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GRAVIMETRIA

Determinação de cloro ativo em água sanitária

DISCENTES:

Camila Dias Bispo

Laís Gomes Fonseca

Láisa Sodré Silva

Lidiane Martins do Nascimento

Nayara Oliveira Pires

Suzana Silva Porto

Viviane Barbosa Rocha

Vitória da Conquista – BA

Outubro de 2011

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA – UFBAINSTITUTO MULDISCIPLINAR EM SAÚDE

CAMPUS ANÍSIO TEIXEIRA - VITÓRIA DA CONQUISTA/BA

1. Introdução

A análise gravimétrica caracteriza-se como um método analítico e

quantitativo, que consiste em operações para se determinar a quantidade de

massa de um constituinte original em uma amostra, por pesagem direta do

elemento puro e estável ou de um de seus derivados, cuja composição é bem

definida e conhecida. Por conseguinte, a massa do elemento pode ser

calculada a partir da fórmula do composto e das massas atômicas relativas aos

seus componentes (SKOOG, 2007) (MENDHAM, 2002).

Os métodos para a separação da massa de um constituinte podem

ocorrer por três maneiras: eletrodeposição, volatilização e precipitação. Na

gravimetria por eletrodeposição, ocorre a separação do analito pela deposição

em um eletrodo utilizando a corrente elétrica. Já a gravimetria por volatilização,

o analito é convertido a um gás de composição química conhecida, por meio do

isolamento dos outros constituintes da amostra. Por conseguinte na gravimetria

por precipitação, o analito se transforma em um precipitado pouco solúvel,

após a adição de um reagente precipitante à solução. Em seguida o precipitado

formado é filtrado, lavado para retirar as impurezas, sendo assim convertido a

um produto estável e de composição química conhecida, por meio da secagem

ou calcinação. Por fim, ocorre a pesagem (SKOOG, 2007).

Segundo Skoog et al., Existem fatores que determinam o tamanho das

partículas de precipitados. Os tamanhos das partículas de sólidos formados por

precipitação variam enormemente. Em um extremo estão as suspensões

coloidais, cujas minúsculas partículas são invisíveis a olho nu (10-7 a 10-4 cm

de diâmetro). Estas não apresentam tendência de decantar a partir de soluções

e não são facilmente filtradas. No outro extremo estão as partículas com

suspensão cristalina, onde as dimensões são da ordem de décimos de

milímetros ou maiores, sendo decantadas espontaneamente e facilmente

filtradas (SKOOG, 2007).

Os reagentes precipitantes são importantes na análise gravimétrica, pois

estes iram precipitar o componente que estará sendo analisado, para

posteriormente ocorrem os processos de filtração, lavagem aquecimento e

pesagem da massa. O AgNO3 é um exemplo de reagente seletivo, pois os

únicos íons que ele precipita em meio ácido são Br-, I-, SCN- e Cl-. Este último

representa o padrão utilizado na prática realizada no laboratório (SKOOG,

2007).

A determinação de Cl- ocorre por precipitação com o Ag+, representada

pela seguinte expressão:

Ag+ + Cl- AgCl(s)

Onde a massa de AgCl formada nos indica a quantidade de Cl- presente

na amostra (HARRIS, 2005).

Para se obter a validação dos métodos analíticos, deve-se ter

conhecimento e considerar os seguintes itens:

¬ Linearidade e faixa de aplicação

A linearidade é a capacidade do método de fornecer resultados

diretamente proporcionais e lineares à concentração da substância sob

investigação, dentro de uma faixa de aplicação (SKOOG, 2007).

¬ Precisão

Representa a dispersão de resultados nos ensaios repetidos,

independentes, de uma mesma amostra, amostra semelhante ou

padrões (MENDHAM, 2002).

¬ Exatidão

É o grau de concordância entre os resultados individuais encontrados e

um valor de referência aceito como verdadeiro (MENDHAN, 2002).

¬ Limite de detecção (LD)

O limite de detecção representa a menor concentração da substância

em exame que pode ser detectada, mas não necessariamente

quantificada (HARRIS, 2005).

O termo “água sanitária” define as soluções aquosas, a base de

hipoclorito de sódio ou cálcio com teor de cloro ativo entre 2,0% p/p a 2,5 p/p.

O pH máximo é de 13,5 para o produto puro e 11,5 para diluído a 1% (p/p). O

prazo de validade, por sua vez é de no máximo seis meses. Este produto

poderá conter apenas hidróxido de sódio ou cálcio, cloreto de sódio ou cálcio e

carbonato de sódio ou cálcio. Não é permitida adição de substâncias corantes,

detergentes e aromatizantes nas formulações (BRASIL, 1994). Apresenta-se

como um sal inorgânico de fórmula molecular NaOCl, massa molar 74,44 g

mol-1, densidade 1,07 - 1,14 g cm-3 (produto comercial), ponto de fusão 18°C

e ponto de ebulição 101°C. Tem como aparência um sólido branco e é

totalmente miscível em água (CARBOCLORO,2009).

O hipoclorito de sódio é usado diariamente na desinfecção,

branqueamento e limpeza das superfícies, utensílios, ambientes e tecidos em

geral, eliminando bactérias e germes, evitando assim o aparecimento de

doenças causadas por falta de higienização nos ambientes e objetos. Esse

produto também apresenta importante utilidade na indústria de alimentos, como

um meio de assepsia em frutas e legumes no ambiente, podendo ser utilizado

na forma de spray. O uso do cloro para o tratamento da água de consumo

humano é justificado em função do baixo custo, fácil aplicação e ação

antibacteriana em temperatura ambiente por tempo relativamente curto

(BRASIL, 2010).

O produto só pode ter sua comercialização autorizada, ser possuir o

registro na Associação Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Entretanto,

existem marcas clandestinas que não têm a permissão do Ministério da Saúde

para serem comercializados, pois podem apresentar um teor de cloro

informado pelo produto não condizente com o cloro ativo que de fato é

apresentado, não garantindo assim a eficácia suficiente para o consumidor

(ANVISA, 2009).

A concentração de cloro apresentada, quando em níveis menores que o

estabelecido pela legislação, fará com que o consumidor esteja comprando

água quase pura. Ao contrário, caso seja uma solução com cloro ativo muito

elevado, poderá levar a agravos a saúde, pois o cloro em excesso pode se

transformar em gás e entrar em contato com a pele e sistema respiratório

(BRASIL, 2010).

2. Objetivo

Determinação de cloro ativo em água sanitária.

3. Materiais e Métodos

3.1 Materiais

Vidrarias Reagentes EquipamentosOutros

Materiais

Proveta de 100mL; Água Sanitária Bomba à vácuo Papel filtro

Béquer de 500 mL Água destilada Estufa Pissete

Vidro de relógioÁcido Acético

diluído 1:3 (v/v)

Balança Analítica

Papel Alumínio

Balão Volumétrico de200 mL

HNO3 Conc., 0,01 M

Dessecador Bastão de vidro

Sistema de filtraçãocom Funil de Gooch

HCl diluídoAgitador

magnético

AgNO3 0,1 M

3.2. Métodos

Parte A: Preparo da amostra

1. Transferiu-se 100 mL da amostra para um balão volumétrico de 200 mL;

2. Transferiu-se 25 mL da solução preparada no item 1 para um béquer de 500mL;

3. Adicionou-se 50 mL da solução de KI 10 % no béquer, utilizando a proveta.

4. Adicionou-se ao béquer 100 mL de Ácido Acético 1:3.

Parte B: Precipitação

1. Mediu-se uma alíquota de 50 mL da amostra e colocou-a em béquer de 500 mL;

2. Dilui-se a amostra com 100 mL de água destilada;

3. Adicionou-se 0,5 mL de HNO3 concentrado, misturou-se e em seguida cobriu-se o béquer com vidro de relógio;

4. Forrou-se o béquer com papel alumínio e em seguida adicionou-se a solução 0,1M de nitrato de prata a frio, agitando constantemente;

5. Aqueceu-se essa solução do béquer a quase a ebulição, misturando constantemente;

6. Retirou-se o béquer do aquecimento e deixou o precipitado decantar;

7. Testou-se a completa precipitação do cloreto adicionando poucas gotas de solução de AgNO3 no liquido sobrenadante;

8. Deixou-se o béquer no escuro em repouso por 1 ou 2 horas;

9. Repetiu-se esse procedimento para o outro béquer.

Parte C: Lavagem e Filtração

1. Lavou-se o precipitado quatro a cinco vezes por decantação, com HNO3 0,01 M a frio e transferiu-se o precipitado para o funil de Gooch, previamente pesado;

2. Procedeu-se a filtração atentando-se para remover todo o precipitado retido no Gooch com HNO3 0,01 M;

3. Foi continuada a lavagem do precipitado agora no cadinho com a solução de lavagem (HNO3 0,01 M) até que o teste da presença dos íons prata fosse negativo. O teste é feito adicionando uma gota de ácido clorídrico diluído.

Parte D: Secagem e pesagem

1. Colocou-se o funil de Gooch contendo o precipitado por 1 hora na estufa a 110ºC;

2. Esfriou-se o funil em um dessecador e em seguida pesou-se;

3. Calculou-se a porcentagem de cloreto na amostra.

4. Resultados e Cálculos

A amostra constitui-se de hipoclorito de sódio (NaClO) e o cloro presente

encontra-se como ânion hipoclorito (ClO-).

NaClO → Na+ + ClO-

O cloro é capaz de reagir com o nitrato de prata, porém não consegue

reagir com o hipoclorito e fez-se necessário converter o cloro livre pela adição

de iodeto de potássio (KI):

ClO- + 2I- + 2H+ → Cl- + I2 + H2O

A adição do ácido acético catalisou a reação, e a solução adquiriu uma

cor avermelhada de maneira instantânea pela presença do iodo.

Para obter o precipitado adiciona-se o reagente AgNO3:

Cl-+AgNo3 → Agcl⇩

Para a determinação da massa de cloreto presente na amostra, utilizou-

se o seguinte cálculo:

Peso do papel filtro: 0,8898g

Peso do cadinho: 31,0431g

Peso do papel filtro com o precipitado: 3,6911

Peso do papel com o precipitado – peso do papel filtro: 3,6911 - 0,8898g =

2,8013g

AgCl → Ag+ + Cl-

143,5 ______ 35,5

2,8013 ______ x

x= 0,693 g de Cl-

É necessário multiplicar o resultado encontrado pelo fator diluição em

virtude das diluições realizadas.

Fator diluição= volume final_

volume inicial

Diluição 1 = 200/100= 2

Diluição 2= 150/25-6

Diluição 3= 100/50= 2

0, 693 x 2 x 6 x 2 = 16,632

Cálculo para determinar a quantidade de cloro ativo da amostra:

100 ml_____100%

16, 632_____x

X=16,63%

5. Discussão

A determinação do cloro ativo em água sanitária através do método

gravimétrico exigiu inicialmente o preparo da amostra. O processo ocorreu no

intuito de provocar a disponibilização dos íons cloreto. Para tanto ocorreu à

adição do KI (iodeto de potássio) que promoveu a oxirredução do hipoclorito,

para que assim na forma de cloreto, este pudesse reagir e formar o precipitado.

OCl- + 2I- + 2H+→Cl- + I2 + H2O

Esta reação de oxirredução foi acelerada com a adição de um

catalisador, o ácido acético.

O precipitado da reação é do tipo coloidal e como as suspensões

coloidais são estáveis e não coagulam espontaneamente, para a obtenção do

precipitado foi necessária a adição de HNO3 (Ácido Nítrico), que é uma

substância eletrolítica. O efeito líquido da adição de um eletrólito é, por

conseguinte, a redução da camada do contra íon. As partículas podem então

se aproximar mais uma das outras e sofrer aglomeração. (SKOOG, 2007). A

adição desta substância foi realizada na capela para evitar a volatilização da

mesma.

A adição do reagente precipitante, o AgNO3 (Nitrato de Prata), foi

realizada no agitador magnético, no qual a solução foi submetida a

aquecimento e agitação constante.Estes processos também auxiliaram na

coagulação do precipitado, diminuindo o número de íons adsorvidos, e

consequentemente, a espessura da dupla camada. (SKOOG, 2007)

O precipitado formado a partir dessa reação, o AgCl, é uma substância

que se desproporciona pela ação da luz, por isso para evitar esta reação

indesejável, deve-se recobrir exteriormente o béquer e o vidro de relógio com o

papel alumínio (BACCAN, 2001). Logo após o processo de precipitação

ocorreu à digestão, que é o processo no qual o precipitado é deixado por uma

hora ou mais em descanso na solução mãe. Este processo é importante, pois

melhora a filtração de um colóide coagulado. (SKOOG, 2007)

Após o descanso, o precipitado foi lavado várias vezes por decantação

por ser um processo mais efetivo, reduzindo perdas. A lavagem foi feita com

HNO3, para evitar a peptização, processo no qual um colóide coagulado retorna

ao seu estado original. Este eletrólito se volatilizou quando o precipitado

passou pelo processo de secagem ou calcinação.

No intuito de verificar se ainda existiam íons prata no precipitado foi

realizado um teste, adicionando-se uma gota de ácido clorídrico diluído. Este

teste possibilitou constatar se estes íons foram removidos da solução e se a

mesma estava limpa.

Para acelerar o processo de filtração do precipitado, o mesmo foi

colocado em uma bomba a vácuo, antes de ser levado à estufa.

Durante o processo de secagem, o precipitado foi aquecido de forma

gradual para evitar uma rápida contração do sólido, aprisionando moléculas de

água em seu interior. (BACCAN, 2001)

Segundo o rótulo da água sanitária utilizada, a porcentagem de cloro

presente na mesma é de 2 a 2,5%. Entretanto o resultado encontrado (16,63%)

foi muito elevado. Este resultado reflete um erro, que provavelmente ocorreu

devido ao tempo insuficiente no qual o precipitado ficou na estufa para

remoção de toda água.

6. Conclusão

A determinação do cloro ativo em água sanitária foi possível por meio das

técnicas de análise gravimétrica, no entanto a porcentagem encontrada foi bem

maior que o indicado no rótulo da água sanitária. O uso das técnicas corretas

garante a acurácia das informações, mesmo sendo o método gravimétrico, um

processo moroso.

7. Referências Bibliográficas

AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA – ANVISA. Saneantes.Disponível em: <http://www.anvisa.gov.br/saneantes/conceito.htm>. Acesso em: 15 out. 2011.

BACCAN, Nivaldo; ANDRADE, João Carlos de; GODINHO, Oswaldo E. S.; BARONE, José Salvador. Química analítica quantitativa elementar. 3. ed., rev., ampl. e reestruturada. São Paulo, SP: Edgard Blücher, 2001. xiv, 308 p.

BRASIL. Instituto Nacional de Metrologia (INMETRO). Água Sanitária - Produto e Segurança da Embalagem. Disponível em<http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtos/agua_sanitaria2.asp>acessado em 15 out. 2011.

BRASIL. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância Sanitária. Portaria nº 89 de 25 de agosto de 1994. Determina que o registro dos produtos saneantesdomissanitários "Água sanitária" e "Alvejante" categoria Congênere a Detergente Alvejante e Desinfetante para uso geral seja procedido de acordo com as normas regulamentares anexas a presente. Diário Oficial da União. Brasília, 26 ago.1994. Disponível em <http://e-legis.anvisa.gov.br/leisref/public/showAct.php?id=329&word=#'> Acessado em 16 out. 2011.

CARBOCLORO. Aprenda a utilizar o Hipoclorito de Sódio (HIPO) de maneira correta: otimize seus custos. Disponível em: <http://www.carbocloro.com.br/produtos/hipo/hipo1.htm>. Acesso em: 16 out. 2011.

HARRIS, C. D. Análise Química Quantitativa. 6ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005.

MENDHAM, J. et al. VOGEL: Análise Química Quantitativa. Rio de Janeiro: LTC, 2002.

SKOOG, D. A. et al. Fundamentos De Química Analítica, 8ª Ed. São Paulo-SP. Editora Thomsom Learning, 2007.