contribuir para piorar os sintomas, pOiS aumentam a frequência respiratória, a qual por sua

inalado.

Por este motivo existem limites de exposiç~o, TLV

"Rmerican Conference of (Threshold Limit

recomendados pela

Value) , para dióxido de carbono, Governmental

i-lverage)

Industrial Higienists (RCGIH)" que s~o:

TLV - TWR (Threshold Limit Value - 1ime Weighted 5.000 ppm (9.000 mg/m3 _{) ;} limite de tolerância da

concentraç~o maxima permitida, dada pela media ponderada em um intervalo de tempo de 8 horas.

TLV - STEL (Thereshold Limit Value - Short 1erm Exposure Limit) 15.000ppm (27.000 mg/m3): limite de tolerância da concentraç~o dada pela média ponderada por um intervalo de tempo de 15 minutos, o qual n~o devera ser excedido nenhuma vez durante o periodo de trabalho, quando a

concentraç~o estiver no TLV - TWR e n~o devera se repetir mais do que quatro vezes por dia,

minutos.

em um intervalo de 60

1oler~ncia), para 48 horas/semana

e

Pela legislaç:~o brasileira o Lf (Limite de

3.900 ppm ou 7.020 mg/m3 _, este valor

e

a ser o limite para 40 horas semanais (37).

O método recomendado para analise de dióxido de carbono em ambientes de trabalho pela NIOSH (National Institute for Ocupational Safety and Health) (38), vem a ser a coleta de amostras em sacos e sua post~rior analise em

laboratório por cromatografia condutividade térmica. R faixa

a gas e de trabalho

detector

é de 2.270 de

a

Outro método

avaliaç~o, e que possui

também utilizado para uma primeira uma menor precis~o e exatid~o, s~o

14

os tubos de amostragem colorimétricos (39), que podem ser

adaptados a uma bomba manual, individual.

ou bomba de amostragem

Para uma faixa de 0.01 a 0,3 \ , o fabricante recomenda para a bomba manual, 10 bombadas com erro relativo de 10 a 15\j para concentraç~es de 0,1 a 1,2\ com 5 bombadas o erro relativo é de 0,5 a 6\.

O principio de medida é o comprimento que ocorre a mudança de cor de branco para violeta de um tubo calibrado para concentrações. ~ reaç~o envolvida é:

c r l _ t : . . _ t ... I o l . t .

c o m I n d t c a d o r d . r . d O H

NH2 _ NH.COOH

11. 4 -~ETOD02_-º-UER~ç:RO DE G~SES E V~PORES DE Cº~~EN.l.R~RO

(Q.~(t:!~(..I D~ E SI STEH~S DE DILUI ç:RO.

11.4.1 - Sistema de Di~~o de Gases

mostrado na Um

laboratório é

esquema simples que pode figura 3.

ser montado

O

Ar

Válvula

Gás

Válvula

Controle de Pressão

Oriflcio

Figura 3 - Diluiç~o de Gases, Utilizando Orificios Criticos ( 4 0 ) .

Saltzman (40) descreveu vàrios sistemas de

diluiç~o entre eles o da figura 4.

t

Cotabish (40), montou um sistema como mostrado na 16

figura 5 para compensar a press~o que mais tarde foi patenteado por Mase.

Medidor de Fluxo do Ar

Medidor de Fluxo de Ar

Ar - - .

GAs

Compensador Pressão

_ Amoslra Mistura

Garrafa MiSiuradora

Figura 5 - Sistema de Diluiç~o de Cotabish (40)

Outros sistemas como bombas misturadoras e diluidoras podem ser encontradas no comércio, e cobrem uma

grande faixa de diluiç~o (40).

de Vapores e

de Gases

_{=----==----'-....::.J=-=---==-=-_-=..;=_}

Métodos 11.4.2

11.4.2.1 - Sistemas Estáticos

-Os sistemas estáticos de produç~o de atmosféras

padr~es, consistem na introduç~o de uma pequena quantidade conhecida de contaminante em um recipiente de volume conhecido. O gás ou o vapor, se difundem homogeneamente no interior do recipiente e se conhecermos condições de

operaç~o (press~o e temperatura) e as caracteristicas do composto (peso molecular e densidade), temos uma

concentraç~o conhecida do contaminante.

O recipiente poderá ser rigido, flexivel ou cilindro calibrado de pist~o.

11.4.2.1.1 - Recipientes Flexiveis

• "o.m..

m~

;;I

-~

",",,"

\~./

\

/ Í

Gá~

Diluente

Figura 6 - Sistema Est~tico para Geração de Gases ou Vapores de Concentração Conhecida - Recipiente Flexivel (41)

18

Ih misturas podem ser preparadas em sacos

pl~sticos, geralmente aluminizado.

em "TeflonR ", e "MylarRII

vezes para é, então, "wet" ou

o

e,

remover contaminantes residuais.

O

figura 6.

introduzido, por um dos metodos mostrados na

mistura de calibração deve ser usada imediatamente, pOlS a concentração inicial frequentemente decai com o tempo, (permeação)j o decaimento sera menor se o saco plastico

descrito.

11.4.2.1.2 - ~~cipientes Rigidos

GeraLmente s~o utiLizados ~arrafões ou frascos de vidro, podendo ser tambêm recipientes de plasticos ou metal desde que as interações com os gases contaminantes sejam negLigenciaveis.

o

O

purgado com ar puro, para remover qualquer residuo de contaminante; a seguir, este é injetado; diretamente no frasco através de um septo de borracha.

Injetor de Conlaminante

Válvula

Gás Diluente

rv_--L...-'-,o:.Mistura

Gasosa

Recipiente de Volume Conhecido

Figura· Recipiento R(gido

Figura 7 - Sistema Estatico para Geraç~o de Gases e Vapores de Concentraç~o

Conhecida - Recipiente Rigido com

Os gases e vapores s~o misturados por um agitador

20

mecânico ou barra magnética (41).

Rlgumas modificaç~es foram feitas para remover amostras sem que haja um grande efeito de ou

variaç~o de press~o dentro do frasco.

Na figura 6, tem-se frascos e~ série para reduzir o efeito da diluiç~o quando a amostra é retirada.

Gás Diluenle

Figura 8 - Sistema Estatico para Geraç~o de Gases e Vapores de Concentraç~o

Conhecida - Recipientes Rigidos em Série (41)

Para se retirar uma mostra de um recipiente rigido sem causar efeito de diluiç~o ou queda de press~o interna, pode-se usar também um artificio, coloca-se um bal~o dentro do recipiente

figura 9.

Antes de

Remover Durante

Figura 9 - Sistema Estático para Geraç~o de de Gases e Vapores de Concentraç~o

Conhecida - Recipiente Rigido com BaLilo (41)

11.4.2.1.3 - Çi~~ndf~ Calibrado com Pist~o

~ figura 10, ilustra um frasco com pist~oj o

contaminante é introduzido através da abertura, e o pist~o é acionado até o volume desejado, e espera-se cerca de 15 minutos para a mistura se compLetar.

CIlindro Calibrado

Figura 10 - Cilindro de Pist~o para Geraç~o de Gases e Vapores

Conhecida (41)

11.4.2.2 - Sistemas Dinâmicos

22

Nos sistemas dinâmicos, o fluxo de ar e o ·fluxo dos contaminantes s~o cuidadosamente controlados para produzir uma raz~o de diluiç~o conhecida. Sistemas dinâmicos oferecem uma continua produç~oda mistura.

Os

vapo r.

e

11.4.2.2.1 Conhecida-_.._._._0 __._ _

Quando o contaminante

e

vaporizaç~o, e a quantidade de liquido a ser vaporizada precisa ser constante e conhecida. \.

Entre os sistemas mais utilizados temos;

injeç~o com bomba infusora - press~o de vapor

tubo de permeaç~o

- celas de difus~o

- eletrólise

11.4.2.2.1.1

Os gases e os liquidas, podem ser introduzidos em uma corrente continua de gas por dosificador mecânico, injetores e bombas de injeç~o.

c

geraç~o de atmosferas dinâmicas s~o as bombas de

continuas. Podem ser utilizadas para gases ou liquidas. Na figura

bomba infusora.

1'1, temos um sistema de com

11.4.2.2.1.2 - Press~o de Vapor (41.L__~~-l_

24

R

e

R

12.

se obter a concentraç~o desejada, veja figura

FILTRO

Banho de Temperatura Constante

Figura 12 - Sistema dinâmico de Geraç~o de Vapor de Concentraç~o

conhecida-Press~o de Vapor (41).

R quantidade de liquido evaporado dependera de varios fatores: a temperatura do liquido, seu ponto de

o

de de atmosfera controLada para baixas

concentrações. Consiste em um p e queri o r:i Li n d r o construido geraLmente de "TefLonR _{" de diferentes espessuras e}

comprimentos, fechados em ambas as extremidades por esferas de vidro ou tampas do mesmo materiaL; dentro desses tubos estâ encerrado um gâs Liquefeito ou Liquido que pode ser introduzido por esfriamento, por press~o ou os dois métodos combinados e podem ser construidos em Laboratório ou comprados no comércio. Na figura 13, temos um sistema de

geraç~o ce atmosfera usando tubo de permeaç~o.

Sarda

Ar diluente

Serpentina de Resfriamento

Tubo de Permeação

l:lanho de Temperatura Constante

Rotametrc

11.4.2.2.1.4 - Celas de Difus~o (42, 44, 45 e 46)

26

Os

Sarda de

Ar

Entrada de Ar

Figura 14 - Sistema Dinâmico de Geraç~o de Vapor de Concentraç~o Conhecida-CeLa de Difus~o (41)

Muitos gases como a arsenamlna, ozônio, cloro, dióxido de nitrogênio, etano, etc, podem ser produzidos em laboratório por procedimentos eletroliticos. ~ eletrólise de

potencial entre eletrodos mergulhados nesta soluç~o. Esta diferença de potencial diretamente proporcional à

quantidade de gàs liberado em cada eletrodo, que pode ser

misturado com um gàs de produzindo uma

concentraç~o conhecida da mistura. Na figura 15 encontra-se um esquema para a geraç~o de gàs por eletr6lise.

Vidro Poroso

· o o·

.. ' . • o .

· o a"'

• . - o .

. . o ~:.

· o <>-'

• • • •Q o.· ...-.- - - - r i n - - - '

..

Mistura TestA

Figura 15 - Sistema Dinâmico de Geraç~o de Vapor de [oncentaç~o Conhecida-Eletr6lise (42)

I I . 4 . 2 . 2 . 1 . 6 - Rea_lt..~o Quimi c a (42)

Em um sistema de geraç~o de gas por reaç~o quimica

é necessàrio que esta seja quantitativa e que os produtos da

Método

estatica

faixa de

concent.

10ppm -5\

VoLume da

mistura teste

10\ do

volume da

Press~o de

operaç~o

( 1

CompLexidade do sistema e

custo de

inst aLaç'~ o

Baixo

.~plicaçeles

gases e

vapores

...

.

.

.

.

.

.

.

.

.

dinâmica

difus~o 0,1-500ppm muito grande :: 1 Médio

liquidas

muito volãteis

...

.

injeç::Jo 1ppm-0,1\ grande ) 1

Médio a alto

liquidas volâ~eis e gases

.

.

.

.

.

muito

permeaç::Jo 50ppm-200ppm grande ::: 1 Médio'

gases

liquefeitos

...

.

.

press~o

de vapor 5ppm-10\ grande ) 1

Baixo médio

,liquidas em geral

" " " " " " " " " " " .. " .. " " " .. " " " "

.

.

.

.

. .

..

..

..

.

.

.

.

.

.

.

.

..

.

.

.

.

.

Tabela 3 - Resumo das caracteristicas principais de sistemas de atmosféras controladas ~7)

N

tabela 3 que resume as características principais dos sistemas de atmosferas controladas.

11.5 - METODOS DE

DE

Quando, por algum motivo, n~o é possivel se fazer a medida de concentraç~o atmosférica de um contaminante diretamente no local contaminado, uma amostra da atmosfera pode ser colhida e analisada em laboratório. ~ escoLha do método para

probLema e

uma apLicaç~o particuLar depende da natureza do das faciLidades tecnicas encontradas. Dois tipos de procedimento de coLeta de amostras s~o usados. Uma amostra totaL, na quaL a amostra coLetada incLui o ar, e uma amostra seLetiva, na quaL aLgum procedimento é usado para separar e se reter uma parte da amostra, a quaL contém a substância que se tem interesse em anaLisar.

~s amostras totais ou seLetivas também podem ser cLassif icadas em instantâneas e integradas no tempo. Ih

amostras instantâneas s~o aqueLas que representam a

concentraç~o do contaminante naqueLe exato momento e

I I . 5 . 1 - J:lmo st r a To tal

11.5.1.1 - J:lmostra Instantânea

~mostras instantaneas de gases podem ser coletadas em frascos rigid05 de vidro ou metaL ou sacos de plâstico

30

que podem ser poLietileno, SaranR , _e

revestidas com aluminio,em voLumes de até 120 Litros. ~

amostra é introduzida em um baL~o, manualmente ou com uma bomba movida a bateria, e tubos coLetores de pyrexR _{de até}

300 ml de capacidade, os quais podem ser despressurizados em Laborat6rio e abertos no LocaL a ser amostrado.

Frascos de vidro ou metaL que n~o possam ser despressurizados, podem ser preenchidos com uma bomba ou um sistema de vasos comunicantes através de uma solução não interferente do contaminante a ser analisado.

~ aparelhagem descrita para amostras instantâneas podem ser utiLizadas, se o f Luxo for Limitado a vaLores

t~o pequenos, que a coleta da amostra ocorre continuamente durante um intervalo de até 8 horas. ~ veLocidade de fluxo da amostra em um frasco despressurizado depende da diferença

integradas no tempo em longos periodos, v~lvulas especiais

s~o utilizadas para manter o fluxo constante. Dois métodos para manter a velocidade de coLeta de amostra constante foram descritos: um que depende das caracteristicas do orificio critico (47), e o outro que usa uma v~lvula de controle de f Luxo variavel (47).

11.5.2 - i=lmostra

Em uma

Seletiva

coleta de amostra seLetiva somente uma parte dos contaminantes s~o coletados, ou seja, parte que inclui os componentes que se quer medir. Certos sistemas coletam todos os componentes atmosféricos que têm alguma propriedade em comum, como condensaç~o em uma certa temperatura ou absorç~o em certas substâncias. Os sistemas de • t raps H quimicos s~o usados para absorver aqueles

componentes que possuam alguma reaç~o qulmica em comum.

O método de coleta de amostra seletiva pOSSUl

algumas vantagens, como a reduç~o dr~stica do volume retido, ia que os gases encontrad~s na atmosfera n~o s~o coletados e

o contaminante interessado concentrado, o que é

interessante para a determinaç~o analitica.

Porém, estas técnicas introduzem um nqmero de fontes de erros como: reações quimicas nos sistemas de

quantidades, interessados.

retenç~o incompleta dos contaminantes

32

11.5.2.1 - Rmostra Instantânea

Neste caso, pode se usar um frasco rigido de vidro despressurizado, com um reagente quimico ou absorvente que interage com um contaminante de interesse que deve ser analisado em Laboratório pela técnica analítica mais recomendada.

Rs amostras integradas pelo tempo de um gâs ou vapor s~o coletadas em frascos lavadores, absorvedores ou

condensaç~oj

"impinger"j por sólidos (carv~o

etclo

"trapping" de

ativo, carbosieve 8, silica

em adsorventes gel, alumina,

pela press~o do vapor do solvente e da substância que está sendo coletada. R eficiência de absorç~o é também dependente da concentraç~o do contaminante a ser analisado na mistura.

Ro invés de um soLvente em um "impinger" ou frasco

soluç~o a qual reagirá com um lavador, pode-se

contaminante de

colocar uma

interesse. R possibi Lidade de perda por

evaporaç~o é menor, pois frequentemente o produto da reaç~o

e

Çj coleta de amostra por condensaç~o envolve a

passagem de gàs atmosférico através de um "trapping" mantido a baixa temperatura, na qual substâncias orgânicas dever~o

condensar e serem retidas. Porém, a eficiência de coleta de um unico "trap" geralmente pobre e depende das propriedad,es

interessados.

34

R adsorç~o de gases em s6lido é um fenômeno hâ

mui to tempo conhecido. Durante a 1a. Gerra Mundial filtros de carv~o ativo eram utilizados como proteç~o para gases de guerra.

Existem dois processos principais pelos quais 05 gases s~o retidos em um s6lido. O primeiro é adsorç~o fisica por forças de "Van der Waals", e a

valência. Um número muito a quemiosorç~o,

grande de adsorventes por seguros

s~o

eles na qual

é preso um gâs

na qual segunda é

forças de

s6lidos s~o usados. Os tubos de adsorç~o mais utilizados s~o

os de carv~o ativo, para uma infinidade de compostos

orgânicos.

Substância

a ser determinada

a c rl'Lo ní t ri La

amlnas aromáticas

Rdsorvente

carbosleve 8

siLíca geL

Eluente

metanoL

etanol

formaLdeido

dióxido de enxofre

nitrogLicerina

aLumina

peneIra moLecuLar

tenax GC

1\ de metanol em água

etanoL

..._{.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..} .._.. .._..

111 -

36

111.1 -

Plguns estudos da titulaç~o potenciometrica de NaOH e carbonato com âcido cloridrico foram publicados. Rossotti-Rossotti (48) ao publicar um trabalho sobre titulações potenciometricas usando o metodo grâfico de Gran, discutiu os devios de linearidade e n~o coincidência dos dois ramos da curva de Gran

11.

ramos, segundo ele, ocorria devido à impurificaç~o do NaOH. Rlmgren (49) determinou a impureza de carbonato em hidrÓxido de niquel em baterias Ni-Fe que possulam aproximadamente 80\ em hidróxido de niquel com grafite e como impureza sufato de bârio e carbonato de niquelo Com um eletrodo de membrana para dióxido de carbono, utilizando a extrapolação do metodo grafico de Gran em comparação com o metodo gravimetrico, foram feitas analises entre 3,7\ de carbonato com um desvio de 0,1\ a 1,8\ com um desvio de

publicou um carbonato

[onvington em

potenciométrica

trabalho de hidr6xido de

neutralizaç~o,

de presença na

1978 (50)

titulaç~o

de

determinaç~o

utilizando a

usando o método gráfico da primeira derivada; o estudo foi concentrações iguais de OH- e carbonato e foram feito para

encontrados t rês máximos: o 10. cor respondendo a

neutralizaç~o do o 20. cor respondendo à conversão de

concentrações menores

a H~~ [O~~

M, o "o.

Que 0,01 conversão do

30. à

e o

máximo desaparece e o 20. é independente da concentração e da constante de dissociação.

E:.m outro trabaLho, Convington, em 1981 (51) efetuou a titulação potenciométrica diferenciaL de uma mistura de NaOH e Na:;>[O:5 com H[L, usando-se eletrodo de vidro, encontrando um terceiro máximo, Que não é detectado se adicionado etanoL ( f ração molar 0,2) ou terc-butanoL (fração moLar 0,1) , ou quando a temperatura for maior Que quando o gás hidrogênio é borbuLhado através da solução; ou quando usado eletrodo de gás hidrogênio ao invés de eletrodo de vidro. Ele concluiu que havia a formação das

espécies, formados em solução peLa baixa

velocidade de reação, e esse pico também não desaparece em titulações de 0,1 mol/l de NaOH + Na2 [03 na relação de

abaixo de 10\.

Roolvinsk em 1980 (52) utilizou um método por computador para determinação de carbonato lO-3M ) e

com erro 1\. pode ser aplicado para sais de

constantes de equilibrio desconhecidas

ácido dibásicos com

38

o

e

análise de di6xido de carbono, após sua absorç~o em NaOH e correspondente titulaç~o potenciometrica de neutralização com Hll utilizando-se o método gráfico de Gran 11. Mas antes de iniciarmos as análises de dióxido de carbono, resolvemos estudar melhor o sistema qulmico, carbonato e hidr6xido. Foram fei tas

uma mistura

várias titulações de NaOH

em várias contra H(l

concentrações de de concentraç~o

conhecida, tais que simulassem as concentrações obtidas com de carbono em hidróxido de s6dio; a soluç~o

também

de di6xido

titulações de NaOH isentas de carbonato

e

que simulassem o branco.

I I I . 1 . 2 - tLa_t~..!.._t~_L.!!

__

- frasco de polietiLeno de 80 mL - pipetas de 1,5,20,25 ml

- baLões volumétricos de 100,250,200,1000 ml - barra magnética de tefLonR

- agitador magnético

- pHmetro B 375 - micronal

- eletrodo de vidro combinado (eletr6lito K[l

3 , 0M)

- calxa de lsopor

- hidrÓxido de sódio 0,1M ( estoque) - acido cloridrico O/1M ( padronizado com

Na2CO:.~ (53))

- cloreto de s6dio SM (estoque) - carbonato de sÓdio 0,1M (estoque - cilindro de nitrogênio

R

- padrões de calibraç~o para pHmetro, de hidrogenoftalato O,OSM, pH 4,01 (25o ( ) , e de bÓrax O,01M, pH 9,18 (2So [ ) .

Foram preparadas soLuções de NaOH em torno de 10-;;", 10--4M a partir de uma soluç~o estoque aproximadamente O,1M. Uma aLiquota de 20,00 mL de cada uma dessas soLuções foi pipetada para um frasco de polietileno de aproximadamente 80 mL, contendo uma barra magnética de teflonR _{, a seguir adicionou-se também 5,00 ml de NaCl (S,OM)}

com uma pipeta, perfazendo um voLume total de 25,00 ml. Portanto temos como concentrações finais de hidrÓxido de sódio aproximadamente O,8.10-:.l, O,8.10<~, O,8.10-4 _M

40

brancos, que s~o titulados, sob uma atmosfera de nitrogênio, contra HCl de concentrações, respectivamente 0,9700.10-1 _,

0,9700.10-2 _{, O,9700.10-}3 _M.

Foram preparadas, da mesma maneira, soluções de NaOH em torno de 0,8.10-2 _{, 0,8.10-}3 _, O,8.10-4

M

uma soluç~o estoque de aproximadamente O,lM impurificadas com carbonato de s6dio.

Em um frasco de polietileno de aproximadamente 80

ml s~o pipetados 20,00 ml destas soluções juntamente com

( 5,OM ), perfazendo o volume

de sódio 5,00 ml de cloreto

total de 25,00 ml.

~s concentrações finais em NaOH s~o as mesmas que as do "branco", descritas acima, só que impurificadas com o

para l,OM em cloreto de s6dio; HCl, 0,9700.10-1 _{, 0,9700.10-}2 _,

força iônica titulados com

concentrações da tabela 5 e ajustado a foram também O,9700.10'--3 _M,

experi-ência H

[OH-)

H H

[OH-)/(CO~~-)

...

3.3 3.2 3.1 3.0

0,9700.10-3

2,110.10-6

0,80.10-4 _3,840.10-6

2, " "O. 1 O-:s

3,840.10-:s

38 21

3,8 2,1

2.4 3,840.10-6- 211

2.3 2,110.10-:s 38

2.2 0,9700.10-2 _{0,80.10-~ 3,840.10-:s 21}

2.1 2,110.10-4 _3,8

2.0 3,840.10-4 _2,1

1.4

1 .3

1 .2

1 . 1

0,9700.10-1

3,840.10-:s 2,110.10-4

0,80.10-2 _3,840.10-4

2,110.10-3

211 38 21

3,8

..." ..

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

Tabela 5 Experiências realizadas. Titulaçêles de

neutralizaç~o da mistura OH- + C03~- com HCL e seus

111.1.5 - Câlculos

42

adicionado a mistura•..• .. _ .• _ . •.•. _ •• __ _ .. _ . _ ..• _ _ F ' __ ' _ _ " ' _ '(amostra) .' _ " ' _ " _ ' _ ' _ " ' _ ' _ '

R concentrac;~o de NaOH do branco e de NaOH da

mistura (NaOH + Na2 (03 )

e

H[ l , o volume da soluc;~o titulante do lado basico (V • . h • h )

do branco e da amostra (V •.h _ . ) no ponto de equivalência,

dever~o apresentar o mesmo valor, desde que haja

interferência do carbonato, como na figura 16.

Titulac;~o potenciomêtrica de neutr.alizac;~o do branco (NaOH) e da amostra (NaOH e carbonato) contra H[L.

~ concentrac;~o

IguaIs aonde:

de NaOH do branco e da amostra s~o

V•. h • • : voLume da soLuC;~o titulante do Lado

basico da amostra no ponto de equivaLência (mL)

V._h_h: voLume da soluC;~o tituLante do Lado basico

do branco no ponto de equivaLência (mL).

V., •. h: vo\ume da soLuC;~o tituLante do Lado acido do branco no ponto de equivalência (mL).

branco

o Amostra

\

O

\

O

\

O

\

O

\

O

\

O

\

\0

\

O

\

O

\

/ / / 0

/0 /0 /0

/0 /

/0

/0

/0

/

F' 9

Figura 16 - Titulaç~o potenciometrica de

Neutralizaç~o do Branco (NaOH) e da Rmostra (NaOH + C03 2 - ) com

HCl. Rs Concentrações de OH- da Rmostra e do Branco s~o iguais. R diferença entre os volumes da soluç~o titulante

do lado acido do branco e da amostra no ponto de equivalência,

v•.•.•

e

carbonato dissolvido na mistura, (48).

segundo Rossotti-Rossotti

o

ponto de equivalência

e:

- [ OH- ): concentra~~o de ion hidróxido (M) - [ [03 - 2 ) : concentraç~o de ion carbonato (M)

- [ H+ ): concentraç~o de ion hidrogênio (M) - V: voLume do tituLado tmL)

[amo se tituLou um branco e uma mistura de OH-+ temos para o branco:

V...b

=

.

.Y-.

[ H"· )

- [ OH- Jb : concentraç~o do ion hidróxido (M) do

branco

- [ [03 - 2 )b: concentraç~o do ion carbonato (M) do

branco (como impureza da soLuç~o de NaOH)

e para a amostra:

acido da

amostra.

- [ C03 - 2 l.: concentraç~o do lon carbonato eM)

da amostra.

~ variaç~o entre o voLume da soLuç~o tituLante do amostra e do branco no ponto de equivaLência proporcionaL a concentraç~o dos lons carbonato da amostra:

- ([ OH- lti + 2 [ C0_{3 2.-} ~_~

( H+ l

considerando-se [ OH- l .. = [ OH- ]b temos

V•.•.• -

v

[

variaç~o do voLume titulante da reta âcida da amostra e do branco no ponto de

111.1.5.2 - Calculo da Funç~o de Gran

titulante no ponto de equivalência.

II e do Volume 46

~ funç~o de Gran 11 (1), foi desenvolvida a partir da equaç~o de Nernst, que pode ser simplificada da seguinte maneira:

E = E'o + E_J +

onde:

RT log [H"'J nF

E'o

EJ : potencial de junç~o liquida (mV).

R

T temperatura absoLuta (K).

n: número de eLétrons envolvidos no equilibrio.

F : constante de Faraday.

Se

E'o

base deéimaL e levarmos em conta os valores numéricos de R

e F e considerando-se como padr~o à temperatura chega-se a equaç~o:

E = k +

º__

n

pH = E - k

O,0581/n

No método grafico de Gran 11, é feito a correç~o

de volume. Para o lado basico temos:

Fg

=

V

Vo + V

e para o lado acido temos:

F'g

=

v

Vo = volume inicial titulado (mL)

Esta express~o foi por nós calculada com uma

màquina calculadora HP 11 passos que se seguem:

9 PIR

f CLEI=lR PRGM UfL I=l

25

+

25

X ~ _~ y

10"

X

9 RTN

g PIR

48

~p6s o câLcuLo da funç~o de Gran 11; para cada par

de pontos ( voLume do tituLante adicionado e pH},é traçada a "reta bàsica" e a "reta àcida" a partir dos pontos que est~o

dispostos Linearmente por observaç~o do gráfico (Fg X VoLume tituLado); ou através do càLcuLo do voLume da soLuç~o

tituLante no ponto do equivaLente a cada par de pontos (Fg X VoLume tituLado), como pode ser visto na tabeLa 6. Quando os

faciLmente notado peLa tabeLa 6, pois n~o

repetibiLidade do voLume da soLuç~o tituLante equivaLência.

pontos começam a se afastar da Linearidade, pode ser se tem mals no ponto de

càLcuLo de correLaç~o Linear

~p6s a escoLha dos Linearmente é ent~o feito o

pontos que est~o dispostos

por um programa da HP11c, e por dois partir deLe, é traçada a reta.

Volume do Titulante

(mL)

PH V••b • •

(mL) e .. 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 0,900 1,000 1,100 1,200 1,300 1,400 1,500 1,600 1 ,700 1,800 2,000 2,200 2,400 2,600 2,800 3,000 3,200 3,400 3,600 3,800 3,900 4,000 4,100 4,200 4,300 4,400 4,500 4,600 4,700 4,800 4,900 5,000 11,851 11,830 11,807 11,782 11,755 11,728 11,697 11,664 11,630 11,592 11,550 11,503 11,452 11,395 11,326 11,248 11 ,153 11,034 10,878 10,427 9,945 9,561 9,138 8,287 6,781 6,257 5,838 5,250 3,439 3,129 2,950 2,821 2,726 2,696 2,581 2,524 2,474 2,430 2,390 2,353 2,321 7,096 6,788 6,463 6,126 5,780 5,453 5,097 4,742 4,402 4,049 3,690 3,324 2,967 2,612 2,237 1,876 1,513 1 ,157 0,8095 0,2886 0,0958 F'g 0,0016 0,0064 0,4192 0,8589 1,305 1,757 2,195 2,648 3,086 3,530 3,975 4,444 4,856 5,306 5,730 2,30 2,24 2,20 2,16 2,15 2,13 2,11 2,10 2,10 2,09 2,08 2,07 2,06 2,06 2,05 2,04 2,04 2,04 2,09 2,08 V... (mL) 3,68 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 3,69 3,65 ... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

....

Tabela 6 - Calculo da funç~o de Gran lI, do volume da

soluç~o titulante do lado basico da amostra (V •.b . . . ) e do

volume da soluça~ titulante do lado acido da amostra(V ... ).

Fg = 10+1 1+p H • ~j F'g = 10+3 _{- p H ~}

V_o Vo

[OH-) = O,80.10-2 M; [H+)= O,9700.10-1 M; _[C0

3 2-)=

111.1.6 - Dados Experimentais e Discuss~o dos Resultados

50

~s tabelas 7, 8 e 8, resumem os dados das titulações feitas para as amostras e brancos, em diversas concentrações de NaOH, de carbonato e de ~cido clor1drico, e faz uma comparaç~o entre os volumes da soluç~o titulante da reta basica e da reta ~cida do branco e da amostra no ponto de equivalência.

Como podemos verificar pelas tabelas 7, 8 e 9,

gráficos 3, 4, 7, 8 e 11, as experiências 1.4 e 1.3; 2.4 e

2.3; e 3.3, o volume da soluç~o titulante do lado b~sico no ponto de equivalência da amostra e do branco s~o iguais, n~o

existindo portanto nenhuma interferência de 10ns carbonato na avaliaç~o da concentraç:~o de OH- livre. Isto se deve a relativa baixa concentraç~o de em relaç~o a concentraç~o de OH Quanto ao volume da soluç~o titulante do lado acido no ponto de equivalência, com relaç~o ao branco e

além dos

à amostra, estes s~o diferentes, ja que a amostra, 10ns hidroxila em igual concentraç~o ao do branco, também possui uma pequena concentraç~o de 10ns carbonato.

R

variaç~o do volume da soluç~o titulante do lado acido, em

relaç~o ao branco e ~ amostra, muito pequena como

de detecç~o,

hidróxido e

mantendo-se as carbonato ,tabelas

relações

7, 8

de concentrações de e 9. Percebe-se pelos valores encontrados, que qualquer de5vio em relaç~o a média, também fornece um coeficiente de variaç~o muito grande.

Nas experiências 1.1; 2.0 e 2.1; 3.0 e 3.'1, tabela realações de hidrÓxido e carbonato s~o 3,8; 2,' e

'lO, cUjas

3,8; 2,1 respectivamente, o volume da de

ficar mais claro, construiu-se a tabela 10 que titulante no

branco. Para

ponto de equivalencia n~o coincide com o do

resume estas observações.

Como se percebe pela tabela 10, a diferença entre os voLumes da soluç~o titulante no ponto equivalente da reta bàsica, do branco e da amostra ( V•.b • b - • • ) , é maior com a

diminuiç~o da concentraçilo de hidróxido de O,8.10-~M para

0,8.10-:3M e, finalmente,para O,8.10-4 _M,

tabela 10.

EXPERIENCUl 1.4 [CO:»-2] v... s (to (.L) 2,01 3,640.10-" 0,02

V...b • b

5

l.L)

2,02 0,02

.. V...b ...

s (.L) 0,01 0,03 v... 5 (.L) 2,03 0,01 v... s l.L) 2,02 0,01

.. V... _II

experill. s l.L> 0,01 0,01 .v ... c.lc. l.L) 0,02 , erro - 50 1 .3 1.2

1 . 1

2,110.10-"

3,640.10-"

2, 110 . 10- '" 2,33 0,01 2,40 0,01 2,03 0,01 2,33 O, 01 2,39 O,01 1,99 0,01 0,01 0,01 0,04 0,01 2,43 O,01 2,65 0,01 2,93 0,01 2,33 0,02 2,64 0,01 1,97 0,02 0,10 0,02 0,21 0,01 0,96 0,02 0,11 0,20 1,09 9,0 5,0 • 12 Tabela 7 amostra solul;lIo de NaCl ... ... ..

Comparaçllo dos volulles equivalentes da "reta bAsic." e d. "reta Acida" do branco e da

para uma mistura de 20,00 mL de NaOH (0,8.10-2 ) e carbonato, em vArias concentraç8es e uma

de 20,00 mL de NaOH (0,8.10-2 ) titulada com HCl (0,9700.10-'). Rjuste de força iônica com 5,0 mL

S,OM (concentraçllo na soluçlo final 1.JH).

Para cada experiência foram realizados 6 amostras e 6 brancos, os valores tabelados slo a

média aritmética desses 6 valores e o desvio padrlo da média (s).

... 2.4 3,84.10-" 1,91 O, 01 1,87 0,02 0,04 0,02 2,28 0,03 2,27 0,01 0,01 0,03

0,02 - 50

. . . o . . . .

2.3 2,11.10-0

1,94 0,03 1,95 0,01 0,01 0,03 2,38 0,01 2,30 0,01 0,08 0,01

O, 11 - 27

...

2.2 3,84.10-0

1,96 0,01 1,95 0,01 0,01 0,01 2,47 0,02 2,30 0,01 0,17 0,02

0,20 - 15

2. 1 2,11.10-"

2,00 0,01 1,89 0,01 O,11 0,01 3,18 0,01 2,21 0,04 0,97 0,04

1,09 - 11

2.0 3,84.10-" 2,37 0,03 2,26 0,02 O, 11 0,04 4,52 0,04 2,66 0,04 1,86 0,06

'1,98 - 6

: : : :: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :

'reta àcida' do branco e da

vàrias concentraç3es e uma

de força iônica COIn 5 mL de

Tabela 8

a",ostra solur;::lo NaC l 5/1

Comparaç:lo dos volumes equivalentes da 'reta bàsica' e da

para uma mistura de 20,00 mL de NaOH (0,8.10-3 _{) e carbonato, em}

de 20,00 mL de NaOH (0,8.10-3 ) titulada com HCl (O,9700.10-"l. ~iu~te

(concentraç:lo na soluç:lo final 1.0/'11.

Para cada experiência foram realizadas 6 amostras e 6 brancos, os valores tebelados s:lo a

media aritmetica desses 6 valores e o desvia padr:lo da media (s).

EXPERIENCIR 3.3 [CO,,-:lJ v... s (M) (mL) 1,19 2,110.10-· 0,03

V•.b .. _

S

( IILl

1,25

0,04

.. V...b . . . . .tio

s (IIL) 0,06 0,05 v... s (IILl 2,07 0,07 v...b s (mL) 2,14 0,01

. V b

expe rim. s (mL)

0,07

0,07

.. V b

cólIlc. (mLl 0,11 " erra - 36 3.2 3.1 3.0 3,840.10-" 2,110.10-:5 3,840.10-" 1,23 0,07 1,60 0,03 1,88 0,06 1,25 0,02 1,33 0,06 1,33 0,06 0,27 0,04 0,55 0,08 2,10 0,01 2,95 0,03 3,66 0,05 1,88 0,07 2,15 0,02 2,15 0,02 0,22 0,07 0,80 0,04 1,51 0,05 0,20 1,09 1,98 + 10 - 27 - 24 Tabela 9 amostra soluç:lo de NaCl ...

. . . .. o ..

Comparaç:lo dos volumes equivalentes da "reta b~sica" e da "reta ~cida" do branco e da

para uma mistura de 20,00 mL de NaOH (0,8.10-4 _{) e carbonato, em v~rias concentraçees e uma}

de 20,00 mL de NaOH (0,8.10-4 _{) titulada com H[l (0,9700.10-}3 _{) . ~iuste de força iônica com 5,0 mL}

S,OM (concentraç:lo na soluç:lo final 1.0M).

Para cada experiência foram realizadas 6 amostras e 6 brancas, as valores tabelados s:lo a

lIédia aritmética desses 6 valores e o desvia padr:lo da média (s).

0,0 e,o o· ·.m~tr.1.1 obranco 8,0 7,0 !l,0 4,0 3,0 2,0 o o 000

0 0 ° 0 0 . . . .

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 . . . . • .' o• •

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Branco [OH-]

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10,0

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I

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I

I

7,0,

6,0'

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2,0

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I

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o 1,0

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3,0 4,0 V(mU

100

o

Gràfico 2 Experiência 1.2 [OH-]

=

=

3 2 - ) = 3,840.10-4 M.

Branco [OH-)

=

=

~juste da força iônica a 1 , 0M de NaCl na soLução final.

Fg

=

p H - ; "

o 10.0

g,O

8,0 obranco

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8,0 9,0 10,0 V(mLI

1,0 e,o 5,0

•

•

.

11 00 . ·0

. o . o o o o • o . o • o • o

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. 0

Gràfico 3 - Experiência 1.3 (OH-) = OI8.10-~M; (H+)

=

O,9700.10-~M; (C03~-) = 21110.10-4 M.

Branco (OH-)

=

=

~juste da força iônica a 110M de NaCl na soluç~o

final.

Fg = 1ÜPH₊8 _{~_~~g_;}

=

58 pH 10,0 •••••••• •••••• 00 O O ·amostra1.4 obranco tO 8,0 7,0. 6,0, , 5,01 3,0\ 2,01

I,O!

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Grâfico 4 - Experiência 1.4 (OH-)

=

=

O,9700.10-1 _{M; (C03~-]}

=

Branco lOH-)

=

=

Rjuste da força iônica a 1,OM de Na[L na soLuç~o

finaL.

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800

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400

200

9pV(mL)

Graf ico 7 Experiência 2,3 [OH-)

=

=

O,S700.1ü-~M; [C03~-) = 3,840.10-~M,

Branco lOH-) = O,8.'10-3M; lH"]

=

~juste da força iônica a 1 , 0M de NaLl na soluç~o fInaL,

10"H·'"

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3,0

2,0

1,0

o

Gràf ico 9 Experiência 3.0 [OH-]

=

=

O,9700.10-3_{Mj [(0}

3 2 - ] = 3/840.10-~M.

Experiência 3.1 [OH-)

=

=

O,9700.10-3 _{M; [C0}

3 2 - ] = 2,110.10-5 M.

Branco [OH-] = O,8.10-4 _{M; [H+) = O,9700.10-}3 _M.

~juste da força Iônica a 1,OM de NaCl na soluç~o

final.

Fg = 10·>I~~7 _{~_.o_~} __.~or.L; = FI9 = 10-"ti-~,

64

pH

10,0

·branco ·amoatra3,2

8,0

7,0

6.0

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I

4,0 ~

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2,0

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gp

8,0 7,0

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•

4,0

3,0 2,0

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L:

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o

100 200

Grâfico 10 -Experiência 3.2 [OH-)

=

0,9700.10-~M; [C03~-] = 3,B40.10-6M.

Br a n c o [OH --]

=

=

~juste da força lonIca a 1 ,0M de NaCL na soLução

finaL.

Fg

=

₌

=