Celso Caldas - Boas Praticas Laboratoriais 2011 - Parte1

Boas Práticas de Laboratório

STAB, Piracicaba, 2011

Celso Caldas

O Mundo Canavieiro

O Brasil Canavieiro

Açúcar de Mesa – Sacarose

Sacarose Sacarose

Sacarose Polarimetria

Polarização da Luz (1670, Christiaan Huyghens )

Sacarose Polarimetria

Polarização da Luz

Refração (Erasmus Bartholin, 1669; Nicol, 1828 ) Simples Bi-refração (dupla refração)

Sacarose Polarização

Substâncias Opticamente Ativas (1815, BIOT)

Sacarose Polarimetria

C Assimétrico (1874, Le Bel e Van’t Hoff ) Moléculas simétricas Opticamente inativas Moléculas assimétricas Opticamente ativas

Sacarose Polarimetria Rotação Específica (α)

concentração da solução contida no tubo comprimento do tubo polarimétrico onde a solução

está contida temperatura da solução analisada comprimento de onda da luz usada no polarímetro solvente

Sacarose Polarimetria

Rotação Específica (α)

[α] = α / (l . e)Onde:[α] rotação específicaα desvio do plano da luz polarizada, em graus, ou

poder rotatório específicol comprimento do tuboe concentração da substância, em g/mL

Inversão da Sacarose

Sacarose + 66,53º Glicose + 52,70º Frutose - 92,40º Sacarose Invertida - 37,70º

Sacarose Polarimetria

Sacarose Polarimetria Escala Internacional do Açúcar

Ventzke, 1842 e 1843 Ponto 100 a partir da solução dom densidade relativa de

1,1000 a 17,50ºC, referida à água

Mohr, 1855 Ponto 100 a partir da solução de 26,048g de sacarose

para 100cm3, chamando este de peso normaltemperatura da solução analisada

Sacarose Polarimetria

Escala Internacional do Açúcar

ICUMSA, 1900 Ponto 100 26,0000g de sacarose para 100cm3, a 20ºC

ICUMSA, 1916 Ponto 100 34,660º com luz de sódio Ponto 100 40,690º com luz de mercúrio

Sacarose Polarimetria

Escala Internacional do Açúcar

ICUMSA, 1986

Alterou a escala de ºS para ºZ

Ponto 100 26,0000g de sacarose para 100cm3, a 20ºC, com sacarímetros com lâmpadas de Na (λ = 589,44nm), cuja rotação específica é 34,660º

Sacarose Polarimetria

Escala Internacional do Açúcar

ICUMSA, 1986

Equipamentos Hg (λ = 546,337nm) rotação específica 40,77º Cunha de quartza (λ = 589,44nm) rotação específica 34,934º

ºS para ºZ X 0,99971

POLPol % m/m sacarose aparente

26g/100mL Ls = POL ( ICUMSA )

Pol caldo = Ls * Fp (fator de polarização)

Fator de polarização = 26 / (99,719 x drel 20/20º)

Brix caldo 18 Fp = 0,2427

Pol caldo = 68 x 0,2427 = 16,50

Sacarose Polarimetria BPL

Rede elétrica estabilizada Bons equipamentos (sacarímetros, refratômetro e balanças) Calibração e aferição

Manutenção (lentes, tubos de uso, lãmpada, etc) Tubos padrões (INMETRO) Teste de linearidade

Balões com certificados de calibração Qualidade da água Temperatura ambiente e da solução

Densimetria Densidade Relação entre m/v de uma

substância

Verdadeira ou absoluta medidas no vácuo

Aparente medidas na presença do ar MASSA ESPECÍFICA

Relativa em relação à densidade de outra substância PESO ESPECÍFICO Água: 20ºC/4ºC

Densimetria

Empuxo de ArquimedesP = m⋅ g

E = μ ⋅ g ⋅V

0 = −P + E0 = −m⋅ g + μ ⋅ g ⋅V

μ = m / V

Densimetria

Equipamentos

Brix, 1854

Soluções Açucaradas a 10%m/m Densidade a 20ºC/4ºC

Arabinose 1,0379

Glucose 1,0381

Frutose 1,0385

Galactose 1,0379

Sorbose 1,0381

Sacarose 1,0381

Maltose 1,0386

Lactose 1,0376

Rafinose 1,0375

Média 1,0380

Brix Densimétrico

Perfeita relação entre C (m/m) e densidade

Escala em Conc (%m/m)

Densímetro (densidade)

Brix % m/m Sólidos Solúveis em Solução

Brix Densimétrico

EscalasTipo de escala Definição Tipo de aplicação

Brix Percentagem em peso de sólidos solúveis em solução

soluções açucaradas

Baumé denso (145 – 145) / d6060 soluções mais densas do que

a água

Baumé leve 160 / (d6060 – 130) Soluções menos densas do

que a água, amônia, verniz

Lactômetro (d6060 – 1000) x 1000 indústria do leite

Salímetro % da saturação de NaCl em água soluções salinas, indústria de alimentos

Gravidade específica

dtt qualquer tipo de líqüido

Gay Lussac(Tralles)

Percentual de álcool indústria alcooleira

INPM % em massa de álcool idem (Brasil)

Densimetria BPL

Rede elétrica estabilizada Densímetros com certificado de calibração Balanças calibradas e aferidas Erros de PARALAXE Qualidade da água Temperatura ambiente e da solução

Refratometria

O Fenômeno da REFRAÇÃO

Refratometria

Índice de Refração

n = v1 / v2Onde:n índice de refração v1 velocidade da luz no meio 1v2 velocidade da luz no meio 2

Refratometria

Equipamentos

Imagens encontradas na internet

RefratometriaÍndice de Refração Absoluto

n = c / vOnde:n índice de refração absolutoc velocidade da luz no vácuov velocidade da luz no outro meio

Material Índice de refração

Ar 1,00

Água 1,33

Álcool etílico 1,36

Vidro 1,60

Glicerina 1,48

Diamante 2,42

Brix Refratométrico

Perfeita relação entre C (m/m) e IR

Escala em Conc (%m/m)

Refratômetro (IR)

Brix % m/m Sólidos Solúveis em Solução

Refratometria BPL

Rede elétrica estabilizada Bons equipamentos (refratômetro e balanças) Calibração e aferição

Manutenção Óleos de imersão Teste de linearidade

Balões com certificados de calibração Temperatura ambiente e da solução

Pagamento de Cana pela Qualidade

Implantação do Sistema : 1976, AL

Parâmetro : Sacarose na Cana (PCC) Açúcar

Sacarose

Ls

Brix POL

Fibra

Como determinar ?

Fibra

Método por secagem (Tanimoto) Não funcional para o SPCTS

Método Matemático – Estatístico Equação de Regressão Linear

Fibra % cana = 0,08 * PBU + 0,876

Titrimetria Oxiredutimetria Neutralização (Ácido / Base)

Acidez e alcalinidade

Potenciométrica Acidez

Complexação Dureza

Precipitação Cloretos

Oxi-redução (Oxiredutimetria) AR e ART

Oxiredutimetria

Feo Fe++ + 2 e- OXIDAR-SE É PERDER ELÉTRONS

[O]o + 2 e- O- - REDUZIR-SE É GANHAR ELÉTRONS

Feo + [O]o Fe++O- -

REDUTOR É AQUELE QUE SE OXIDAOXIDANTE É AQUELE QUE SE REDUZ

Ferro oxidou-se (perdeu elétron), logo é o redutorOxigênio reduziu-se (ganhou elétrons), logo é o oxidante

Oxiredutimetria AR Cu++ Cu+

Cúprico CuprosoAzul Vermelho Tijolo

Quem promove esta reação de redução?

Sacarose NÃOGlicose e Frutose SIM

COBRE Ganhou elétron / Reduziu-se / Oxidante

GLICOSE E FRUTOSE Perderam elétrons / Oxidaram-se / Redutores

Oxiredutimetria Trommer (1841) Objetivo era determinar grupos

cetônicos e aldeídicos

Fehling (1848) Detalhou a função do cobre na reação com os AR, em meio alcalino

Soxhlet (1878) Separou as soluções de cobre e alcalina, chamando-as Fehling A e B e estabeleceu a estequiometria da reação

Eynon e Lane (1923) Introduziram o azul de metileno na titulação

OxiredutimetriaEstequiometria da Reação entre Cu e AR

CuSO4 + 2 NaOH Na2SO4 + Cu(OH)2

hidróxido cúpricoFervendo,

Cu(OH)2 H2O + Cu2Oóxido cuproso

Oxiredutimetria

Estequiometria da Reação entre Cu e AR

sulfato de cobre tartarato duplo de Na e K cupritartarato sulfato de sódio

Oxiredutimetria

Estequiometria da Reação entre Cu e AR

1º CASO Aldeído IGlicose)

Ácido glucônico(2:1)

Ácido sacárico(6:1)

Oxiredutimetria

Estequiometria da Reação entre Cu e AR

1º CASO Cetona (Frutose)

Ácidos tartáricoe oxálico(12:1)

OxiredutimetriaEstequiometria da Reação entre Cu e AR

5 moles de sulfato de cobre 1 mol de monossacarídeo ( CuSO4 ) (C6H12O6)

180g de AR --------------- 1250g de CuSO4x --------------- 69,278g de CuSO4

x = 9,97g ≈ 10,0g de AR

1000mL de Fehling A ------------------- 10,000g de AR0,5mL de Fehling A ------------------- x

x = 0,005 g de AR

10mL Licor (A + B) 0,05g AR

Oxiredutimetria BPL

Interferentes Qualidade das soluções (padronização) Equipamentos e vidrarias Iluminação direcionada

EspectrofotometriaLUZ

EspectrofotometriaEspectro Eletromagnético

MétodosAnalíticos

Ultravioleta

Infravermelho

400 nm 500 nm 600 nm 700 nm

EspectrofotometriaMétodos

Colorimétricos VIS (380 a 780nm) Espectrofotométricos UV / IR

Lei de Beer

Espectrofotometria

Lei de Beer

solução 10g/L

Io IT1

solução 20g/L

IT2Io

feixe de luz deintensidade Io

Espectrofotometria

Lei de Beer

1 cm

Io IT1

Io IT3

3 cm

feixe de luz deintensidade Io

EspectrofotometriaOBS: Absorbância Transmitância

Lei de Beer

A = C.e.K

Onde:A = absorbância da solução C = concentração da solução e = espessura da solução K = constante de extinção

EspectrofotometriaEquipamento Espectrofotômetro

EspectrofotometriaRelação entre A e T Lei de Lambert & Beer

A = log ( 1 / T ) (I)Onde:A = absorbância da soluçãoT = transmitância da solução

Aplicando as regras do logaritmo temos: A = log. 1 - log. T ∴ A = - log. T (II)

% T Fazendo % T = T x 100 ∴ T = ------- e aplicando em (II)

100 teremos:

% T A = - log. ----------- ∴ A = - ( log. % T - log. 100 )

100 A = - ( log. % T - log. 102 ) ∴ A = - ( log. % T - 2 )

A = 2 - log. % T (III)

EspectrofotometriaMétodos Analíticos

Qualitativos Comparação da cor visual

Quantitativos Comparação da A ou %T

01 padrãoVários padrões

Gráficos Equação de regressão linear

EspectrofotometriaMétodos Analíticos Quantitativos Gráficos Linear (Abs) Abs f log

escala log

% T f lin Monolog (%T) escala lin

EspectrofotometriaMétodos Analíticos Quantitativos

Equação de regressão linear Coeficiente angular (a) Coeficiente linear (b) Coeficiente de correlação (R) Coeficiente de determinação (R2)

Espectrofotometria BPL

Qualidade do equipamento e estabilização da rede elétrica

Qualidade dos reagentes e vidrarias Qualidade das cubetas Interferentes Linearidade Contaminação

Soluções Definição Expressões de concentração

Percentagem Molaridade

Definição de mol Normalidade Noções de equivalente grama

Padronização de soluções Direta Indireta

Cálculo e uso do fator de padronização

Soluções BPL

Rede elétrica estabilizada Bons equipamentos (balanças analíticas e semi-

analítica) Balões com certificados de calibração Reagentes de excelente qualidade

Prazo de validade Perfeita identificação das soluções

PRINCIPALMENTE

TREINAMENTOS

Obrigado

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