relatório 8- potenciometria direta- eletrodo de íon
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Relatório 8- Potenciometria direta- Eletrodo de íon seletivo (EIS) de fluoreto- (EXPERIMENTO # 2.6 (apostila)- Eletrodo seletivo a
íons: determinação de fluoreto)
Objetivos
• Aprender a operar um eletrodo de íon seletivo/cuidados experimentais. Realizar método de curva padrão e adição padrão na potenciometria.
• Determinação de fluoreto em pasta de dente
Aparelhagem: pHmetro – Adwa, agitador magnético, eletrodo indicador de fluoreto combinado e termopar
O eletrodo de fluoreto da Orion utilizado é do tipo eletrodo combinado e tem uma faixa de aplicação da ordem de - 0 a 1900 ppm.
Procedimento: montagem do equipamento:
Questão 1-
a- O que é um eletrodo combinado?
b- Como é feito o EIS de fluoreto.
c- Caso o eletrodo de fluoreto fosse do tipo simples o que mais seria necessário para poder medir o potencial- e como ficaria a nova montagem?
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1- CALIBRAR A VIDRARIA (PIPETAS)
calibrar toda a vidraria volumérica utilizada no experimento. (pipetas de
50,00; 10,00 mL e as micropipetas de 10- 50 100, 250 µL.
A calibração da pipeta volumétrica é feita pela pesagem da quantidade de água que dela é escoada. ... Conhecendo-se a massa e a temperatura da água escoada na calibração, calcula-se o volume da pipeta volumétrica pela equação:
𝑉 =𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 Onde o volume é dado em mL, a massa é dada em gramas (g) e a densidade em g mL-1.
Procedimento experimental para validade estatística ___ realizar de 5 a 10 medidas de cada volume e calcular a média. (apendice 1- dicas de calibração e procedimento correto). Leia com cuidado essa metodologia é básica para qualquer quantificação volumétrica. 2- MEDIDAS EXPERIMENTAIS DE POTENCIOMETRIA – TRATAMENTO DOS DADOS
2.1. CALIBRAÇÃO DO ELETRODO DE FLUORETO DETERMINAÇÃO DO
COEFICIENTE ANGULAR (S).
Para isso, primeiramente você vai realizar uma curva padrão com soluções
conhecidas de fluoreto por diluição de uma solução de 1000 ppm de F.
Procedimento para realizar a curva padrão de fluoreto: Vamos chamar esta solução de solução A.
1. Transferir 5,00 mL de água deionizada para um béquer de 100 mL, 2. adicionar 25,00 mL de tampão TSAB 3. Transferir volumes da solução de 1000 ppm para o béquer (agite bem a solução após cada adição e meça cuidadosamente o valor de potencial). Cuidados experimentais para correta obtenção do potencial: APÓS CADA ADIÇÃO DE PADRÃO CRONOMETRAR EXATOS 2 MINUTOS PARA ANOTAR O VALOR DE POTENCIAL.
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TABELA 1
Volume a adicionar (µL)
Volumeadicionadoacumulado(µL) Potencial
(mV)
ConcentraçãodeFluoreto
Log[F-]
(ppm)
0,0 0 87.6
10,0 10 23.2
50,0 60 -23.2
50,0 110 -38.8
50,0 160 -48.5
50,0 210 -55.5
100,0 310 -65.7
Questão 2:
a- A partir dos valores obtidos, determine o coeficiente angular (S) da equação: E = K + S log [F].
b- Coloque aqui a sua curva obtida: (cole a figura obtida)
c- Coloque aqui a equação da reta: _______________ d- Valor de S= ______________mV e- Compare o valor obtido experimentalmente com o valor teórico previsto de -
59,1 mV para uma curva teórica do ânion fluoreto a uma temperatura de 25 oC. Discuta os resultados.
Curiosidade: Ânions fornece curva com inclinação negativa e cátions com inclinação positiva. Assim para fluoreto temos -59,1 mV e potássio +59,1 mV.
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2.2. Determinação de fluoreto em água de torneira – método da adição de padrão
1. Transferir 5,00 mL de água fluoretada (torneira) para um béquer de 100 mL,
2. adicionar 25,00 mL de tampão TSAB – (vamos chamar esta solução de B)
3. Transferir volumes da solução de 1000 ppm para o béquer (agite bem a solução após cada adição e meça cuidadosamente o valor de potencial).
4. Calcule a concentração de fluoreto na água de torneira.
TABELA 2:
Volume adicionado padrão F (µL)
Volumeadicionadodepadrãoacumulado
(µL)
EBéquerB(mV)
0 0 52,0 10 46,6 50 30,5 50 20,6 50 15 50 10
100 2,9 200 -7
Como no béquer B a adição do padrão foi feita em uma solução inicialmente
contendo uma amostra de 5,00 mL de fluoreto (água da torneira) é necessário
realizar o procedimento pela metodologia de adição de padrão. Para isso
você fará uso da seguinte equação:
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S foi obtido no Bequer A – use este valor aqui- (atenção ao sinal negativo
obtido)
Vo = volume da solução inicial ( 25 +5 ) = 30 mL
Vp= volume adicionado do padrão de fluoreto em mL= coluna 2 da tabela 2.
Monte no excel uma planilha para calculo destes dados isso irá facilitar o
tratamento dos seus dados:
Exemplo de uma planilha que deve ser montada:
A B C D E F G H
V0(mL)
Vp(mL)
V0+Vp(mL)
E(mV) S E/S 10^(E/S) (V0+Vp)10^E/S
X= col (B) = (Vp)
Y= col (H) = ((V0+Vp)10^E/S)
Coloqueaquiaequaçãodaretaobtida:__________________________
Coleaquiasuafiguraobtida:
Questão3-
a-Calculeaconcentraçãodefluoretonaáguacomosdadosfornecidosusandoométododa
adiçãopadrão.
b- Coloque o valor de zero de fluoreto (amostra de água da TABELA 2) na equação da reta da curva da tabela 1. Desta forma você está calculando o valor da concentração de fluoreto pelo método da curva padrão. Compareoresultadocomoitem3a.
b-Procurena internetovalordefluoretoemáguasdeabastecimentonoBrasil.Compareos
resultadoscomovalorfornecidoparaáguasdeabastecimentos.Discutaestevalor.
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2.3. Determinaçãodefluoretoemcremedental
no creme dental o fluoreto é disponibilizado na forma de NaF; monofluorfosfato de sódio (Na2PO3F) ou em alguns caso mais específicos como fluoreto de estanho II (SnF2) usado como a ação extra de controlar a gengivite. Os cremes dentais tem usualmente 1000-1500 ppm (ou 1000-1500mg/L) de flúor. ( https://www.omundodaquimica.com.br/curiosidade/pasta_dentes, acessado em 20 de julho de 2020).
3.3.1. Preparo da amostra de pasta de dente para determinar quantidade de fluor total (solúvel e insolúvel)
Transferir com cuidado uma massa conhecida de creme dental ( valor usado neste experimento = 0,5092 g) para um béquer. Adicionar 20,0 mL de água
deionizada, agitando-se para obter uma emulsão. Feito isso adicionou-se 2,5
mL de ácido clorídrico 6,0 mol.L-1. Essa adição foi feita na capela, devido à
volatilidade do ácido em questão, onde nesse mesmo lugar colocou-se a
emulsão para aquecer, sob agitação, por um período de 25 minutos, a uma
temperatura de 70°C. Posteriormente a amostra fora transferida para um balão
volumétrico, cujo volume fora completado para 100,0 mL.
Oprocedimentorealizadofoiidênticoaofeitonoitem2.2
Osdadosobtidosestãonatabela3.
TABELA3
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Volume adicionado padrão F (µL)
Volumeadicionadodepadrãoacumulado
(µL)
Potencial
(mV)
0,0 0 87.6
10,0 23.2
50,0 -23.2
50,0 -38.8
50,0 -48.5
50,0 -55.5
100,0 -65.7
Questão4.
Calcule a concentraçãode fluornapastadedente. Sabendoqueapastautilizada continha
1500mg/Ldefluoreto.Podemosconsiderarqueapastaestádentrodospadrãocorreto?
Discutaasfontesdeerrodesteprocedimento.
Questão 6- Quais são os interferentes esperados para este tipo de análise?
Questão 7- O que é o tampão TSAB- qual é a sua n composição Questão 8- Por que é necessário manter o pH próximo de 5,0 para determinação de fluoreto?
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Apendice 1- Calibração das pipetas:
http://docente.ifsc.edu.br/marco.aurelio/Material
Aulas/Biotecnologia/Fundamentos e Gestão de Laboratórios/Aula calibração de
materiais volumétricos.pdf
A vidraria volumétrica utilizada corriqueiramente nos laboratórios deve ser calibrada ou aferida para aumentar a precisão dos volumes contidos ou transferidos pela mesma. Afinal, não é porque uma pipeta marca 25mL que ela realmente meça 25mL, ou seja, ela pode conter 24,96mL ou 25,07mL e tudo causa erro nos volumes medidos por essa vidraria, reduzindo a precisão e a exatidão dos resultados analíticos obtidos.
A vidraria é aferida de forma bastante simples. O procedimento de calibração envolve e determinação da massa de água contida na vidraria ou descarregada por ela. Observa-se a temperatura da água e, a partir da sua densidade na temperatura medida, calcula-se o seu volume.
Em geral, se utiliza a densidade da água como a medida padrão para aferição das vidrarias, pois a água pode ser facilmente descartada após o seu uso.
Em todas as operações de calibração, a vidraria a ser calibrada deve estar cuidadosamente limpa e deve ficar algum tempo ao lado da balança que será empregada, juntamente com um suprimento de água destilada ou desionizada, a fim de estarem em equilíbrio térmico com o ambiente.
Para que a calibração seja bem feita é preciso levar em conta a expansão volumétrica das soluções e das vidrarias com relação a variação da temperatura; desta forma, é preciso conhecer a temperatura do laboratório no momento em que as soluções são preparadas e também no momento em que são utilizadas.
Os vidros fabricados a base de borossilicatos se expandem cerca de 0,0010% por grau Celsius, quer dizer, se a temperatura de um recipiente for aumentada em 10 graus, o seu volume irá aumentar cerca de 0,010% e, para todos os trabalhos, exceto os mais exatos, esta variação não é expressiva.
Pipetas volumétricas
As pipetas são instrumentos volumétricos utilizados para a transferência de certos volumes, de modo preciso, sob determinadas temperaturas. A Figura 1 mostra como se manuseia corretamente uma pipeta.
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Em análise química quantitativa, a pipeta volumétrica é um instrumento bastante utilizado devido a sua precisão. Como este material não possui escala graduada, não é possível estimar o erro como sendo “metade da menor divisão possível da escala” e, portanto, este instrumento deve ser aferido com um erro relativo de 0,1% entre as calibrações. Para uma pipeta de 10,00mL, o desvio máximo aceitável é de 0,02mL.
O tempo de escoamento da pipeta também deve ser aferido. Se o escoamento da pipeta for muito rápido, a abertura da ponta deve ser diminuída numa chama de um bico de Bunsen. Se for muito lento, o orifício deverá ser aumentado levemente com uma lixa.
Um escoamento muito rápido pode levar a resultados não reprodutíveis, enquanto que um escoamento muito lento tem o inconveniente de tornar o tempo de análise muito demorado.
A Tabela 1 mostra vários valores de tempo mínimo de escoamento para vários volumes de pipetas volumétricas.
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A calibração da pipeta volumétrica é feita pela pesagem da quantidade de água que dela é escoada. Mede-se a temperatura da água utilizada na calibração e verifica-se o valor de sua densidade nesta temperatura (Tabela 2). Conhecendo-se a massa e a temperatura da água escoada na calibração, calcula-se o volume da pipeta volumétrica pela equação:
𝑉 =𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 Onde o volume é dado em mL, a massa é dada em gramas (g) e a densidade em g mL-1.
Procedimento Experimental: Calibração de uma pipeta de 10,00mL
1 – Lavar, secar, medir a massa de dois béquers de 100 mL e colocá-los próximos à balança;
2 – Colocar um béquer com água destilada próximo à balança;
3 - Lavar as pipeta volumétrica adequadamente até observar-se um filme contínuo de água em sua parede interna;
4 – Colocar a pipeta próxima à balança; 5 – Pipetar cuidadosamente água destilada até acima da marca de calibração da mesma; 6 – Limpar o excesso de líquido da parte externa da pipeta com papel absorvente; 7 – Tocar a ponta da pipeta na parede interna de um béquer contendo água destilada e escoa-se o líquido controlando-se a vazão; 8 – Acerta-se o menisco da pipeta com cuidado e verte-se a quantidade de água destilada medida para um béquer previamente pesado; 9 - Medir a massa da água contida no béquer em balança analítica e a temperatura da água no momento do experimento; 10 – Repetir o item anterior pelo menos cinco vezes; 11 – Calcular os volumes de água contidos na pipeta utilizada, o erro relativo entre os volumes medidos e o volume médio de líquido medido pela pipeta;
Observações:
a) A diferença entre as determinações não deve exceder de 0,025 mL. Caso não haja concordância dewconsiderar a medida.
b) O escoamento da pipeta no béquer deve ser efetuado controlando-se a vazão (lentamente), estando a pipeta na posição vertical e com a ponta da mesma encostada na parede do recipiente.
c) Depois que a pipeta terminar de escoar, mantenha-a encostada na parede do recipiente por alguns segundos (aproximadamente 10s) para se certificar de que todo o líquido escoou.
d) Após o escoamento, afasta-se a extremidade da pipeta da parede do recipiente com cuidado. e) A quantidade de líquido restante na ponta da pipeta volumétrica não deve ser soprada para o interior do recipiente.
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