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N-1464 REV. A SET / 83 PROPRIEDADE DA PETROBRAS SULFITO EM ÁGUA, DETERMINAÇÃO NA FAIXA DE CONCENTRAÇÃO DE 0,1 A 6 mg/ll, POR ELETROMETRIA Método Cabe à CONTEC - Subcomissão Autora, a orientação quanto à interpretação do texto desta Norma. O Órgão da PETROBRAS usuário desta Norma é o responsável pela adoção e aplicação dos itens da mesma. CONTEC Comissão de Normas Técnicas Requisito Mandatório: Prescrição estabelecida como a mais adequada e que deve ser utilizada estritamente em conformidade com esta Norma. Uma eventual resolução de não seguí-la ("não-conformidade" com esta Norma) deve ter fundamentos técnico- gerenciais e deve ser aprovada e registrada pelo Órgão da PETROBRAS usuário desta Norma. É caracterizada pelos verbos: “dever”, “ser”, “exigir”, “determinar” e outros verbos de caráter impositivo. SC - 20 Prática Recomendada (não-mandatória): Prescrição que pode ser utilizada nas condições previstas por esta Norma, mas que admite (e adverte sobre) a possibilidade de alternativa (não escrita nesta Norma) mais adequada à aplicação específica. A alternativa adotada deve ser aprovada e registrada pelo Órgão da PETROBRAS usuário desta Norma. É caracterizada pelos verbos: “recomendar”, “poder”, “sugerir” e “aconselhar” (verbos de caráter não-impositivo). É indicada pela expressão: [Prática Recomendada]. Técnicas Analíticas de Laboratório Cópias dos registros das "não-conformidades" com esta Norma, que possam contribuir para o aprimoramento da mesma, devem ser enviadas para a CONTEC - Subcomissão Autora. As propostas para revisão desta Norma devem ser enviadas à CONTEC - Subcomissão Autora, indicando a sua identificação alfanumérica e revisão, o item a ser revisado, a proposta de redação e a justificativa técnico-econômica. As propostas são apreciadas durante os trabalhos para alteração desta Norma. “A presente Norma é titularidade exclusiva da PETRÓLEO BRASILEIRO S.A. - PETROBRAS, de uso interno na Companhia, e qualquer reprodução para utilização ou divulgação externa, sem a prévia e expressa autorização da titular, importa em ato ilícito nos termos da legislação pertinente, através da qual serão imputadas as responsabilidades cabíveis. A circulação externa será regulada mediante cláusula própria de Sigilo e Confidencialidade, nos termos do direito intelectual e propriedade industrial.” Apresentação As normas técnicas PETROBRAS são elaboradas por Grupos de Trabalho – GTs (formados por especialistas da Companhia e das suas Subsidiárias), são comentadas pelos Representantes Locais (representantes das Unidades Industriais, Empreendimentos de Engenharia, Divisões Técnicas e Subsidiárias), são aprovadas pelas Subcomissões Autoras – SCs (formadas por técnicos de uma mesma especialidade, representando os Órgãos da Companhia e as Subsidiárias) e aprovadas pelo Plenário da CONTEC (formado pelos representantes das Superintendências dos Órgãos da Companhia e das suas Subsidiárias, usuários das normas). Uma norma técnica PETROBRAS está sujeita a revisão em qualquer tempo pela sua Subcomissão Autora e deve ser reanalisada a cada 5 (cinco) anos para ser revalidada, revisada ou cancelada. As normas técnicas PETROBRAS são elaboradas em conformidade com a norma PETROBRAS N -1. Para informações completas sobre as normas técnicas PETROBRAS, ver Catálogo de Normas Técnicas PETROBRAS. N-1464a Set 83 ________________________ Propriedade da PETROBRAS Palavras-chave: Água - Sulfito - Caldeira. SULFITO EM ÁGUA, DETERMINAÇÃO NA FAIXA DE CONCENTRAÇÃO DE 0,1 A 6 mg/l, POR ELETROMETRIA (método) 1 OBJETIVO Esta Norma prescreve o método para a determinação eletrométrica de sulfito em água de caldeira e água de alimentação de caldeira na faixa de 0,1 a 6 mg/ l. 2 NORMA A CONSULTAR 2.1 Da PETROBRAS N-1351 - Especificação de Água Reagente. 3 CAMPO DE APLICAÇÃO Aplica-se às águas industriais e às águas residuais, isentas de outros agentes redutores, nas quais a concentração do íon sulfito esteja na faixa de 0,1 mg/ l a 6 mg/ l. Para concentração igual ou superior a 6mg/ l, consultar a N-1936. Para concentração igual ou superior a 3 mg/ l, consultar a N-1937; os resultados deste último método são menos precisos. 4 INTERFERÊNCIAS Agentes redutores, tais como, sulfetos e certos íons de metais pesados, reagem com o cloreto de iodo, causando resultados mais altos. O íon nitrito interfere oxidando o sulfito na etapa de acidificação da amostra. 2 N-1464a 5 RESUMO Coleta-se a amostra numa ampola de desenho especial, conforme a figura 1, excluindo-se o contato com o ar até que o sulfito tenha reagido com o cloreto de iodo, formado pela interação dos reagentes adicionados à ampola. O excesso de cloreto de iodo é determinado pela titulação com tiossulfato. 6 APARELHAGEM 6.1 Ampolas de Amostragem Ampolas de vidro para amostragem, conforme a figura em anexo, com capacidade nominal de 500 m l; aproximação de 1 m l. 6.2 Buretas 4 buretas com capacidade de 10 m l; o orifício da torneira não deve exceder a 2 mm e o diâmetro máximo de sua extremidade não deve exceder a 3 mm. 6.3 Agitador Agitador acionado por um motor elétrico do tipo velocidade variável, com hélice de vidro. 6.4 Titulador Eletrométrico, Tipo “dead-stop” Aparelho indicador eletrométrico, tipo “dead-stop”, equipado com eletrodo de platina. O conjunto deve ser sensível à adição de 1 gota de tiossulfato de sódio 0,005 N a 500 m l de água. 6.5 Serpentina para resfriamento da amostra. 7 REAGENTES Todos os reagentes aqui mencionados devem ser do grau p.a., e qualquer referência a água deve ser entendida como água reagente dos tipos I ou II ( N-1351). N-1464a 3 7.1 Ácido Clorídrico (1:1) Diluir um volume de ácido clorídrico concentrado (HCl d= 1,19) com um volume de água. 7.2 Dicromato de Potássio Fundir dicromato de potássio (K 2Cr2O7) em cápsula de platina até uma temperatura pouco acima do seu ponto de fusão (396 oC). Após esfriar, triturar o sal fundido em um gral e manter o frasco bem fechado. 7.3 Solução-Padrão de Iodato de Potássio 0,025 N Dissolver, em água, x g de iodato de potássio (KIO 3) seco a 120oC e 0,5 g de bicarbonato de sódio (NaHCO 3); diluir para um litro. x = 8,92 vezes a normalidade da solução padrão de tiossulfato de sódio. Ver 7.6. 7.4 Iodeto de Potássio O iodeto de potássio (KI) não deve apresentar coloração azul quando 1 g é dissolvido em 20 m l de água recém-fervida, contendo cinco gotas de ácido sulfúrico 1 N e 1 m l de goma de amido recém- preparada. 7.5 Solução de Iodeto de Potássio (50 g/ l) Dissolver, em água recém-fervida e esfriada, 50 g de iodeto de potássio, isento de iodato, e 0,5 g de bicarbonato de sódio (NaHCO3); diluir a 1 litro. 7.6 Solução Padrão de Tiossulfato de Sódio 0,1 N Dissolver, em um balão volumétrico de 1000 m l, 25 g de tiossulfato de sódio (Na 2S2O3.5H2O) em aproximadamente, 800 m l de água recém- fervida e esfriada, invertendo o balão a intervalos de 4 N-1464a tempo regulares; estabilizar a solução adicionando 10 mg de iodeto de mercúrio (HgI) ou 1 m l de clorofórmio; completar o volume com água recém-fervida e esfriada. Padronizar com dicromato de potássio, conforme o item 7.6.1. 7.6.1 Dissolver, em um erlenmeyer de 500 m l, 2 g de iodato de potássio, isento de iodeto, e 2 g de bicarbonato de sódio, em 300 m l de água; adicionar lentamente ácido clorídrico (d = 1,19) e, ao mesmo tempo, agitar circularmente o frasco até cessar o desprendimento do dióxido de carbono. Adicionar 10 m l de ácido clorídrico, misturar e, então, juntar 0,098 g de dicromato de potássio seco (ver item 7.2). Dissolver, lavando a parte interna do erlenmeyer com uma pequena quantidade de água, sem agitá-lo, e deixar em repouso durante10 minutos. Titular, com solução de tiossulfato de sódio, usando solução de goma de amido como indicador, até a viragem da cor azul para o verde do sal cromico. Calcular a normalidade da solução de tiossulfato pela fórmula: N P x B = 10 4994 3 , onde: N = normalidade exata da solução de tiossulfato P = peso de dicromato de potássio, g B = volume consumido de solução de tiossulfato, m l 7.7 Solução Padrão de Tiossulfato de Sódio 0,005 N Transferir 25 m l da solução de tiossulfato de sódio 0,1 N para um balão volumétrico de 500 m l. Completar com água e homogeneizar. Preparar esta solução diariamente. 7.8 Goma de Amido Fazer uma pasta com 6 g de amido de araruta ou amido-reagente para iodometria, solúvel em água fria. Colocar a pasta num litro de água fervente. Adicionar 20 g de hidróxido de potássio (KOH), homogeneizar e deixar em repouso durante duas horas. Colocar 6 m l de ácido acético glacial (99,5%), homogeneizar e, por fim, adicionar ácido clorídrico (d=1,19) suficiente para ajustar o pH em 4,0. N-1464a 5 Manter a solução em frasco fechado. A solução de amido assim preparada permanecerá quimicamente estável durante um ano. 8 PROCEDIMENTO 8.1 Amostragem Colocar a ampola de amostragem num suporte, de tal maneira que ela permaneça em posição vertical. A extremidade superior desta ampola não deve conter conexões, e a válvula de controle de vazão da amostra deve ficar localizada em nível abaixo da referida extremidade. A conexão da extremidade inferior da ampola com a linha de amostragem deve conter, se necessário, uma serpentina de resfriamento, de modo que a água seja amostrada à temperatura ambiente. As válvulas de entrada e saída da água de refrigeração para essa serpentina devem ficar dispostas em diferentes níveis, situando-se a válvula de entrada em posição mais elevada e a de controle de fluxo em posição inferior. Proceder à amostragem, ajustando a vazão para encher a ampola no espaço de 40 a 60 segundos e permitir umas 10 passagens da amostra. Em seguida, fechar a torneira superior da ampola e, imediatamente depois , a inferior; remover a conexão. Caso a linha e a amostragem seja utilizada intermitentemente, purgar a linha e a serpentina de resfriamento todas as vezes em que se desejar coletar amostra. 8.2 Fixação Encher três buretas com HCl 1:1, com solução de KI e com solu- ção 0,025 N de KIO 3, respectivamente. Expelir, com uma leve batida, a água do capilar superior da ampola de amostragem e enchê-lo, até a marca de calibração superior, com HCl 1:1. Se uma bolha de ar ficar retida no capilar, removê-la, com um fio de platina limpo, até a bolha subir à superfície. Abrir a torneira inferior e admitir o reagente, controlando com a torneira superior até que o menisco, no capilar, coincida com a marca de calibração inferior. Se a amostra contiver mais de 800 mg/ l de NaOH, adicionar mais 2 m l de ácido 6 N-1464a clorídrico para cada 1000 mg/ l de alcalinidade, ou fração que esteja excedente a 800 ppm. Fechar ambas as torneiras e lavar os capilares com um fino jato de água. Homogeneizar o conteúdo da ampola, por meio de agitação ou de rotação, e retirar o excesso de água de cada capilar. Inverter a ampola e encher o capilar agora superior até a marca de calibração de 2 m l, com solução de KI. Introduzir a solução na amostra, pelo mesmo controle das torneiras; repetir a lavagem de ambos os capilares, a agitação, a rotação e a eliminação de água. Inverter novamente a ampola e introduzir 2,0 m l da solução 0,025 N de KIO 3, seguindo as instruções anteriores para adição dos reagentes e lavagem dos capilares. Novamente, agitar e girar a ampola, para a perfeita homogeneização da solução. 8.3 Titulação da Amostra Inverter a ampola de amostragem e transferir a amostra para um béquer de 800 m l, tipo Griffin, de forma baixa, abrindo ambas as torneiras. Não lavar nem soprar a ampola de amostragem, mas simplesmente transferir para o béquer as gotas remanescentes dos capilares, sacudindo a ampola. Adicionar várias gotas de goma de amido para indicar a aproximação do ponto final de viragem. Colocar na amostra os eletrodos do aparelho indicador eletrométrico, tipo “dead-stop”, iniciar a agitação em baixa velocidade e titular o excesso de cloreto de iodo com a solução 0,005 N de Na 2S2O3. 8.4 Determinação do Branco Fazer um ensaio em branco, com 500 m l de água isenta de sulfito, à qual tenham sido adicionados os três reagentes utilizados na amostra (8.2). 9 CÁLCULO 9.1 Calcular a concentração de sulfito em mg/ l de sulfito de sódio pela fórmula: Na2SO3, mg/ l = 63000N A B V ( )- onde: N = normalidade da solução de Na 2S2O3 N-1464a 7 A = volume, em mililitros, de solução de Na 2S2O3 usado no ensaio em branco B = volume, em mililitros, da solução de Na 2S2O3 usado no ensaio da amostra V = volume da ampola de amostragem, em mililitros, menos 6. 9.2 Para converter em íon sulfito o resultado obtido, multiplicar por 0,635. 10 PRECISÃO A reprodutibilidade deste método pode ser expressa por St = 0,2 mg/ l de Na 2SO3; onde St = precisão global obtida por um conjunto de laboratórios. 11 ANEXO Esta Norma contém um anexo formado por uma figura. ___________________________ CONTEC - Subcomissão n o 20 - Técnicas Analíticas de Laboratório. Esta Norma se originou da revisão da N-1464. Esta Norma foi elaborada com base no “Standard test methods for sulfite íon in water” ASTM D 1339-78. Toda norma é dinâmica, estando sujeita a revisões. Comentários e sugestões para seu aprimoramento devem ser encaminhados à Comissão de Normas Técnicas da PETROBRAS - CONTEC - RJ.
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