Universidade de So Paulo Faculdade de Filosofia, Cincias e Letras de Ribeiro PretoDepartamento de Qumica Qumica Analtica IV

Experimento 2:Eletrodo seletivo a ons: determinao de fluoreto com anlise de flor em creme dental

Luandra Ap. U. Takahashi - N USP: 8625641Vincius Elias G. de Oliveira - N USP: 8529498Tuany Zera Corra - N USP: 8529501Grupo 4Amostra 2

Data do experimento: 05 de agosto de 2015Resumo

IntroduoObjetivosO objetivo deste experimento foi determinar, utilizando o mtodo de on seletivo, fluoreto em gua e em creme dental.

PotenciometriaOs mtodos potenciomtricos esto relacionados com a medida do potencial de clulas eletroqumicas, sem o consumo aprecivel da corrente. H cerca de um sculo, as tcnicas potenciomtricas tm sido utilizadas para localizar o ponto final em titulaes. Em mtodos mais recentes, as concentraes de espcies inicas so medidas diretamente a partir do potencial de eletrodos de membranas seletivas a ons. Esses eletrodos so relativamente livres de interferncia e representam uma forma rpida, conveniente e no destrutiva de se determinar quantitativamente inmeros ctions e nions importantes.

Os analistas realizam mais medidas potenciomtricas do que, talvez, qualquer outro tipo de medida qumica instrumental. O nmero de medidas potenciomtricas feitas diariamente surpreendente. Os fabricantes medem o pH de muitos produtos comerciais; os laboratrios clnicos determinam gases sanguneos como importantes indicadores no diagnstico de doenas; os efluentes industriais e municipais so continuamente monitorados para determinar o pH e a concentrao de poluentes; os oceangrafos determinam dixido de carbono e outras propriedades relacionadas em gua do mar. Medidas potenciomtricas tambm so empregadas em estudos fundamentais para se determinar constantes de equilbrio termodinmicas, tais como Ka, Kb e Kps. O equipamento empregado nos mtodos potenciomtricos simples e barato e inclui um eletrodo de referncia, um eletrodo indicador e um dispositivo de medida do potencial. O eletrodo de referncia uma meia clula com potencial do eletrodo exatamente conhecido (Eref), independente da concentrao do analito, sendo este o eletrodo da esquerda nas medidas potenciomtricas. O eletrodo indicador, imerso na soluo contendo o analito, desenvolve um potencial (Eind), proporcional a atividade do analito, sendo este eletrodo em sua maioria seletivo em sua resposta.

Figura 1. Uma clula para determinaes potenciomtricas.

Parte ExperimentalMateriaisA aparelhagem utilizada consistia basicamente em um pHmetro contendo eletrodo indicador de fluoreto, eletrodo de referncia, termopar e agitador magntico para homogeneizao das solues anterior s leituras.

Calibrao de micropipetasAs pipetas volumtricas e micropipetas utilizadas no experimento foram calibradas, com o intuito de estabelecer um volume mais exato, visto que os volumes adicionados so muito pequenos o que levaria a provveis erros no clculo das concentraes finais. A calibrao consiste nas vrias pesagens (dez vezes neste caso) de um volume conhecido de gua ajustado na pipeta, e esta massa por sua vez convertida em volume, referente ao volume real escoado, utilizando-se como densidade da gua 1g/mL temperatura ambiente. Os valores reais dos volumes calibrados esto apresentados na Tabela 1.Tabela 1. Volumes reais encontrados na calibrao de pipetas volumtricas e micropipetasPipeta VolumtricaMicropipeta

Volume10 mL50 mL10 L50 L100 L200 L

Massa Mdia (g)9,83649,7000,00970,04940,09470,1881

Volume Real9,83649,700 9,749,494,7188,1

Procedimento

Resultados e DiscussesCurva AnalticaO mtodo de quantificao inicialmente empregado foi o de padronizao externa sendo que os potenciais medidos esto relacionadas aos logaritmos das concentraes recalculadas a partir de cada adio de volume. Os dados referentes aos volumes adicionados de padro, s concentraes recalculadas e respectivo logaritmo e potencial medido para cada adio foram expressos na Tabela 2.O clculo das concentraes expressas na Tabela 2 foram realizado mediante a equao (Ci.Vi = Cf . Vf), sendo fixada a concentrao inicial (1000 ppm de F-), o volume inicial referente ao volume total de padro adicionado at o momento, e o volume final a soma de 60 mL (50 mL de tampo + 10 mL de gua destilada) mais o volume total adicionado de padro.Tabela 1. Relao dos volumes (corrigidos) adicionados de soluo padro, concentrao da soluo padro recalculada e potencial medido (mV)Volume de Padro de Fluoreto adicionado (L)Concentrao de padro (ppm)Log [F-]Potencial Medido (mV)

0--122,4

9,70,1637-0,7858106,6

49,40,9892-0,004771,2

49,41,81330,258456,4

49,42,63600,420946,9

49,43,45730,538739,9

94,75,03540,702030,1

A partir dos resultados obtidos foi construda a curva analtica referente a quantificao de Fluoreto. (Figura 2)

Figura 2. Curva analtica para determinao da concentrao de ons fluoreto.Mediante anlise dos termos expressos na equao da reta, o S (slope) determinado igual -51,1609, o que est bem prximo do valor terico de -59,1 mV. O erro relativo percentual foi de 13,4 % entre os valores de S, e as pequenas variaes esto nas condies de anlise, como temperatura e fora inica no meio no momento de anlise. Para a curva analtica encontrada, determinou-se a equao da reta e seu respectivo coeficiente de correlao.

Equao da retay = -51,1609x + 68,1485

Coeficiente de correlaor = 0,9939

O coeficiente de correlao obtido est bem prximo de 1 e, portanto, est dentro do permitido (> 0,98), conclui-se que as medidas apresentam um bom indicativo de confiabilidade.

Determinao da Concentrao da Amostra de gua FluoretadaOs dados referentes aos volumes adicionados de padro, os potenciais medidos para a Amostra 2 foram expressos na tabela abaixo.

Tabela 2. Relao dos volumes adicionados de soluo padro e potencial medido (mV)Volume de Padro de Fluoreto adicionado (L)Potencial Medido (mV)A

028,5

9,728,1

49,424,4

49,421,2

49,418,5

49,415,9

94,711,8

Questes1. Quais so os interferentes esperados para este tipo de anlise? Resposta: O eletrodo indicador on seletivo para os ons flor, sendo vrias ordens de grandeza mais seletivo para os ons fluoreto do que para outros nions comuns. Utilizando esse sistema, apenas os ons hidrxido parecem causar interferncia mais sria. Porm, tambm podem existir outros interferentes como em pH mais cido, os ons H+ podem gerar uma pequena converso do fluoreto em cido fluordrico.

2. Por que necessrio manter o pH prximo de 5,0? Resposta: Em pH prximo a 5 no h interferncia da hidroxila (principal interferente na anlise) e praticamente no h a converso de F- em HF. Sendo assim, preciso utilizar o tampo a fim de manter o pH do sistema prximo a 5, considerando as condies timas de anlise.

ConclusesA potenciometria uma tcnica bastante til, utiliza pouco solvente, tem um custo relativamente baixo e pode realizar anlises em um tempo relativamente baixo. Tambm, possvel utilizar o mtodo de padronizao externa utilizando sucessivas adies de padro, diferentemente de tcnicas como a absoro atmica e tcnicas cromatogrficas, onde parte da amostra aspirada para realizar as anlises, apresentando outra vantagem frente s outras tcnicas.Com relao aos dados obtidos, pode-se dizer que o valor calculado muito prximo do valor considerado real e o mtodo de adio de padro mostrou-se bastante preciso e exato para a quantificao de fluoreto.

Referncias BibliogrficasSkoog, D. A.; West, D.M.; Holler, F.J. & Crouch, S.R. Fundamentos de Qumica Analtica, 8. Ed., So Paulo, Pioneira-Thomson Learning, 2006.Ribani, M.; Bottoli, C.B.G.; Collins, C.H.; Jardim, I.C.S.F.; Melo, L.F.C.; Validao em Mtodos Cromatogrficos e Eletroforticos. Qumica Nova, v. 27, n. 5, p. 771-780, 2004.

OHLWEILER, O. A. Fundamentos de analise instrumental. Rio de Janeiro: Livrostcnicos e Cientficos, 1981.