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PRÁTICAS EM BIOMEDICINA I 1 Apresentação Essa disciplina fará uma exposição sobre as áreas de atuação do biomédico e representações do conselho. Estuda conceitos de boas práticas de laboratório clínico, biossegurança e programa de gerenciamento de resíduos. Introdução sobre instrumentação laboratorial, técnicas de pipetagem e preparo de soluções, associadas ao manuseio de equipamentos no laboratório. O seu sucesso dependerá muito da sua dedicação aos estudos. Você poderá buscar ajuda com os professores ou com os tutores/monitores, visando atingir a aprendizagem. Importante você ANALISAR os conteúdos de forma crítica, buscando relacioná-los com a as demais disciplinas que está cursando, teoria que o fundamenta, CONCEITUAR o tema que está sendo desenvolvido e EXEMPLIFICAR com fatos e coisas que possam mostrar sua aplicação, identificando, portanto, a importância do estudo de cada tema. O roteiro de cada aula prática foi elaborado de forma a apresentar os OBJETIVOS que se pretende alcançar em cada experimento, uma INTRODUÇÃO de forma simplificada ou agregada a alguma questão prática que correlacione a importância dos temas, PARTE EXPERIMENTAL com detalhamento das experiências a serem realizadas, com espaço para apresentação dos RESULTADOS, BIBLIOGRAFIA e algumas QUESTÕES (autoavaliação) para verificação do conhecimento adquirido. Apesar de recomendável, não foram descritos os materiais, reagentes e vidrarias utilizados em cada aula, mas o aluno deverá relacioná-los sempre após cada aula como uma forma de fixação deste conteúdo já abordado em outras disciplinas. Biossegurança OBJETIVOS ▶ Explicar como se deve trabalhar no laboratório; ▶ Apresentar os perigos e as normas de segurança em um laboratório; ▶ Identificar a classificação padrão dos produtos químicos. ______________________________________________________________ Para tirar o máximo de proveito de um laboratório, você deve seguir alguns princípios básicos, principalmente porque isso resulta em segurança para você e para as pessoas que estão compartilhando este ambiente de trabalho. É necessário que todos os usuários conheçam e pratiquem determinadas regras, desde o primeiro instante que pretenderem permanecer em um laboratório. Para trabalhar em um laboratório, o que devo saber? Conhecer sobre descarte de reagente s: resíduo e rejeito Conhecer a indumentári a apropriad a Identificar a classificação dos produto s químico s Conhecer os equipamentos e vidraria s Usa r Jaleco (avental) Óculos de segurança Conhec e r as normas de seguranç a Manuse ar adequadamente os reagentes: sólidos, líquidos e gases Indumentária Apropriada • Avental de mangas compridas, longos até os joelhos, com fios de algodão na composição do tecido. • Calça comprida de tecido não inteiramente sintético. • Sapato fechado, de couro ou assemelhado. • Óculos de segurança. • Luvas ☞ Equipamentos de Proteção Individual (EPI) – avental, luvas, proteção facial/ocular e proteção respiratória. Indumentária Proibida • Bermuda ou short. • Sandália, Chinelo, Sapato aberto. • Uso de lente de contato. • Uso de braceletes, correntes ou outros adereços. • Avental de nylon ou 100% poliéster. Faça no Laboratório • Lave as mãos antes de iniciar seu trabalho. • Lave as mãos entre dois procedimentos. • Lave as mãos antes de sair do laboratório. • Certifique-se da localização do chuveiro de emergência, lava-olhos, e suas operacionalizações. • Conheça a localização e os tipos de extintores de incêndio no laboratório. • Conheça a localização das saídas de emergências. Não Faça no Laboratório • Fumar • Comer • Correr • Beber • Sentar ou debruçar na bancada • Sentar no chão • Não use cabelo comprido solto • Não (ou evite) trabalhar solitário no laboratório • Não manuseie sólidos e líquidos desconhecidos apenas por curiosidade Com os Ácidos • Adicione sempre o ácido à água; nunca faça o inverso. Com Bicos de Gás • Feche completamente a válvula de regulagem de altura de chama. • Abra o registro do bloqueador da linha de alimentação. • Providencie uma chama piloto e aproxime do bico de gás. • Abra lentamente a válvula de regulagem de altura de chama até que o bico de gás ascenda. • Regule a chama. Com Soluções • Cerca de 80% das soluções químicas concentradas são nocivas aos organismos vivos, principalmente se ministradas por via oral. • Não transporte soluções em recipientes de boca larga, se tiver que efetuá-lo por certa distância, triplique sua atenção durante o percurso e solicite a um colega que o acompanhe. • Não leve à boca qualquer reagente químico, nem mesmo o mais diluído. • Certifique-se da concentração e da data de preparação de uma solução antes de usá-la. • Não pipete, aspirando com a boca, líquidos cáusticos, venenosos ou corantes, use pêra de segurança. • Não use o mesmo equipamento volumétrico para medir simultaneamente soluções diferentes. • Volumes de soluções padronizadas, tiradas dos recipientes de origem e não utilizadas, devem ser descartados e não retornados ao recipiente de origem. Com Sólidos e Líquidos • O descarte deverá ser efetuado em recipientes apropriados separando-se o descarte de orgânicos de inorgânicos. • Cuidados com Aquecimento, incluindo: Reação exotérmica, chama direta, resistência elétrica e banho-maria. • Não aqueça bruscamente qualquer substância. • Nunca dirija a abertura de tubos de ensaio ou frascos para si ou para outrem durante o aquecimento. • Não deixe sem o aviso "cuidado material aquecido", equipamento ou vidraria que tenha sido removida de sua fonte de aquecimento, ainda quente e deixado repousar em lugar que possa ser tocado inadvertidamente. • Não utilize "chama exposta" em locais onde esteja ocorrendo manuseio de solventes voláteis, tais como éteres, acetona, metanol, etanol, etc. • Não aqueça fora das capelas, substâncias que gerem vapores ou fumos tóxicos. Manuseio e Cuidados com Frasco de Reagentes • Leia cuidadosamente o rótulo do frasco antes de utilizá-lo, habitue-se a lê-lo, mais uma vez, ao pegá-lo, e novamente antes de usá-lo. • Ao utilizar uma substância sólida ou líquida dos frascos de reagentes, pegue-o de modo que sua mão proteja o rótulo e incline-o de modo que o fluxo escoe do lado oposto ao rótulo. • Muito cuidado com as tampas dos frascos, não permita que ele seja contaminada ou contamine-se. Se necessário use o auxílio de vidros de relógio, placas de Petri, etc. para evitar que isso aconteça. • Ao acondicionar um reagente, certifique-se antes da compatibilidade com o frasco, por exemplo, substâncias sensíveis à luz, não podem ser acondicionadas em embalagens translúcidas. • Não cheire diretamente frascos de nenhum produto químico, aprenda esta técnica e passe a utilizá-la de início, mesmo que o frasco contenha perfume. • Os cuidados com o descarte de frascos vazios de reagentes não devem ser menores que os cuidados com o descarte de soluções que eles dão origem. • Cuidados com Aparelhagem, Equipamentos e Vidrarias Laboratoriais: Antes de iniciar a montagem, inspecione a aparelhagem, certifique-se de que ela esteja completa, intacta e em condições de uso. • Não utilize material de vidro trincado, quebrado ou com arestas cortantes. • Não seque equipamentos volumétricos utilizando estufas aquecidas ou ar comprimido. • Não utilizes tubos de vidro, termômetros em rolha, sem antes lubrificá-los com vaselina e proteger as mãos com luvas apropriadas ou toalhade pano. FIQUE ATENTO • Explosivo: evitar choques, fricção, faíscas, fogo e calor. • Oxidantes: evitar todo contato com substâncias comburentes. • Inflamável: manter longe de chamas, faíscas e fontes de calor. • Tóxico: evitar qualquer contato com o corpo humano. Em caso de mal estar procurar imediatamente um médico. No caso de substâncias cancerígenas e mutagênicas, ver indicações especiais. • Corrosivo: evitar contato com os olhos, pele e roupa mediante medidas protetoras especiais. Não inalar os vapores. Em caso de acidente ou mal estar, procurar imediatamente um médico. • Irritante: evitar contato com os olhos e a pele. Não inalar os vapores. RÓTULO DE UM REAGENTE QUÍMICO Resíduos Químicos Caracterizar e classificar um material residual significa identificar as propriedades ou características daquele material que possam causar danos ao homem e ao meio ambiente. Eta ação subsidia diretamente a tomada de decisões técnicas e econômicas em todas as fases do manejo do material. Assim materiais residuais caracterizados como perigosos devem sofre manuseio, estocagem, segregação, rotulagem e tratamento criteriosos, ao passo que materiais não perigosos podem ser manejados com menor grau de complexidade. Rejeitos considerados perigosos devem ser necessariamente tratados antes da disposição final, enquanto que rejeitos considerados não perigosos podem ser descartados no ambiente após a devida consideração da legislação ambiental vigente. Definições: Material residual: termo usado para abranger, genericamente, qualquer resíduo ou rejeito produzido por uma fonte geradora. Resíduo: é um material residual remanescente de alguma apropriação, processo ou atividade e que, em princípio, possui um potencial de uso, para o próprio gerador ou não, com ou sem tratamento. N ome IUPAC Fórmula Molecular Massa Molecular Símbolo de periculosidade Rejeito: é um material residual remanescente de alguma apropriação, processo ou atividade, porém, inservível, já que não apresenta possibilidade técnica ou econômica de uso, com ou sem tratamento, devendo ser tratado para descarte no meio ambiente. Resíduo perigoso: material (substância ou mistura de substâncias) com potencial de causar danos a organismos vivos, materiais, estruturas ou ao meio ambiente; ou ainda, que pode tornar-se perigoso por interação com outros materiais Danos: explosão, fogo, corrosão, toxicidade a organismos ou outros efeitos deletérios. Em laboratórios químicos os resíduos perigosos mais usuais compreendem: • solventes orgânicos • resíduos de reações • reagentes contaminados, degradados ou fora do prazo de validade • soluções-padrão • fases móveis de cromatografia CLASSIFICAÇÃO DO MATERIAL RESIDUAL No Brasil, o processo para classificar um material residual como perigoso deve seguir o recomendado pela ABNT NBR 10.004 e a consulta a seus oito anexos, apresentam, entre outros atos normativos, listagens de resíduos perigosos. Segundo a NBR 10.004:2004 os resíduos são classificados em: a) Classe I: Perigosos São aqueles que podem apresentar riscos à saúde pública ou ao meio ambie'l:e, em função de suas características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade ou patogenicidade. b) Classe II: Não Perigosos . • Classe II A: Não Inertes São resíduos que não apresentam periculosidade, porém, não são inertes e podem ter propriedades como combustibilidade, biodegradabilidade ou solubilidade em água . • Classe II B: Inertes São resíduos que, submetidos ao teste de solubilização, não apresentam nenhum de seus constituintes solubilizados em concentrações superiores aos padrões de potabilidade da água. ☞ Segregação de resíduos perigosos Definição de grupos de resíduos: deverão ser definidos considerando-se, além das peculiaridades do inventário, as características fisico-químicas, periculosidade, compatibilidade e o destino final dos resíduos. TRATAMENTO DE MATERIAIS RESIDUAIS Métodos de Tratamento Tratamento químico • neutralização ácido-base • precipitação química • oxidação redução • absorção em carvão ativado • troca iônica Tratamento físico • remoção física: destilação, evaporação, extração por solvente, extração por arraste a vapor, troca iônica, precipitação, cristalização, filtração, adsorção, osmose reversa • microencapsulamento • estabilização Tratamento térmico • incineração • co-processamento • combustão em caldeiras e fornos • detonação • vitrificação Tratamento biológico • bioremediação Disposição no solo • aterro industrial Tipos de riscos ambientais A Portaria nº 3.214 de 08 de junho de 1978 do Ministério do Trabalho, aprova as Normas Regulamentadoras - NR - do Capítulo V, Título II, da Consolidação das Leis do Trabalho, relativas a Segurança e Medicina do Trabalho. A NR-9, atualizada pela Portaria Nº 25 de 29/12/1994, estabelece a obrigatoriedade da elaboração e implementação, por parte de todos os empregadores e instituições que admitam trabalhadores como empregados, do Programa de Prevenção de Riscos Ambientais - PPRA, visando à preservação da saúde e da integridade dos trabalhadores, através da antecipação, reconhecimento, avaliação e conseqüente controle da ocorrência de riscos ambientais existentes ou que venham a existir no ambiente de trabalho, tendo em consideração a proteção do meio ambiente e dos recursos naturais (Anexos 04 e 05). De acordo essa legislação, consideram-se os seguintes tipos de riscos no ambiente de trabalho: 1. Risco de Acidentes: qualquer fator que coloque o trabalhador em situação de perigo e possa afetar sua integridade, bem estar físico e moral. São exemplos de risco de acidente: as máquinas e equipamentos sem proteção, probabilidade de incêndio e explosão, arranjo físico inadequado, armazenamento inadequado, pisos escorregadios, etc. 2. Risco Ergonômico: qualquer fator que possa interferir nas características psicofisiológicas do trabalhador causando desconforto ou afetando sua saúde. São exemplos de risco ergonômico: o levantamento e transporte manual de peso, o ritmo excessivo de trabalho, a monotonia, a repetitividade, a responsabilidade excessiva, a postura inadequada de trabalho, o trabalho em turnos, etc. 3. Risco Físico: diversas formas de energia a que possam estar expostos os trabalhadores, tais como: ruído, vibrações, pressões anormais, temperaturas extremas, radiações ionizantes, radiações não ionizantes, ultra-som, materiais cortantes e pontiagudos, etc. 4. Risco Químico: substâncias, compostas ou produtos que possam penetrar no organismo pela via respiratória, nas formas de poeiras, fumos, névoas, neblinas, gases ou vapores, ou que, pela natureza da atividade de exposição, possam ter contato ou ser absorvido pelo organismo através da pele ou por ingestão. 5. Risco Biológico: bactérias, fungos, parasitos, vírus, entre outros patógenos. Esses agentes são capazes de provocar dano à saúde humana, podendo causar infecções, efeitos tóxicos, efeitos alergênicos, doenças auto- imunes e a formação de neoplasias e malformações. Especificamente para os trabalhadores da área da saúde, a NR-32 que estabelecer as diretrizes básicas para a implementação de medidas de proteção à segurança e à saúde dos trabalhadores dos serviços de saúde, identifica os riscos biológicos de acordo com: a) Fontes de exposição e reservatórios: as fontes de exposição incluem pessoas, animais, objetos ou substâncias que abrigam agentes biológicos, a partir dos quais se torna possível a transmissão a um hospedeiro ou a um reservatório. Reservatório é a pessoa, animal, objeto ou substância no qual um agente biológico pode persistir, manter sua viabilidade, crescer ou multiplicar-se, de modoa poder ser transmitido a um hospedeiro. A identificação da fonte de exposição e do reservatório é fundamental para se estabelecerem as medidas de proteção a serem adotadas. b) Vias de transmissão e de entrada: é o percurso feito pelo agente biológico a partir da fonte de exposição até o hospedeiro. A transmissão pode ocorrer das seguintes formas: • Direta: transmissão do agente biológico sem a intermediação de veículos ou vetores. Exemplos: transmissão aérea por bioaerossóis, transmissão por gotículas e contato com a mucosa dos olhos; • Indireta: transmissão do agente biológico por meio de veículos ou vetores. Exemplos: transmissão por meio de mãos, pérfuro-cortantes, luvas, roupas, instrumentos, vetores, água, alimentos e superfícies. c) Transmissibilidade, patogenicidade e virulência do agente: é a capacidade de transmissão de um agente a um hospedeiro. O período de transmissibilidade corresponde ao intervalo de tempo durante o qual um organismo pode transmitir um agente biológico; a Patogenicidade dos agentes biológicos é a sua capacidade de causar doença em um hospedeiro suscetível; e a Virulência é o grau de agressividade de um agente biológico, isto é, uma alta virulência de um agente pode levar a uma forma grave ou fatal de uma doença. A virulência relaciona-se à capacidade de o agente invadir, manter-se e proliferar, superar as defesas e, em alguns casos, produzir toxinas. d) Persistência do agente biológico no ambiente: é a capacidade de o agente permanecer no am- biente, mantendo a possibilidade de causar doença. CLASSES DE RISCO BIOLÓGICO De acordo com as Diretrizes Gerais para o Trabalho em Contenção com Material Biológico, elaborado em 2004 pela Comissão de Biossegurança em Saúde - CBS do Ministério da Saúde, os tipos de agentes podem ser classificados com base no seu risco biológico em 5 Classes: Classe de Risco I: escasso risco individual e comunitário – quando o microorganismo tem pouca probabilidade de provocar enfermidades humanas ou veterinárias. Ex.: Lactobacillus. Classe de Risco II: risco individual moderado; risco comunitário limitado – a exposição pode provocar infecções, porém, se dispõe de medidas profiláticas e terapêuticas eficazes, sendo o risco de propagação limitada. Ex.: Schistosoma mansoni (causador da esquistossomose). Classe de Risco III: risco individual elevado; risco comunitário limitado – pode causar infecções graves em humanos e animais; se propagar de uma pessoa para outra, mas existe profilaxia/tratamento eficazes. Ex.: Bacillus anthracis (causador de carbúnculo ou antrax). Classe de Risco IV: elevado risco individual e comunitário – agentes biológicos de fácil propagação e altamente patogênicos para o homem, animais e meio ambiente, não existindo medidas profiláticas ou terapêuticas eficientes. Ex.: Vírus Ebola (causa febre hemorrágica). Classe de Risco V: elevado risco de contaminação em animais e do meio ambiente – agentes patogênicos não existentes no país, podendo ou não oferecer risco direto ao homem, mas causando graves perdas econômicas e na produção de alimentos. Ex.: Achantina fulica (caramujo-gigante-africano trazido para o Brasil para produção e comercialização de escargot). 2. NÍVEIS DE BIOSSEGURANÇA (NB) Ainda observando-se as diretrizes do Ministério da Saúde, foram determinados 4 níveis de biossegurança conforme os cuidados necessários para contenção do tipo de agente patológico: Nível de Biossegurança 1 - NB-1: necessário ao trabalho com os agentes biológicos da Classe de Risco I; recomenda-se utilização de equipamentos de proteção adequados e observação das Boas Práticas de Laboratório (BPLs). Nível de Biossegurança 2 - NB-2: exigido para o desenvolvimento de trabalhos com agentes da Classe de Risco II; são aplicados a laboratórios clínicos e hospitalares de níveis primário de diagnósticos, onde, além da adoção das BPLs, se faz necessária a contenção através de barreiras físicas primárias (EPIs e cabines de segurança biológica) e secundárias (projeção adequada do laboratório de acordo com a legislação vigente). Nível de Biossegurança 3 - NB-3: destinado ao trabalho com microorganismos da Classe de Risco III e grandes volumes e altas concentrações de agentes da Classe de Risco II; são exigidas medidas de contenção física primária e secundária, devendo o laboratório ser projetado e construído de forma especial para contenção de agentes de alto risco; deve ser mantido sob controle rígido de vigilância, inspeção e manutenção, e o corpo técnico deve receber treinamento específico sobre biossegurança e manipulação desses microorganismos. Nível de Biossegurança 4 - NB-4: nível de segurança máxima para desenvolvimento de trabalhos com agentes da Classe de Risco IV; essas unidades devem ser projetadas em áreas isoladas e funcionalmente independentes de outras áreas; requer todas as exigências já citadas além de procedimentos de segurança especiais. Descarte Materiais que estiveram em contato com amostras potencialmente infectantes devem ser descontaminados antes de saírem da área de trabalho onde foram manipulados. Todo material pérfuro-cortante, mesmo que estéril, deve ser desprezado em recipientes resistentes à perfuração. Todos os materiais e amostras contaminados precisam ser desinfetados, antes de serem descartados ou limpos para uso posterior. Devem ser colocados em sacos plásticos à prova de vazamento e identificados, antes de serem autoclavados. Esses sacos devem ser mantidos em vasilhames de paredes rígidas, laváveis e identificados, colocados em área restrita. Para se proceder adequadamente o descarte dos resíduos sólidos gerados nos serviços de saúde ou laboratórios da área, é importante que se conheça a classificação dos mesmos. De acordo com a RDC Nº 306 de 07/12/04, publicada pela ANVISA (Anexo 06), são classificados 5 grupos de resíduo: Grupo A – Potencialmente Infectantes Resíduos com a possível presença de agentes biológicos que, por suas características de maior virulência ou concentração, podem apresentar risco de infecção. Se enquadram nesse grupo: - Grupo A.1 – Culturas e estoques de microrganismos resíduos de fabricação de produtos biológicos, exceto os hemoderivados; meios de cultura e instrumentais utilizados para transferência, inoculação ou mistura de culturas; resíduos de laboratórios de manipulação genética. Estes resíduos não podem deixar a unidade geradora sem tratamento prévio. 3. Grupo A.2 – Carcaças, peças anatômicas, vísceras e outros resíduos provenientes de animais submetidos a processos de experimentação com inoculação de microorganismos, bem como suas forrações, e os cadáveres de animais suspeitos de serem portadores de microorganismos de relevância epidemiológica e com risco de disseminação, que foram submetidos ou não a estudo anátomo-patológico ou confirmação diagnóstica. Devem ser submetidos a tratamento antes da disposição final. 4. Grupo A.3 – Peças anatômicas (membros) do ser humano; produto de fecundação sem sinais vitais, com peso menor de 500 gramas ou estatura menor que 25 centímetros ou idade gestacional menor que 20 semanas, que não tenham valor científico ou legal e não tenha havido requisição pelo paciente ou seus familiares. 5. Grupo A.4 – Kits de linhas arteriais, endovenosas e dialisadores; filtros de ar e gases aspirados de área contaminada; membrana filtrante de equipamento médico-hospitalar e de pesquisa, entre outros similares; sobras de amostras de laboratório e seus recipientes contendo fezes, urina e secreções, provenientes de pacientes que não contenham e nem sejam suspeitos de conter agentes Classe de Risco 4, e nem apresentem relevância epidemiológica e risco de disseminação, ou microorganismo causador de doença emergente que se torne epidemiologicamente importante ou cujo mecanismo de transmissão seja desconhecido ou comsuspeita de contaminação de príons; tecido adiposo proveniente de lipoaspiração, lipoescultura ou outro procedimento de cirurgia plástica que gere este tipo de resíduo; recipientes e materiais resultantes do processo de assistência à saúde, que não contenham sangue ou líquidos copóreos na forma livre; peças anatômicas (órgãos e tecidos) e outros resíduos provenientes de procedimentos cirúrgicos ou de estudos anátomo-patológicos ou de confirmação diagnóstica; carcaças, peças anatômicas, vísceras e outros resíduos provenientes de animais não submetidos a processos de experimentação com inoculação de microorganismos, bem como suas forrações; cadáveres de animais provenientes de serviços de assistência; bolsas transfusionais vazias ou com volume residual pós-transfusão. 6. Grupo A.5 – Órgãos, tecidos, fluidos orgânicos, materiais perfurocortantes ou escarificantes e demais materiais resultantes da atenção à saúde de indivíduos ou animais, com suspeita ou certeza de contaminação com príons. GRUPO B – Químicos Resíduos contendo substâncias químicas que podem apresentar risco à saúde pública ou ao meio ambiente, dependendo de suas características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade e toxicidade. As características dos riscos destas substâncias são contidas na Ficha de Informações de Segurança de Produtos Químicos – FISQ, conforme NBR 14725 da ABNT e Decreto/PR 2657/98 (ver Rotugem e Simbologia no item IX desse Manual). Resíduos químicos que apresentam risco à saúde ou ao meio ambiente, quando não forem submetidos a processo de reutilização, recuperação ou reciclagem, devem ser submetidos a tratamento ou disposição final específicos. Resíduos químicos no estado sólido, quando não tratados, devem ser dispostos em aterro de resíduos perigosos – Classe I. Resíduos químicos no estado líquido devem ser submetidos a tratamento específico, sendo vedado o seu encaminhamento para disposição final em aterros. Enquadram-se nesse grupo os produtos hormonais e produtos antimicrobianos; citostáticos; antineoplásicos; imunossupressores; digitálicos; imunomoduladores; anti-retrovirais, quando descartados por serviços de saúde, farmácias, drogarias e distribuidores de medicamentos ou apreendidos e os resíduos e insumos farmacêuticos dos Medicamentos controlados pela Portaria MS 344/98 e suas atualizações. Resíduos de saneantes, desinfetantes, desinfestantes; resíduos contendo metais pesados; reagentes para laboratório, inclusive os recipientes contaminados por estes. Efluentes de processadores de imagem (reveladores e fixadores); efluentes dos equipamentos automatizados utilizados em análises clínicas; Demais produtos considerados perigosos, conforme classificação da NBR 10.004 da ABNT (tóxicos, corrosivos, inflamáveis e reativos). É importante observar que algumas substâncias químicas são incompatíveis, e a reunião dessas pode provocar reações perigosas e causar acidentes. Veja no Apêndice 1 desse manual a tabela de incompatibilidade entre essas substâncias. GRUPO C – Rejeitos Radioativos Quaisquer materiais resultantes de atividades humanas que contenham radionuclídeos em quantidades superiores aos limites de isenção especificados nas normas do CNEN e para os quais a reutilização é imprópria ou não prevista. Enquadram-se neste grupo os rejeitos radioativos ou contaminados com radionuclídeos, provenientes de laboratórios de análises clinicas, serviços de medicina nuclear e radioterapia, segundo a resolução CNEN-6.05. GRUPO D – Resíduos comuns Resíduos que não apresentem risco biológico, químico ou radiológico à saúde ou ao meio ambiente, podendo ser equiparados aos resíduos domiciliares como: papel de uso sanitário e fralda, absorventes higiênicos, peças descartáveis de vestuário, resto alimentar de paciente, material utilizado em anti-sepsia e hemostasia de venóclises, equipo de soro e outros similares não classificados como A1; sobras de alimentos e do preparo de alimentos; resto alimentar de refeitório; resíduos provenientes das áreas administrativas; resíduos de varrição, flores, podas e jardins; resíduos de gesso provenientes de assistência à saúde. GRUPO E – Perfuro-cortantes Os materiais perfurocortantes e escarificantes como lâminas, lamínulas, vidrarias, seringas, bisturis, entre outros, devem ser descartados separadamente, no local de sua geração, imediatamente após o uso ou necessidade de descarte, em recipientes, rígidos, resistentes à punctura, ruptura e vazamento, com tampa, devidamente identificados. As agulhas descartáveis devem ser desprezadas juntamente com as seringas, quando descartáveis, sendo proibido reencapá-las ou proceder a sua retirada manualmente. Procedimentos gerais de descarte: Cada uma das categorias de resíduos orgânicos e inorgânicos deve ser separada, acondicionada, de acordo com os procedimentos e formas específicas e adequadas para cada categoria. Devem ser observados os símbolos internacionais existentes na fonte produtora do rejeito ou em sua embalagem; esses símbolos são estabelecidos pela Organização Internacional de Normatização (ISO) e pelo Comitê de Especialistas em Transportes de Produtos Perigosos, ambos da Organização das Nações Unidas, adequados a cada caso. Além do símbolo identificador da substância, na embalagem contendo os resíduos deve ser afixada uma etiqueta autoadesiva, preenchida com lápis grafite, as seguintes informações: laboratório de origem, conteúdo qualitativo, classificação quanto à natureza e advertências, quando houver. Os rejeitos orgânicos e inorgânicos sem possibilidade de descarte imediato devem ser armazenados em condições adequadas específicas. Os resíduos orgânicos ou inorgânicos deverão ser desativados com o intuito de transformar pequenas quantidades de produtos químicos em produtos derivados inócuos, permitindo sua eliminação sem riscos. Este trabalho deve ser realizado cuidadosamente e por pessoa especializada. Os resíduos que serão armazenados para posterior recolhimento e descarte/incineração, devem ser recolhidos separadamente em recipientes coletores impermeáveis a líquidos, resistentes, com tampas rosqueadas para evitar derramamentos e fechados para evitar evaporação de gases. ROTULAGEM – SIMBOLOGIA Devemos sempre estar atentos e observar bem os rótulos dos produtos e manuais de equipamentos contidos nos laboratórios. Nos rótulos das substâncias químicas constam especificações sobre a composição e os perigos que estas podem oferecer. Muitas vezes, essas informações se apresentam simbolizadas, seguindo um padrão pré-estabelecido. A seguir, apresentam-se a simbologia padrão constante nesses produtos, a que estão associados e algumas precauções que devem ser adotadas para utilização e armazenamento dos mesmos. Facilmente Inflamável ( F ) Classificação: determinados peróxidos orgânicos; líquidos com pontos de inflamação inferior a 21ºC, substâncias sólidas que são fáceis de inflamar, de continuar queimando por si só; liberam substâncias facilmente inflamáveis por ação de umidade. Precaução: evitar contato com o ar, a formação de misturas inflamáveis gás-ar e manter afastadas de fontes de ignição. Extremamente inflamável ( F +) Classificação: líquidos com ponto de inflamabilidade inferior a 0ºC e o ponto máximo de ebulição 35ºC; gases, misturas de gases (que estão presentes em forma líquida) que com o ar e a pressão normal podem se inflamar facilmente. Precauções: manter longe de chamas abertas e fontes de ignição. Tóxicos ( T ) Classificação: inalação, ingestão ou absorção através da pele, provoca danos à saúde na maior parte das vezes, muito graves ou mesmo letais. Precaução: evitar qualquer contato com o corpo humano e observar cuidados especiais com produtos cancerígenos, teratogênicos ou mutagênicos. Muito Tóxico ( T +) Classificação: inalação, ingestão ou absorção através da pele,provoca danos à saúde na maior parte das vezes, muito graves ou mesmo letais. Precaução: evitar qualquer contato com o corpo humano e observar cuidados especiais com produtos cancerígenos, teratogênicos ou. mutagênicos Corrosivo ( C ) - Classificação: por contato, estes produtos químicos destroem o tecido vivo, bem como vestuário. - Precaução: não inalar os vapores e evitar o contato com a pele, os olhos e vestuário. Oxidante ( O ) - Classificação: substâncias comburentes podem inflamar substâncias combustíveis ou acelerar a propagação de incêndio. - Precaução: evitar qualquer contato com substâncias combustíveis. Perigo de incêndio. O incêndio pode ser favorecido dificultando a sua extinção. Nocivo ( Xn ) - Classificação: em casos de intoxicação aguda (oral, dermal ou por inalação), pode causar danos irreversíveis à saúde. - Precaução: evitar qualquer contato com o corpo humano, e observar cuidados especiais com produtos cancerígenos, teratogênicos ou mutagênicos. Irritante ( Xi ) - Classificação: este símbolo indica substâncias que podem desenvolver uma ação irritante sobre a pele, os olhos e as vias respiratórias. - Precaução: não inalar os vapores e evitar o contato com a pele e os olhos. Explosivo ( E ) - Classificação: indica substâncias que podem explodir sob determinadas condições. - Precaução: evitar atrito, choque, fricção, formação de faísca e ação do calor. De acordo com a legislação de Biossegurança, são também utilizados símbolos, tais como: Vidrarias, equipamentos e técnicas básicas ____________________________________________________________________________ OBJETIVOS ▶ Identificar as principais vidrarias e equipamentos usados no laboratório; ▶ Apresentar técnicas básicas usadas no laboratório; ____________________________________________________________________________ Antes de iniciar qualquer experimento em um laboratório, é importante familiarizar-se com os equipamentos disponíveis, conhecer seu funcionamento, indicação de uso e a maneira correta de manuseá-lo. Grande maioria dos equipamentos utilizados nos laboratórios é de vidro, portanto é necessário muito cuidado ao manuseá-los. Estes podem ser de vidro comum, pirex ou de quartzo fundido. A seguir apresentaremos alguns equipamentos básicos utilizados rotineiramente em laboratórios e suas funções. VIDRARIAS Tubo de ensaio: utilizado para realização de reações químicas em pequena escala, principalmente testes qualitativos. Podem ser aquecidos em movimentos circulares diretamente sob a chama do Bico de Busen. Tubos de ensaio devem ser aquecidos de forma que a extremidade aberta não esteja virada para uma pessoa. Béquer: utilizado para dissolver uma substância em outra, preparar soluções em geral, aquecer líquidos, dissolver substâncias sólidas e realizar reações. Erlenmeyer: devido ao seu gargalo estreito, é utilizado para dissolver substâncias, agitar soluções e aquecer líquidos sobre a tela de amianto. Integra várias montagens como filtrações, destilações e titulações. Kitassato: frasco com saída lateral, utilizados em "filtrações a vácuo", ou seja, nas quais é provocado um vácuo parcial dentro dos recipientes para acelerar o processo de filtração. Funil comum: utilizado em filtrações simples, com o auxílio de um papel de filtro, e transferir líquidos de um recipiente para outro. Balão de fundo chato: utilizado para aquecer brandamente líquidos ou soluções, realizar reações com desprendimentos de gás e armazenar líquidos ou soluções. Balão de fundo redondo: utilizado para aquecer líquidos ou soluções e realizar reações em geral. É também utilizado em sistemas de refluxo e evaporação a vácuo, acoplado à Rotavapor. Proveta: utilizada para medir volumes de líquidos sem grande precisão. Balão volumétrico: utilizado para preparar e diluir soluções com volumes precisos e prefixados. Não pode ser aquecido, pois possui grande precisão de medida. Equipamento calibrado. Vidro de relógio: utilizado normalmente na pesagem e no transporte de substâncias químicas. É também utilizado para cobrir, por exemplo, cápsula de porcela de modo a proteger os sólidos e evitar perda de reagentes. Pipeta graduada: utilizada para medida de volumes variáveis de líquidos com boa precisão dentro de uma determinada escala. Não pode ser aquecida. Equipamento calibrado. Pipeta volumétrica: utilizada para medir, com grande precisão, um volume fixo de líquidos. Não pode ser aquecida. Equipamento calibrado. Bureta: utilizada para medida precisa de volume de líquidos. Permite o escoamento controlado de líquido através da torneira. Equipamento utilizado em titulações. Não pode ser aquecida. Equipamento calibrado. Funil de separação/decantação: utilizado para separar líquidos imiscíveis e na extração líquido-líquido. Também é conhecido como funil de bromo. Condensador: utilizado para condensar os vapores produzidos no processo de destilação ou aquecimento sob refluxo. Existem condensadores de Liebig ou de tubo reto, de bolas e de serpentina. Bastão de vidro/baqueta: utilizado para agitação de soluções e de líquidos, na dissolução de sólidos, no auxílio para transferência de líquidos de um recipiente para outro, etc. Placa de Petri: utilizada para secagem de substâncias. É um recipiente raso com tampa. Em Biologia são utilizadas para desenvolvimento de culturas de fungos ou bactérias. Tubo de Thiele : utilizado na determinação do ponto de fusão das substâncias. Existem equipamentos eletrônicos para este fim. Bolinha de vidro: utilizada em montagens de refluxo e destilação para evitar a superebulição (fenômeno em que um líquido ferve a uma temperatura maior que seu ponto de ebuilição). Pode também ser de porcelana. Dessecador: utilizado para guardar substâncias em atmosfera com baixa umidade. Contém substâncias higroscópicas, ou seja, que absorvem a umidade do meio. Dê o nome a cada uma das vidrarias abaixo: UTENSÍLOS DE PORCELANA Funil de Büchner: utilizado em filtrações a vácuo em conjunto com o kitassato. Cadinho : utilizado para calcinações de substâncias, no aquecimento e fusão de sólidos a altas temperaturas. Pode também ser constituído de ferro, prata ou platina. Cápsula : utilizado na evaporação de líquidos. Pode ser aquecido diretamente na chama. Almofariz e pistilo : utilizado para trituração e pulverização de sólidos. Pode também ser constituído de ágata. Dê o nome a cada um dos utensílios abaixo: UTENSÍLOS GERAIS Tela de amianto : tela metálica (de aço), com o centro recoberto em amianto ou cerâmica, utilizada para distribuir uniformemente o calor recebido da chama do bico de Busen para todo o recipiente. Argola ou anel: utilizado para suporte de funil vidro em montagens de filtração, decantação, etc. Garra metálica : utilizada para fixar os diversos equipamentos, mantendo a montagem estável. Pinça de madeira : utilizada para segurar tubos de ensaio. Suporte para tubos de ensaio : utilizado para sustentação de tubos de ensaio. Tripé: utilizado para dar sustentação à tela de amianto ou ao triângulo de porcelana. Suporte universal : utilizado para dar sustentação aos materiais de laboratório. Pinça metálica : utilizado para segurar objetos aquecidos. Piseta ou frasco lavador: utilizado para lavagem de diversos materiais. Normalmente contém água destilada, mas outros solventes podem também ser armazenados. Espátula: utilizada para transferência de substâncias sólidas. Trompa de vácuo : utilizada para reduzir a pressão no interior de um frasco, principalmentedurante a filtração sob pressão reduzida. Pipetador de borracha ou pêra : utilizado para encher pipetas por sucção, principalmente no caso de líquidos voláteis, irritantes ou tóxicos. Agitador magnético: utilizado para agitar soluções e líquidos. Podem ser só de agitação e/ou com aquecimento. Manta aquecedora : utilizado para aquecimento de líquidos inflamáveis contidos em um balão de fundo redondo. Balança : utilizado para determinação de massa. As balanças mecânicas mais precisas têm sua sensibilidade restrita a uma ordem de grandeza de 0,01g. As eletrônicas podem ter precisão de 0,0001g. Para boa utilização, devem estar niveladas e ter manutenção e calibração periódica. Centrífuga: utilizado para separação de misturas imiscíveis do tipo sólido-líquido, quando o sólido se encontra finamente disperso no líquido. Estufa: utilizado para secagem de materiais em geral, principalmente vidrarias. Capela : utilizada para manusear substâncias gasosas, tóxicas, irritantes, etc. Bomba de vácuo: utilizada para reduzir a pressão no interior de um recipiente. Bico de Bünsen : é utilizado como fonte de calor destinada ao aquecimento de materiais não inflamáveis. Possui como combustível normalmente o G.L.P (butano e propano) e como comburente o gás oxigênio do ar atmosférico que em proporção otimizada permite obter uma chama de alto poder energético. Dê o nome dos equipamentos abaixo: O BICO DE BUNSEN Possui na sua base um regulador de entrada de ar, a chama torna-se amarela e relativamente fria (com temperatura mais baixa). A esta temperatura a combustão é incompleta. Com o aumento da entrada de ar a chama torna-se azul, mais quente e forma um cone interior distinto, mais frio. Zona neutra: é uma zona interna próxima da boca do tubo, limitada por uma "camada" azulada que contém os gases que ainda não sofreram combustão. É a região de menor temperatura da chama (300 ºC a 530 ºC). Zona redutora: é uma zona intermediária, luminosa, que fica acima da zona neutra e forma um pequeno "cone", onde se inicia a combustão do gás. Nesta zona forma-se monóxido de carbono, que se decompõe por ação do calor dando origem a pequenas partículas de carbono, que, sendo incandescentes, dão luminosidade à chama e espalham-se sobre a tela de amianto na forma de "negro de fumo". Região da chama de temperatura intermediária (530 ºC a 1540 ºC). Zona oxidante: zona externa de cor violeta-pálido, quase invisível, que compreende toda a região acima e ao redor da zona redutora. Os gases que são expostos ao ar sofrem combustão completa, formando gás carbônico e água. Região de maior temperatura (1540 ºC). TÉCNICAS BÁSICAS DE LABORATÓRIO Transferência de sólidos: não utilizar a mesma espátula para transferir amostras de substâncias diferentes. Este procedimento pode contaminar os reagentes. Transferência de líquidos: pode-se usar conta-gotas, bastão de vidro, funil de vidro e pipetas. Leitura do nível de um líquido - menisco: para ler corretamente o nível de um líquido, é importante olhar pela linha tangente ao menisco, que é côncavo, no caso de líquidos que aderem ao vidro, e convexo, no caso de líquidos que não aderem ao vidro (mercúrio). O menisco consiste na interface entre o ar e o liquido a ser medido. O seu ajuste deve ser feito de modo que o seu ponto inferior fique horizontalmente tangente ao plano superior da linha de referência ou traço de graduação, mantendo o plano de visão coincidente com esse mesmo plano. Papel de filtro dobrado liso: é utilizado quando se deseja produzir uma filtração mais lenta e o líquido é o que mais interessa no processo. Papel de filtro pregueado: é utilizado quando se deseja produzir uma filtração mais rápida e o sólido é o que mais interessa no processo. Filtração simples e a vácuo: a filtração simples é o processo usado para a separação de uma mistura heterogênea sólido-líquido. Na filtração à vácuo de uma mistura sólido-líquido usa-se um funil chamado de funil de Buchner, cujo fundo é perfurado e sobre o qual se coloca o papel de filtro. Filtração Simples Filtração à Vácuo vácuo Aumenta a superfície de contato entre a mistura e o papel Decantação: o processo de decantação é utilizado na separação de dois líquidos não miscíveis. Centrifugação: é o processo utilizado para acelerar a sedimentação das fases. Destilação: é o processo utilizado para separação de misturas, podendo ser simples ou fracionada. Fonte: http://www.quiprocura.net/separa_mistura2.htm PARTE PRÁTICA Procedimento 1: Utilização da “pêra” para medidas de volume • Com o auxílio de uma pipeta graduada e de uma pêra, meça 10 mL de água destilada contida no béquer e transfira para o erlenmeyer de volume apropriado. • Utilizando uma garra, prenda uma bureta de 25 ou 50 mL a um suporte universal. Com o auxílio de um béquer, preencha uma bureta com água destilada. Tire a bolha e acerte o zero. Deixe escoar 12 mL de água para o erlenmeyer. Procedimento 2: Utilização da balança para pesar sólidos • Utilizando um almofariz com pistilo, triture bastões de giz até a completa pulverização do mesmo. • Utilizando uma balança e com o auxílio de um vidro de relógio e uma espátula, pese 0,3570 g do sólido triturado. • Transfira o pó de giz pesado para um béquer e adicione, com o auxílio de uma proveta, 25 mL de água destilada. Agite a mistura com um bastão de vidro. • Filtre a mistura, utilizando a técnica de filtração simples. Use o papel de filtro dobrado corretamente. Procedimento 3: Aquecimento no bico de Busen • Adicionar 4 mL de água destilada em um tubo de ensaio. • Segurar o tubo, próximo à boca, com pinça de madeira. • Aquecer a água, na chama, com pequena agitação, até a ebulição da água. Procedimento 4: Realizando uma decantação • Em um béquer com auxílio de uma proveta, prepare uma mistura contendo 10 mL de água e 10mL de óleo. • Transfira a mistura para o funil de decantação e realize a separação das fases. Procedimento 5: Realizando uma calcinação • Colocar uma pequena porção de sulfato de cobre pulverizado em um cadinho de porcelana, adaptado num triângulo de porcelana. • Aqueça com a chama forte. • Observar depois de alguns minutos a mudança de cor do composto. Referência Bibliográfica: 1. Trindade, D.F.; Oliveira, F.P.; Banuth, G.S.L.; Bispo, J.G. Química Básica Experimental, Editora Icone, São Paulo, SP, 1998. (ISBN: 85-274-0511-3). AUTO-AVALIAÇÃO 1. Por que a maioria dos materiais usados em laboratórios químicos são feitos de vidro? 2. Cite duas substâncias higroscópicas que poderiam ser usadas em um dessecador. 3. Quando deve ser usada uma pipeta volumétrica? E uma pipeta graduada? 4. Qual a função da tela de amianto? 5. O que é calcinação? 6. Qual técnica você usaria para separar álcool da gasolina. Explique. 7. Cite duas vidrarias de alta precisão volumétrica. 8. Qual a precisão da pipeta graduada e da proveta usadas no laboratório? Preparo de soluções ______________________________________________________________________________ OBJETIVOS ▶ Preparar soluções a partir de reagentes sólidos e líquidos; ▶ Fazer cálculos prévios da quantidade de reagentes sólidos ou líquidos necessários para o preparo de soluções com concentração pré-estabelecida; ▶ Reconhecer as vidrarias volumétricas utilizadas no preparo de soluções; ______________________________________________________________________________ No nosso cotidiano váriosdos produtos comercializados em supermercados e farmácias são soluções. Os alvejantes são soluções aquosas de hipoclorito de sódio (NaClO) e outras substâncias. As soluções de hipoclorito podem ter concentração variada, dependo do seu uso, e são encontradas comercialmente com o nome de água sanitária. O hipoclorito é uma espécie química que se decompõe com grande facilidade, principalmente na presença de luz, por isso essas soluções são comercializadas em recipientes opacos. Esse produto é usado no tratamento de água e desinfecção em geral pelo seu poder bactericida e por ser de baixo custo. O vinagre é muito usado como condimento que proporciona gosto e aroma aos alimentos. Este produto também é utilizado para conservar vegetais e outras substâncias, além de apresentar ação antisséptica contra a cólera e também em relação à Salmonella spp. e outros patógenos do intestino que causam infecções e epidemias. Desta forma, antes do consumo, é recomendável que se lave as frutas e hortaliças com vinagre. O vinagre é uma solução aquosa diluída onde predomina o ácido acético. A grande maioria dos trabalhos experimentais nos laboratórios requer o emprego de soluções. Uma solução é uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias. Nesta o componente que existir em menor quantidade é chamada de soluto. Qualquer substância que forme um sistema homogêneo com a água, esta será sempre considerada como solvente, mesmo que esteja em menor quantidade. No preparo de soluções as vidrarias utilizadas são a pipeta volumétrica e o balão volumétrico, este possui um traço de aferição situado no gargalo, que determina o limite da capacidade do mesmo. Quando o solvente atingir o traço de aferição, observa-se a formação de um menisco. LEITURA DO MENISCO Para soluções translúcidas a leitura sempre se faz na parte inferior do menisco, enquanto para soluções não translúcidas a leitura se faz na parte superior do menisco. GRAU DE PUREZA DE UM REAGENTE Nos rótulos dos reagentes, nem os de alto grau de pureza são 100% puros. Para cada aplicação específica existe um reagente específico. 37% em massa de ácido clorídrico 98% em massa de ácido sulfúrico Primeiramente vou precis s ar calcular a quantidade de soluto (sólido ou líquido) que irei precisar para preparar uma solução de concentração definida. UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO MAIS UTILIZADAS FÓRMULAS IMPORTANTES FÓRMULA UNIDADE Concentração comum C = m V g/mL Número de mol n = m MM mol Molaridade M = m MM.V mol/L g/ L Representa a massa ( em g) do soluto por litro de solução Mol/L É o número de mols de uma substância por litro de solução Percentual % Porcentagem de um componente (soluto). Usualmente expressa como percentrual peso/peso (% p/p) ppm ou ppb Gramas de substâncias por milhão ou bilhão de gramas de solução ou mistura total O PREPARO DE SOLUÇÕES DEVE SEGUIR A SEGUINTE ORDEM (SÓLIDOS): 1. Pesar o soluto; 2. Dissolver o soluto em um béquer usando uma pequena quantidade de solvente; 3. Transferir quantitativamente para o balão volumétrico; 4. Completar o volume com o solvente; 5. Homogeneizar a solução; 6. Padronizar a solução padrão, quando necessário; 7. Guardar as soluções em recipientes adequados e rotulados. O PREPARO DE SOLUÇÕES DEVE SEGUIR A SEGUINTE ORDEM (LÍQUIDOS): 1. Medir o volume do soluto; 2. Transferir quantitativamente para o balão volumétrico; 3. Completar o volume com o solvente; 4. Homogeneizar a solução; 5. Padronizar a solução padrão, quando necessário; 6. Guardar as soluções em recipientes adequados e rotulados. Rotule o recipiente conforme indicação abaixo: PARTE PRÁTICA Procedimento 1: soluto sólido ▶ Preparação de 100 mL de solução de sulfato de cobre pentaidratado 0,01 mol/L • Calcular a massa de CuSO4. 5H2O necessária para preparação da solução. • Pesar a quantidade calculada em um béquer de capacidade apropriada. • Adicionar 20 mL de água destilada ao béquer contendo o CuSO4. 5H2O e dissolver o sólido com o auxílio de um bastão de vidro. • Transfirir esta solução para um balão volumétrico de 100 mL “quantitativamente”. • Efetuar pelo menos 3 lavagens do béquer e do bastão de vidro com, no máximo, 20mL de água destilada em cada lavagem, transferindo sempre para o balão volumétrico. • Completar o volume do balão volumétrico com água destilada até o traço de aferição. • Agitar o balão volumétrico para homogeneizar a solução. • Guardar a solução, já rotulada, para uso posterior. Apresente, abaixo, os cálculos necessários para determinação da massa de CUSO4. 5H2O a ser pesada. ▶ Preparação de 100 mL de solução de sacarose a 1% • Calcular a massa de sacarose necessária para preparação da solução. • Pesar a quantidade calculada em um béquer de capacidade apropriada. • Adicionar 20 mL de água destilada ao béquer contendo a sacarose e dissolver o sólido com o auxílio de um bastão de vidro. • Transferir esta solução para um balão volumétrico de 100 mL “quantitativamente”. • Efetuar pelo menos 3 lavagens do béquer e do bastão de vidro com, no máximo, 20mL de água destilada em cada lavagem, transferindo sempre para o balão volumétrico. • Completar o volume do balão volumétrico com água destilada até o traço de aferição. • Agitar o balão volumétrico para homogeneizar a solução. • Guardar a solução, já rotulada, para uso posterior. Apresente, abaixo, os cálculos necessários para determinação da massa de sacarose a ser pesada. Procedimento 2: soluto líquido ▶ Preparação de 100 mL de solução de ácido clorídrico 0,1 mol/L • Calcular o volume de HCl concentrado necessário para preparação da solução. • Com o auxílio de uma pipeta de volume apropriado, medir o volume calculado e transferir para um balão volumétrico de 100 mL, já contendo um pouco de água. • Adicionar, aos poucos, água destilada até completar o volume até o traço de aferição. • Agitar o balão para homogeneizar a solução. • Guardar a solução, já rotulada, para uso posterior. Nunca ponha água sobre o ácido. Verta o ácido sobre a água lentamente e sob agitação constante. Apresente, abaixo, os cálculos necessários para determinação do volume de HCl a ser medido. D ensidade do HCl 1,19 g/mL Referências Bibliográficas: 1. Matos, R.C. Práticas de Análise Quantitativa, Departamento de Química, UFJF, Juiz de Fora, 2012. 2. Basset, J.; Denney, R. C.; Jeffery, G. H. e Mendham, J.; VOGEL – Análise Inorgânica Quantitativa, Ed. Guanabara Dois, Rio de Janeiro, 1981. AUTO-AVALIÇÃO 1. O que se entende por “concentração de uma solução”? 2. O que é uma substância higroscópica? 3. Por que não se deve completar o volume de solução, em um balão volumétrico, antes da solução ser resfriada? 4. Quais devem ser as massas de hidróxido de potássio, a serem pesadas, para preparar as seguintes soluções: a) 250 mL de solução 0,1 mol/L e b) 2 L de solução 0,25 mol/L. 5. Calcule o volume de uma solução de ácido sulfúrico 6 mol/L necessário para preparar 500 mL de uma solução 0,5 mol/L. 6. Que volume de ácido nítrico concentrado deve ser utilizado para preparar 250 mL de uma solução 0,1 mol/L. Dados: HNO3 conc. = 65% p/p; d = 1,5 g/mL 7. Quais os cuidados que devem sertomados na pipetagem de HCl concentrado? 8. Por que saem vapores do frasco de ácido clorídrico concentrado quando este é aberto? 9. Por que não é conveniente pesar o HCl conc.? 10. Qual a molaridade de uma solução de HCl a 37,0% (p/p), sabendo-se que a densidade do HCl é 1,19 g/mL? 11. A água do mar contém 2,7 g de sal (cloreto de sódio) por 100 mL. Qual a molaridade de NaCl no oceano? Diluição de soluções e pH ______________________________________________________________________________ OBJETIVOS ▶Preparar e fazer cálculos prévios para o preparo de soluções diluídas a partir de soluções estoque; ▶Verificar o pH de soluções ácidas e básicas, concentradas e diluídas; ▶Entender os efeitos da diluição na concentração dos componentes. _____________________________________________________________________________ Com frequência é necessário preparar uma solução diluída a partir de uma solução mais concentrada. Por exemplo, o rótulo da água sanitária abaixo, informa na composição (componente ativo: hipoclorito de sódio – 2,0 a 2,5% de cloro ativo) e no modo de usar (lavagem de roupas brancas e remoção de manchas – coloque 1 copo (200 mL) de água sanitária em 20 L de água). Neste caso estamos fazendo uma diluição da solução estoque. Soluções diluídas devem ser preparadas a partir de soluções concentradas. Diluir uma solução significa adicionar a ela mais solvente, não alterando a massa do soluto. O princípio básico da diluição é que o número de mol do soluto é o mesmo na alíquota da solução concentrada e na diluída. Solução Concentrada Massa do soluto = ms Concentração inicial = Ci Volume inicial = Vi Ci = ms / vi ms = Ci . Vi Solução Diluída Massa do soluto = ms Concentração final = Cf Volume final = Vf Cf = ms / vf ms = Cf. Vf A DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES DEVE SEGUIR A SEGUINTE ORDEM: 1. Medir o volume da solução concentrada a ser diluída; 2. Transferir quantitativamente para o balão volumétrico; 3. Completar o volume com o solvente; 4. Homogeneizar a solução; 5. Guardar as soluções em recipientes adequados e rotulados. Diluição de soluções, concentração hidrogeniônica e indicadores de pH Conforme mencionado acima, a diluição de uma solução consiste em aumentar a quantidade do solvente, não alterando a massa do soluto. Em outras palavras, a diluição de uma solução leva à diminuição da concentração do soluto. PARTE PRÁTICA Procedimento 1: Diluição da solução de HCl 0,1 mol/L • Medir, com o auxílio de uma pipeta volumétrica, 1,00 mL da solução de HCl 0,1 mol/L, preparada na aula anterior. • Transferir para um balão volumétrico de 100 mL. • Completar com água até o traço de aferição. • Agitar o balão para homogeneizar a solução. Apresente, abaixo, os cálculos para determinação da concentração da solução de HCl recém preparada. Procedimento 2: Diluição da solução de NaOH 0,1 mol/L • Medir, com o auxílio de uma pipeta volumétrica, 1,00 mL da solução de NaOH 0,1 mol/L. • Transferir para um balão volumétrico de 100 mL. • Completar com água até o traço de aferição. • Agitar o balão para homogeneizar a solução. Apresente, abaixo, os cálculos para determinação da concentração da solução de NaOH recém preparada. Referências Bibliográficas: 1. Lima, V.A.; Battaggia, M.; Guaracho, A.; Química Nova na Escola, 1995,V.1,33. 2. Ebbing, D.D.; Química Geral, vol. 1, LTC– Livros Técnicos e Científicos Editora S.A, Rio de Janeiro, RJ, 1998, p.90. 3. Brady, James E., Senese, F.; Química, a matéria e suas transformações, 5ª Ed. 2009, LTC. 4. http://www.ufpa.br/quimicanalitica/sindicador.htm AUTO-AVALIAÇÃO 1. Relacione todas as vidrarias e utensílios utilizados na prática. 2. Certa substância presente no repolho roxo é responsável pela cor lilás de seu extrato, que pode ser utilizado como indicador de pH. Pesquise e descubra qual substância presente no repolho é responsável pela cor lilás e quais cores ela apresenta em função do pH. 3. O ácido muriático que é vendido no comércio para remoção de manchas resultantes da umidade em pisos, paredes de pedra, azulejos, tijolos possui qual valor aproximado de pH? Procure informações sobre a fórmula química deste ácido. 4. O vinagre é uma solução aquosa de ácido acético. Usando os conhecimentos adquiridos na disciplina Química Fundamental, qual teoria ácido-base pode ser usada para definir a acidez deste composto. Represente a reação química de ionização do ácido acético. 5. Calcule o volume de uma solução de NaOH 0,1 mol/L a ser usado para o preparo de 50 mL de uma nova solução de concentração 0,02 mol/L. Titulação ácido-base ______________________________________________________________________________ OBJETIVOS ▶ Familiarizar com a técnica de titulação e sua funcionalidade; ▶ Escolher adequadamente as vidrarias volumétricas a serem utilizadas na titulação; ▶ Determinar quantitativamente a concentração de ácido acético e ácido clorídrico em amostras; ▶ Identificar o titulante e indicador adequados; ▶ Expressar corretamente a concentração de ácido acético no vinagre. ______________________________________________________________________________ _________________ Corriqueiramente nos deparamos com informações tais como: • O vinagre possui uma acidez de no mínimo 4% m/v de ácido acético e, no máximo 1% v/v de álcool (Fonte: Ministério da Agricultura – Portaria nº 745 de 24 de outubro de 1977). • O soro fisiológico contém 0,9% m/v de cloreto de sódio. • No Brasil, a portaria Ministério da Saúde N.º 2.914 de 14 de dezembro de 2011, estabelece o limite máximo de 500mg de CaCO3 por litro para que a água seja admitida como potável. Como podemos verificar se estas concentrações estão sendo rigorosamente cumpridas? Veja os respectivos rótulos abaixo, na qual consta, dentre outras informações, a concentração exigida pela legislação. O soro fisiológico possui os seguintes usos: • Higienização nasal: o soro fisiológico ajuda não só na limpeza e hidratação do nariz, mas também na prevenção de resfriados, gripes e nos sintomas alérgicos. A solução pode ser feita de forma caseira, com meio copo de água e uma colher de sal aplicados em um conta-gotas no nariz. • Desidratação: para reposição de íons de sódio e cloro. • Limpeza de ferimentos. • Enxágue de lentes de contato. • Em preparados para microscopia. • Para nebulização para asma. A determinação quantitativa de substâncias químicas em uma amostra pode ser feita através de várias técnicas analíticas, uma delas é a chamada titulação. Titulação é uma técnica comum de laboratório em análise química quantitativa, usado para determinar a concentração de um reagente conhecido. Existem vários tipos de titulação: a volumétrica, a gravimétrica e a colorimétrica. A titulação volumétrica, que será abordada na aula de hoje, consiste em reagir completamente um volume conhecido de uma amostra (analito) com um volume determinado de um reagente de natureza e concentração conhecida (solução padrão). A técnica é baseada em uma reação entre o analito (titulado ou solução problema) e a solução padrão (titulante). Através da quantidade de titulante usada podemos calcular a quantidade de analito que estará presente numa amostra. Na titulação volumétrica destaca-se a titulação ácido-base, titulação de oxidação-redução, titulação de precipitação e titulação de complexação. Nesta aula vamos trabalhar apenas com a titulaçãovolumétrica ácido-base A titulação ácido-base baseia-se na reação de um ácido com uma base. O fator de controle da realização e finalização da reação é o pH, que representa a quantidade de íons hidrogênio [H+] ainda presente no meio reacional. Fonte: KOTZ, V.1, 2009. Escala de pH: Na escala de pH, as substâncias cujo pH é menor que 7 são classificadas como ácidas, aquelas que apresentam pH maior que 7 são classificadas como básicas, e aquelas que apresentam pH 7 são consideradas neutras. Titulação volumétrica ácido-base: A reação entre um ácido e uma base leva a formação de um sal e água. Porém dependo da força do ácido e da base o pH final desta reação poderá ser ácido, neutro ou básico. A reação que se verifica é denominada de neutralização. Segundo Arrhenius esta neutralização pode ser representada como: H3O+ + OH- ⇆ 2 H2O Nesse processo de titulação faz-se reagir um ácido com uma base até que se atinja o ponto de equivalência. O ponto de equivalência, em geral, ocorre sem nenhuma mudança visual no sistema. Por isso, para se verificar o ponto de equivalência, adiciona-se ao sistema um reagente auxiliar denominado indicador. À medida que é adicionado o titulante ao titulado, o pH da solução (titulante+titulado) vai variar, sendo possível construir um gráfico desta variação, ao qual se dá o nome de curva de titulação. Titulante Titul ado A cu pH em função do vol que irão reagir. construir Porque a curva de titulação? A curva de titula determinar o pH no para poder escolher é um gráfico de ume do titulante da curva varia em ácidos e bases ção é usada p ara ponto de equivalência o indicador adequado. rva de titulação adicionado. A forma função da força dos Exemplos de Curva de titulação • Ácido forte x Base forte: 100 mL de HCl 0,1 mol/L com NaOH 0,1 mol/L • Ácido fraco x Base forte: 100 mL de CH3COOH 0,1 mol/L com NaOH 0,1 mol/L Ponto de equivalência Ponto de equivalência Indicadores ácido-base: Os indicadores ácido-base são substâncias de caráter fracamente ácido ou básico que sofrem mudanças visíveis (mudança de cor) devido às variações de [H+] nas proximidades do ponto de equivalência. O ponto em que ocorre esta mudança de cor denomina-se ponto final da titulação. Assim podemos dizer que um indicador ácido-base é uma substância que apresenta uma variação de cor dentro de uma região determinada de pH, conhecida como zona de viragem ou zona de transição. O ponto final não coincide necessariamente com o ponto de equivalência. A diferença entre estes dois pontos constitue o erro da titulação. Esse erro é tanto menor quanto mais o ponto final se aproxima do ponto de equivalência. A proximidade entre o ponto final e o ponto de equivalência depende do indicador utilizado. Por esta razão é de grande importância para precisão do método titulométrico a escolha conveniente do indicador. A escolha adequada do indicador é feita através das curvas de titulação. Abaixo estão representados vários indicadores ácido-base e as respectivas faixas de pH em que ocorre a mudança de cor. Esquema usado em uma titulação: PARTE PRÁTICA Procedimento 1: Determinação da concentração exata da solução de HCl 0,1 mol/L preparada na aula 5 • Lavar uma bureta de 25 mL com água destilada e, em seguida, duas vezes com pequenas porções de aproximadamente 3 mL de uma solução padrão de NaOH 0,1 mol/L (concentração conhecida – solução padrão). Desprezar as lavagens. Prender a bureta a um suporte apropriado. • Com o auxílio de um funil, encher a bureta com a solução de NaOH 0,1 mol/L até um pouco acima do traço que indica zero mL. Retirar as bolhas de ar que possam ter ficado no bico da bureta ou aderidas às suas paredes internas. Abrindo a torneira da bureta, deixe escoar a solução até que a parte inferior do menisco coincida com a referência do zero mL. • Colocar em um erlenmeyer de 125 mL, 10 mL de uma solução de HCl 0,1 mol/L preparada em aula anterior (concentração aproximada). • Adicionar à solução do erlenmeyer 3 gotas de solução alcoólica a 1% de fenolftaleína e agitar em seguida. • Deixar escoar, lentamente, a solução da bureta sobre a solução do erlenmeyer, agitando- o sempre, até que persista uma coloração levemente rósea. Anotar o volume de NaOH 0,1 mol/L adicionado e calcular a concentração exata da solução de HCl utilizada. OBS: normalmente este procedimento é feito em triplicata e a média dos volumes do titulante, nas 3 titulações, é a que é usada nos cálculos da concentração exata. Apresente, abaixo, o cálculo da concentração exata da solução de HCl 0,1 mol/L preparada na aula 5. Procedimento 2: Determinação da concentração de ácido acético em uma amostra de vinagre • Utilizar a bureta de 25 mL usada no experimento anterior. • Lavar a bureta com água destilada e, em seguida, duas vezes com pequenas porções de aproximadamente 3 mL de uma solução padrão de NaOH 1 mol/L (concentração conhecida – solução padrão). Desprezar as lavagens. Prender a bureta a um suporte apropriado. • Com o auxílio de um funil, encher a bureta com a solução de NaOH 1 mol/L. • Transferir uma alíquota de 10 mL da amostra de vinagre para um erlenmeyer de 125 mL, com o auxílio de uma pipeta volumétrica de 10 mL. • Adicionar à solução do erlenmeyer 3 gotas de solução alcoólica a 1% de fenolftaleína e agitar em seguida. • Titular com solução padrão de NaOH 1 mol/L até o aparecimento de uma leve coloração rósea, que persista por 30 segundos. Anotar o volume. • Fazer a determinação em duplicata. CH3COOH (aq) + NaOH (aq) ⇆ CH3COONa (aq) + H2O (l) Apresente, abaixo, o cálculo da concentração de ácido acético na uma amostra de vinagre. Referências Bibliográficas: 1. Kotz, J.C.; Treichel, P.Jr.; Química e Reações Químicas, 3ª Edição, LTC Editora, Rio de Janeiro - RJ, V.2, 1998. 2. Kotz, J.C.; Treichel, P.M.; Química Geral e Reações Químicas, Tradução da 6ª edição norte- americana, Cengage Learning, V.1, 2009, 3. http://www.ufjf.br/nupis/files/2011/04/aula-4-Volumetria-de-Neutraliza%C3%A7%C3%A3o- alunos-2011.12.pdf (acessado em 20/05/2014) 1. Relacione as vidrarias utilizadas na técnica de titulação volumétrica. 2. Qual outro indicador poderia se usar na determinação de ácido acético em vinagre? 3. A figura abaixo representa o esquema de uma titulação ácido-base. De acordo com as informações apresentadas, calcule: a. A concentração do ácido presente no erlenmeyer. b. O pH da solução contida na bureta. 4. Cerca de 10 mL de ácido clorídrico concentrado foram transferidos para um recipiente com capacidade de 1,0 L. Completou-se o volume do recipiente com água destilada. Quando essa solução foi utilizada para titular uma amostra de carbonato de sódio puro de massa 0 ,3054 g, gastou-se 35,09 mL para a sua completa neutralização.Tendo em vista o que foi informado acima, pede-se: a) escreva a equação química balanceada representativa da reação; b) calcule a molaridade da solução do HCl. AUTO-AVALI AÇÃO
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