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Norma Técnica Interna SABESP NTS 006 FENÓIS – Método colorimétrico para águas residuárias Método de Ensaio São Paulo Junho - 1999

NTS006

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Norma Técnica Interna SABESPNTS 006FENÓIS – Método colorimétrico para águas residuárias - Método de Ensaio

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  • Norma Tcnica Interna SABESPNTS 006

    FENIS Mtodo colorimtrico para guasresidurias

    Mtodo de Ensaio

    So PauloJunho - 1999

  • NTS 006 : 1999 Norma Tcnica Interna SABESP

    14/06/1999

    S U M R I O

    INTRODUO ......................................................................................................................1

    1 ESCOPO ............................................................................................................................1

    2 CAMPO DE APLICAO..................................................................................................1

    3 INTERFERENTES .............................................................................................................1

    3.1 Eliminao dos Principais Interferentes.....................................................................1

    4 REFERNCIAS ..................................................................................................................1

    5 DEFINIO........................................................................................................................1

    6 PRINCPIOS.......................................................................................................................2

    7 REAES..........................................................................................................................2

    7.1 Padronizao da soluo estoque de fenol ...............................................................2

    7.2 Tintura de antipirina ......................................................................................................2

    8 REAGENTES.....................................................................................................................2

    9 VIDRARIAS E EQUIPAMENTOS......................................................................................4

    9.1 Vidrarias..........................................................................................................................4

    9.2 Equipamentos...............................................................................................................4

    9.3 Limpeza e preparao de materiais ............................................................................4

    10 COLETA E PRESERVAO DE AMOSTRAS ..............................................................4

    11 PROCEDIMENTO............................................................................................................4

    11.1 Para amostras que contm leos e graxas:.............................................................4

    11.2 Para amostras isentas de leos e graxas: ...............................................................5

    11.3 Destilado turvo.............................................................................................................5

    11.4 Curva de Calibrao....................................................................................................5

    12 EXPRESSO DE RESULTADOS...................................................................................5

    13 REPRESENTAO ESQUEMTICA DO PROCEDIMENTO.......................................6

    14 BIBLIOGRAFIA................................................................................................................8

  • Norma Tcnica Interna SABESP NTS 006 : 1999

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    FENIS - Mtodo colorimtrico para guas residurias

    INTRODUO

    Ao longo do tempo, devido expansodas atividades das indstrias qumicas,petroqumicas, carboqumicas,siderrgicas, de resinas sintticas eoutras, tem ocorrido um aumento nograu de poluio provocado pordespejos contendo fenis e seusderivados de origem industrial.As fontes naturais de descargas destecomposto aos corpos receptores dadapela deteriorao de vegetais ouexcrementos de alguns animais, soinsignificantes em comparao com acontribuio industrial.

    1 Escopo

    O mtodo de anlise para determinaode compostos fenlicos tratado nestanorma refere-se a determinaofotomtrica direta. A faixa tima deoperao deste ensaio de 1 a 5mg decomposto fenlico/L de amostra.

    2 Campo de Aplicao

    Os compostos fenlicos representamgrande problema ao meio ambiente. Emconcentraes mnimas provocam odore sabor desagradveis na gua alm deserem txicos ao homem e aosorganismos aquticos. Por possuremcaractersticas bactericidas, estescompostos causam inibio aossistemas de tratamento por lodosativados ao atingirem concentraes de50mg/L. Em sistemas de tratamentoanaerbio, concentraes na faixa de100 mg/L provocam inibio.Hoje no estado de So Paulo, o artigo19A do Decreto Estadual n 8468determina que a concentrao mximapermitida de compostos fenlicos a serlanada por efluentes ligados redepblica de esgotos de 5,0mg/L. Opadro de emisso de esgotos lanadosdiretamente ao corpo receptor,estipulado pela legislao do estado deSo Paulo, atravs do artigo 18 doreferido Decreto Estadual e pela

    Legislao Federal atravs do Artigo 21da Resoluo n 20 do CONAMA,determina o limite mximo de 0,5 mg/Lde compostos fenlicos no efluente.

    3 Interferentes

    Interferentes como bactriasdecompositoras de fenol, substnciasoxidantes e redutoras e valores de pHalcalino so eliminados pela acidificaoda amostra. Alguns efluentes altamentecontaminados podem requerer umatcnica especializada para eliminao deinterferentes e para recuperarquantitativamente compostos fenlicos.

    3.1 Eliminao dos PrincipaisInterferentes

    3.1.1 Agentes oxidantes: Tais como ocloro e aqueles detectados pelaliberao de iodo na acidificao empresena de iodeto de potssio, devemser removidos imediatamente depois daamostragem adicionando sulfato ferrosoem excesso. Se os agentes oxidantesno forem removidos, os compostosfenlicos sero oxidados parcialmente;

    3.1.2 Compostos sulforosos: Soremovidos pela acidificao a pH = 4,0com cido fosfrico 1:9 com agitaorpida e curta. Isto elimina interfernciade sulfeto de hidrognio, H2S e dixidode enxofre SO2;3.1.3 leos e graxas: So removidospor extrao alcalina pela adio deNaOH at pH na faixa de 12,0 a 12,5,utilizando-se clorofrmio,CHCl3.

    4 Referncias

    NTS 004/1998: D.Q.O.NTS 012 /1998: O.D.

    5 Definio

    Fenis so compostos de frmula geralArOH, em que Ar representa um grupofenilo, fenilo substitudo, ou um dosoutros grupos arilo (o naftilo, porexemplo). Os fenis diferem dos lcoois

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    por terem o grupo -OH ligadodiretamente a um anel aromtico.

    6 Princpios

    Esta norma prescreve o mtodocolormetrico da 4-aminoantipirina quedetermina fenol orto e meta substitudose, sob condies prprias de pH, osfenis para substitudos, na qual asubstituio um grupo carboxila,halognico, metoxil ou grupo cidosulfnico.O mtodo da 4-aminoantipirina nodetermina fenis para substitudos,onde a substituio um alquil, aril,nitro, benzoil, nitroso ou grupo aldedo.

    7 Reaes

    7.1 Padronizao da soluo estoquede fenol

    Alguns fenis podem ser rpida equantitativamente substitudos pelobromo formado na reao entre obromato e o brometo em soluo cida.A determinao envolve o tratamento dofenol por um excesso de bromato depotssio e brometro de potssio; quandoa bromao do fenol estiver completa, obromo no consumido determinadopela adio de um excesso de iodeto depotssio e titulao do iodo livre pelotiossulfato de sdio padro.

    + 3 Br2

    OH

    Br

    + 3HBr

    Br

    OH

    Br

    2,4,6-tribromofenol

    Br2 + 2I- I2 + 2Br

    -

    7.2 Tintura de antipirina

    8 Reagentes

    8.1 Lista de Reagentes

    - sulfato ferroso amoniacal, p.a.,Fe(NH4)2(SO4)2 .6H2O- cido fosfrico, p.a., H3P04

    - cido sulfrico, p.a., H2SO4- hidrxido de sdio, p.a., NaOH- clorofrmio, p.a, CHCl3- cloreto de sdio, p.a, NaCl- hidrxido de amnio, p.a., NH4OH

    + pH Alcalino

    K3Fe(CN) 6

    CH3

    N

    N

    CH3 C

    C

    C

    O

    NH2

    OHFenol CH3

    N

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    CH3 C

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    C

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    N O

    tintura de antipirina4-aminoantipirina

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    - ferricianeto de potssio, p.a,K3[Fe(CN)6]- 4-aminoantipirina, p.a, C11H13N3O- fosfato dibsico de potssio, p.a.,K2HPO4- fosfato monobsico de potssio, p.a.,KH2PO4- iodeto de potssio, p.a., KI- fenol, p.a., C6H5OH- bromato de potssio anidro, p.a.,KBrO3- cido clordrico, p.a., HCl- brometo de potssio, p.a., KBr- tiossulfato de sdio, p.a.,Na2S2O3.5H2O

    - amido solvel, p.a., (C6H10O5)N- tolueno, p.a., C7H88.2 Soluo de cido fosfrico 1:9:Diluir 10mL de cido fosfrico p.a.,H3PO4 para 100mL com guadeionizada;8.3 Soluo de hidrxido de sdio 6M:Dissolver 240 g de hidrxido de sdiop.a., NaOH em 1000mL de guadeionizada;8.4 Soluo de hidrxido de sdio2,5M: Diluir 41,7mL de hidrxido desdio 6M, NaOH para 100mL ou dissolva10g de lentilhas em 100mL de guadeionizada;8.5 Soluo de cido sulfrico 0,5M:Diluir lentamente 30mL de cidosulfrico p.a., H2SO4 em 1000mL degua deionizada;8.6 Soluo de hidrxido de amnio0,5M: Diluir 35mL de hidrxido deamnio p.a, NH4OH para 1000mL degua deionizada;8.7 Soluo tampo de fosfatos:Dissolver 104,5g de fosfato dibsico depotssio p.a ., K2HPO4 e 72,3g de fosfatomonobsico de potssio p.a . , KH2PO4 ediluir para 1000mL com guadeionizada. O pH dever estar em 6,8sem ajustes;8.8 Soluo de 4-aminoantipirina:Dissolver 2,0g de 4-aminoantipirina p.a.,C11H13N3O em gua deionizada e diluir

    para 100mL. Prepare diariamente,soluo instvel;8.9 Soluo de ferricianeto depotssio: Dissolver 8,0g de ferricianetode potssio p.a., K3Fe(CN)6 em guadeionizada e diluir para 100mL. Filtrar senecessrio. Armazenar em frascombar;8.10 Soluo de bromato-brometo:Dissolver 2,79g de bromato de potssioanidro, KBrO3 em gua deionizada,adicionar 10g de cristais de brometo depotssio, KBr, dissolver e diluir para1000mL;8.11 Soluo de tiossulfato de sdio0,025M: Conforme NTS 012/1998:OD.;8.12 Soluo indicadora de amido:Conforme NTS 012/1998: O.D.;8.13 Soluo estoque de fenolDissolver 0,1g de fenol p.a., C6H5OH emgua deionizada recentemente fervida eresfriada. Diluir para 100mL;Padronizao:- Introduzir em um erlenmeyer de500mL, onde foi previamente inserido100mL de gua deionizada, 50mL desoluo estoque de fenol e 40mL desoluo de bromato-brometo 0,05M.Imediatamente, adicionar 5mL de cidoclordrico p.a., HCl e misturarcuidadosamente. O erlenmeyer deve tertampa para que no ocorra perda debromo por volatilizao. Manter oerlenmeyer fechado e deixar em repousopor 10 minutos. Adicionar 1g de iodetode potssio p.a., KI;- Preparar o branco da mesmamaneira, usando 10mL de soluo debromato-brometo 0,05M;- Titular a soluo estoque e o brancocom soluo de tiossulfato de sdio0,025M, usando soluo de amido comoindicador;- Calcular a concentrao de fenol dasoluo atravs da seguinte expresso:

    mg fenol/L= amostra da mL

    )V-15684.M.(V 21

    Onde:

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    M: molaridade do tiossulfato de sdioV1: 4 vezes o volume de tiossulfato desdio utilizado no brancoV2: Volume de tiossulfato de sdio gastona titulao da amostra

    9 VIDRARIAS E EQUIPAMENTOS

    9.1 Vidrarias

    - pipetas volumtricas de 1,0mL;5,0mL; 10,0mL; 20,0mL; 25,0mL;50,0mL e 100,0mL;- funis de separao do tipo Squibbcom capacidade para 1000mL, comtampa;- proveta de vidro borosilicato de 50mL;500mL e 1000mL;- termmetro;- bales volumtricos de 500 mL;- bales de destilao de fundo chato esada lateral de 1000mL;- condensadores de Graham, hastelonga (200 ou 300 mm);- pipetas graduadas de 1,0mL; 5,0 mL;e 10,0 mL;- bcheres de 250 mL, 1000mL;- prolas de vidro;- bureta de 50mL.

    9.2 Equipamentos

    - banho-maria;- pH - metro;- Espectrofotmetro para faixa de 460nma 510nm;- manta aquecedora com suporte parafixao de vidrarias ou chapa deaquecimento.- cubeta com caminho tico de 10 a50mm.

    9.3 Limpeza e preparao de materiais

    Todos os materiais utilizados devem serlavados com detergente neutro, guacorrente e enxaguados com guadeionizada.

    10 Coleta e preservao de amostras

    As amostras para a determinao decompostos fenlicos devem ser

    coletadas em frascos de vidro ouplstico contendo 20mL de soluo desulfato ferroso amoniacal. O volumenecessrio de 1000mL. As amostraspara fenis nas concentraesgeralmente encontradas em efluentes,esto sujeitos oxidao qumica ebiolgica. Preserve e estoque asamostras 4C at 4 horas. Acidificarat pH 2,0 com cido sulfrico p.a.,H2SO4 , para estoc-las at 28 dias.

    11 PROCEDIMENTO

    11.1 Para amostras que contm leose graxas:

    - Separar 800mL da amostrahomogeneizada para um bcher de1000mL e ajustar o pH entre 12,0 e 12,5utilizando soluo de hidrxido de sdio6M ou lentilhas;- Transferir a amostra para um funil deseparao, adicionar 10mL declorofrmio e agitar vigorosamente;- Descartar o extrato e caso a amostraainda contenha leos e graxas repetir aextrao quantas vezes foremnecessrias (at o extrato apresentar-selmpido);- Retornar a amostra para o bcher de1000mL e aquecer em banho-maria a60C at a remoo do excesso declorofrmio ( 1 hora). Deixar esfriar;- Separar 500mL da amostra em umbcher de 1000mL. Ajustar o pH para4,0 com soluo de cido fosfrico 1:9,aerar para eliminar a possvel presenade compostos sulfurosos;- Transferir a amostra para o balo dedestilao e acrescentar algumasprolas de vidro e 50mL de guadeionizada . Destilar;- Recolher o destilado em balovolumtrico de 500mL. Em caso dodestilado apresentar-se turvo, procedercomo o descrito em 11.3;- Com uma pipeta volumtrica,transferir 100mL dos destilados parabcheres de 250mL, adicionar 2,5mL desoluo de hidrxido de amnio 0,5M e

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    ajustar o pH para 7,9 0,1 com soluotampo de fosfatos;- Adicionar 1,0mL de soluo de 4-aminoantipirina e misturar bem;- Adicionar 1,0mL de soluo deferricianeto de potssio e misturar;- Fazer a leitura em espectrofotmetroU.V. visvel aps 15 minutos, emcomprimento de onda de 500nm- Proceder de forma similar para aprova em branco e srie de padres.

    11.2 Para amostras isentas de leos egraxas:

    - Proceder conforme o item 11.1,eliminando o processo de extrao comclorofrmio. Omitir a adio de cidofosfrico 1:9. Caso a amostra tenha sidopreservada pela adio de cidosulfrico no momento da coleta, ter ocuidado de ajustar o pH da amostra para4,0 0,2 com soluo de hidrxido desdio.

    11.3 Destilado turvo

    - redestilar a amostra, conforme item11.2;- se a turbidez persistir aps aredestilao executar os passos abaixo;- Separar 500mL da amostra originalpara um bcher de 1000mL, adicionar 4gotas de soluo de metil-orange etitular com soluo de cido sulfrico0,5M at o ponto de viragem;- Transferir para um funil de separaoe adicionar 150g de cloreto de sdio p.a.Agitar;- Acrescentar 40mL de clorofrmio.Agitar vigorosamente e transferir oextrato para um segundo funil deseparao;- Fazer outras quatro extraessucessivas na amostra original utilizando25mL de clorofrmio por extrao.Transferir os extratos para o segundofunil de separao;- Para a composio dos extratos dosegundo funil, fazer trs outrasextraes: Acrescentar 4,0mL desoluo de hidrxido de sdio 2,5M para

    a primeira extrao e 3,0mL da mesmasoluo nas duas seguintes. Combinaros trs extratos em um bcher de1000mL;- Aquecer em banho-maria a 60C paraa retirada do excesso de clorofrmio;- Esfriar, diluir a 500mL com guadeionizada e proceder conforme item11.2.

    11.4 Curva de Calibrao

    - Preparar uma srie de padres apartir de diluies sucessivas da soluopadro de fenol, em bales volumtricosobedecendo os limites da faixa tima deoperao.- Transferir o branco e esta srie depadres para bcheres e procederconforme instrues do item 11.2.- Plotar a curva absorvncia xconcentrao;- Calcular o F - fator da curva decalibraoF= mdia dos resultados da divisodas concentraes conhecidas pelosseus respectivos valores de absorvncia.

    12 Expresso de resultados

    mg fenol/L = ( ) F *B -A

    onde:A = leitura da amostra em absorvncia;B = leitura do branco em absorvnciaF = fator da curva de calibrao

    Nota:

    Caso no seja utilizada na preparaodos padres gua deionizada do TipoI/grau reagente utilizar gua destilada erecm-fervida. Tomar o cuidado depreparar at 2horas antes do uso.

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    13 Representao Esquemtica do Procedimento

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  • Norma Tcnica Interna SABESP NTS 006 : 1999

    14/06/1999 7

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  • NTS 006 : 1999 Norma Tcnica Interna SABESP

    8 14/06/1999

    14 Bibliografia

    - Alm Sobrinho, P.; Garcia JniorA.D.; Rodenas, M.L.A. tratamento deguas residurias com elevadasconcetraes de fenis pelo processo delodos ativados. Trabalho apresentado no12o.Congresso Brasileiro de EngenhariaSanitria e Ambiental. Santa Catarina,nov. 1983.- American Public Health Association.Standard Methods for the Examination ofWater and Wastewater, 19th Edition,1995.- Braile, P.M. Manual de Tratamento deguas residurias industriais. CETESB,1979.

    - Garcia Jnior, A.D. Influncia do fenolna nitrificao em sistemas de lodosativados. Dissertao de Mestrado.Escola Politcnica USP. - So Paulo,Junho de 1985.

    - Morita, M.D. Apostila do CursoCaracterizao de guas residurias.SABESB, 1996;- Sawyer, C.N.; Mc Carty, P.L.Chemestry for EnvironmentalEngineering, third edition. McGraw-Hillbook Co, 1978.- Vogel, A.I. et al. Anlise qumicaquantitativa. 5a ed. Traduo de Macedo,H. Rio de Janeiro. Editora GuanabaraKoogan S.A., 1992.

  • Norma Tcnica Interna SABESP NTS 006 : 1999

    14/06/1999

    FENIS

    Consideraes finais:

    1) Esta norma tcnica agrega informaes de diversas normas da ABNT;2) Esta norma tcnica seguiu as orientaes dadas na ISO 78/2 International

    Standard Layouts for standards Part 2: Standard for chemical analisys, firstedition, 1982.

    3) Tomaram parte na elaborao desta Norma.

    REA UNIDADE DETRABALHO

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    A AANG Jos Henrique da Silva O AguiarA AELG Moacir F. BritoA AELL.1 Helvcio Carvalho de SenaA AELP Vera Lcia de Andrade AguiarA AELS Roseli Dutra SpsitoA AEOB Francisco NovaesA APQG Edvaldo SorriniA APQL Elvira A. Simi VenckunasI IBTC Amlia Yoshie O KiharaI IGTC Orlando Antunes Cintra F

    L LBTC Marco Antnio Silva de OliveiraM MCEC Hermes Correa de SouzaM MCEC Maria Teresa BerardisT TDD/TT Marcelo Kenji Miki

  • NTS 006 : 1999 Norma Tcnica Interna SABESP

    14/06/1999

    Sabesp - Companhia de Saneamento Bsico do Estado de So PauloDiretoria Tcnica e Meio Ambiente - TSuperintendncia de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnolgico - TDDepartamento de Servios Tecnolgicos e Acervo - TDSDiviso de Normalizao Tcnica - TDSN

    Rua Dr. Carlos Alberto do Esprito Santo, 105 - CEP 05429-100So Paulo - SP - BrasilTelefone: (011) 3030-4839 / FAX: (011) 3030-4091E-MAIL : [email protected]

    - Palavras Chave: fenis, esgoto, anlise fsico-qumica.

    8 pginas