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LUANA SANTANA Processamento matéria prima ou produto Os ensaios de pureza são associados com frequência e relevância do contaminante Contaminantes inorgânicos mais comuns: água, íons metálicos, cloretos, sulfatos e outros ânions As purezas inorgânicas são inferiores as impurezas orgânicas, mas a frequência de determinações destas impurezas são maiores. EXEMPLOS DE TESTES REALIZADOS: ORGÂNICOS METAIS PESADOS CINZAS UMIDADE CLORETOS • Nº REDUZIDO DE ESPÉCIES DE CONTAMINANTES INORGÂNICOS • FREQUÊNCIA QUE SÃO ENCONTADOS NO CQ MÉTODOS GERAIS: Elaboração de procedimentos gerais p/determinação das impurezas ENSAIO TIPO RELEVÂNCIA TEOR DE UMIDADE Q DOSAGEM E ESTABILIDADE SUBSTÂNCIAS VOLÁTEIS/NÃO VOLÁTEIS Q PARÂMETRO QUALITATIVO CINZAS Q PARÂMETRO QUALITATIVO CINZAS SULFATADAS Q PARÂMETRO QUALITATIVO CINZAS INSOLÚVEIS EM HCl Q PARÂMETRO QUALITATIVO SUBSTÂNCIAS SOLÚVEIS / INSOLÚVEIS Q PARÂMETRO QUALITATIVO METAIS PESADOS S TOXICIDADE E ESTABILIDADE FERRO S ESTABLILIDADE CLORETOS S ESTABILIDADE SULFATOS S ESTABILIDADE ARSÊNIO S TOXICIDADE AMÔNIA S TOXICIDADE E ESTABILIDADE Os métodos quantitativos oficiais para determinação de impureza são, essencialmente, ensaios gravimétricos. ENSAIOS QUANTITATIVOS: 1. TEOR DE UMIDADE (AQUAMETRIA): MÉTODO GRAVIMÉTRICO MÉTODO VOLUMÉTRICO DESTILAÇÃO AZEOTRÓPICA MÉTODO GRAVIMÉTRICO Medida indireta da massa de um ou mais constituinte de uma amostra. Conversão e separação da espécie química do meio em que se encontra MÉTODO GRAVIMÉTRICO Determinação da Quantidade Real do Elemento ou Composto Químico Por Meio da Estequiometria MÉTODO GRAVIMÉTRICO CLASSIFICADO EM: • PRECIPITAÇÃO • VOLATILIZAÇÃO O MÉTODO DE PRECIPITAÇÃO SEGUE A SEGUINTE ORDEM: PRECIPITAÇÃO FILTRAÇÃO LAVAGEM AQUECIMENTO PESAGEM A SEPARAÇÃO: • Adição de agente precipitante • Conversão do íon em forma insolúvel no meio • Surgimento de fases sem perdas por redissolução • Recolhimento por meios filtrantes • Reconversão ou não do íon na sua forma de pesagem A FILTRAÇÃO: Pode ser efetuada com funil de vidro ou porcelana – funil de Bückner, papeis de filtro e membranas apropriadas – poros que alcançam 0,10m O AQUECIMENTO: • EM BANCADAS OU FORNO MUFLAS (TEMPERATURAS DE 1.400 ºC) EXISTEM SAIS QUE ABSORVEM GRANDE QUANTIDADE DA ÁGUA ATMOSFÉRICA E NÃO PERMITEM COM ISSO A CORRETA MEDIDA DE SUAS MASSAS, BEM COMO PRECIPITADOS GELATINOSOS QUE ARRASTAM MUITA ÁGUA, E AO EVAPORAR, LEVA IMPRECISÃO À LEITURA DA MASSA DO PRECIPITADO. POR ESTE MOTIVO É QUE ALGUNS PRECIPITADOS SÃO CONVERTIDOS EM OUTRAS ESPÉCIES QUÍMICAS. COMO REGRAS PARA EFETUAR A PESAGEM DE UM PRECIPITADO, CONSIDERA-SE: Composição química perfeitamente conhecida Pesagem em temperatura baixa e estável Possuir partículas de dimensões que não passem pelo meio de filtração e que não sejam diminuídas nesse processo. VANTAGENS DESTE MÉTODO: • FÁCIL EXECUÇÃO • BOA REPROTUBILIDADE • CUSTO BAIXO • USO DE EQUIPAMENTOS SIMPLES MÉTODO VOLUMÉTRICO (KARL FISCHER) REAÇÃO QUANTITATIVA – H2O E REAGENTE DE KARL FISCHER (SOLUÇÃO ANIDRA DE IODO E DIÓXIDO DE ENXOFRE DISSOLVIDOS EM PIRIDINA E METANOL). I2 + SO2 + 2H2O → 2 HI + SO3 3 C2H5N + I2 + SO2 + H2O 2 C5H5NH +I- + C5H5N +-SO2-O - C5H5N+ -SO2-O- + CH3OH 2 C3H5NHOSO2OCH3 O REAGENTE É PREPARADO DE MODO QUE SUA CAPACIDADE DE COMBINAÇÃO COM A ÁGUA É DETERMINADA PELA CONCENTRAÇÃO DE IODO NA SOLUÇÃO. EXISTEM VARIAS TÉCNICAS PARA A PREPARAÇÃO DO REAGENTE, PORÉM PODE SER FACILMENTE ADQUIRIDO NO MERCADO. REAGENTE DE KARL FISHER: • IODO: 0,67 M • DIÓXIDO DE ENXOFRE (SO2): 1,0 M • PIRIDINA: 3,4 M • MEIO: METANOL ANIDRO OBS.:SO2 E PIRIDINA DEVEM ESTAR EM EXCESSO, DE FORMA QUE A REAÇÃO SEJA PROPORCIONAL À QUANTIDADE DE IODO PRESENTE. A GRANDE VANTAGEM DO USO: PODE SER EMPREGADO A AMOSTRAS DE NATUREZA DIVERSIFICADA, INCLUINDO LÍQUIDOS MAIS VOLÁTEIS QUE A ÁGUA. DESVANTAGENS DO MÉTODO: TRABALHO DE PREPARÁ-LO SER PADRONIZADO DIARIAMENTE PRESENÇA DO METANOL EM EXCESSO CONFERE UMA CERTA INSTABILIDADE CUIDADO AO UTILIZAR KARL FISCHER - CONTAMINAÇÃO DO REAGENTE E DA AMOSTRA PELA UMIDADE ATMOSFÉRICA ALTO CUSTO E TOXICIDADE DOS REAGENTES APLICAÇÕES: • DETERMINAÇÃO DE ÁGUA LIVRE OU HIDRATAÇÃO EM COMPOSTOS ORGÂNICOS OU INORGÂNICOS, SÓLIDOS E LÍQUIDOS. • DOSAGEM DE ÁGUA EM UMA AMPLA FAIXA DE CONCENTRAÇÃO, ISTO É, DESDE PPM ATÉ ÁGUA PURA, LEVANDO-SE EM CONTA A ESCOLHA DO VOLUME DE AMOSTRA, A CONCENTRAÇÃO DO REAGENTE KARL FISCHER E O APARELHO EMPREGADO. O MÉTODO VOLUMÉTRICO DE KARL FISCHER PODE SER: DIRETO (TITULAÇÃO DIRETA) – PONTO FINAL: AMARELO PARA ÂMBAR. • CÁLCULO DO TEOR DA UMIDADE: V X T/TE TE = TOMADA DE ENSAIO (OU AMOSTRA) V = VOLUME DO TITULANTE T = TÍTULO DO REAGENTE KARL FISCHER INDIRETO (TITULAÇÃO POR RETORNO) – PONTO FINAL: ÂMBAR PARA AMARELO • CÁLCULO DO TEOR DA UMIDADE: T [ V’- (VXR)] / TE T = TÍTULO DO REAGENTE DE KARL FISCHER V’ = VOLUME DO REAGENTE DE KARL FISCHER EM EXCESSO V = VOLUME CONSUMIDO DE SOLUÇÃO PADRÃO DE H2O R = VOLUME DE REAGENTE KF UTILIZADO NA PADRONIZAÇÃO DA SOLUÇÃO PADRÃO DE H2O PADRONIZAÇÃO DO REAGENTE DE KARL FISCHER • METANOL • REAGENTE • PADRÃO DE REFERÊNCIA SOLUÇÃO PADRÃO DE ÁGUA (MÉTODO INDIRETO) DILUIR 2 ML DE ÁGUA EM 1000 ML DE METANOL TOMAR ALÍQUOTA DE ENSAIO DE 25 ML E PADRONIZAR COM REAGENTE DE KARL FISCHER. T = V X T / 25 2. TEOR DE SUBSTÂNCIAS VOLÁTEIS E NÃO VOLÁTEIS 3. TEOR DE SUBSTÂNCIAS SOLÚVEIS E INSOLÚVEIS TOTAIS 4. TEOR DE CINZAS 5. TEOR DE CINZAS SULFATADAS 6. TEOR DE CINZAS INSOLÚVEIS E ÁCIDO CLORÍDRICO TEOR DE SUBSTÂNCIAS VOLÁTEIS E NÃO VOLÁTEIS VISA DETERMINAR A QUANTIDADE DE SUBSTÂNCIA VOLÁTIL ELIMINADA . TEOR DE CINZAS DETERMINAR RESÍDUOS DE SÓLIDOS INORGÂNICOS METÁLICOS TEOR DE CINZAS SULFATADAS DETERMINAR RESÍDUOS SÓLIDOS INORGÂNICOS METÁLICOS, E A ADIÇÃO DE ÁCIDO SULFÚRICO CONFERE MAIOR PODER OXIDANTE TEOR DE CINZAS INSOLÚVIES E ÁCIDO CLORÍDRICO DETERMINAÇÃO DE RESÍDUOS DE SÓLIDOS INORGÂNICOS METÁLICOS COM ADIÇÃO DE ÁCIDOS SULFÚRICOS E CLORÍDRICOS; ESTE ELIMINA INTERFERÊNCIA DE METAIS COMO O SÓDIO E O POTÁSSIO. ENSAIOS SEMIQUANTITATIVOS ENSAIOS LIMITE SÃO BASEADOS EM REAÇÕES QUÍMICAS QUE PRODUZEM TURBIDEZ OU MUDANÇAS DE COR VISUALMENTE DETECTÁVEL. ENSAIOS SEMIQUANTITATIVOS a) ENSAIO LIMITE PARA CLORETOS b)ENSAIO LIMITE PARA SULFATOS c) ENSAIO LIMITE PARA AMONIA d)ENSAIO LIMITE PARA FERRO e) ENSAIO LIMITE PARA METAIS PESADOS f) ENSAIO LIMITE PARA ARSÊNIO ENSAIO LIMITE PARA CLORETOS DETERMINA SE A AMOSTRA ULTRAPASSA UM VALOR MÁXIMO PERMITIDO DE ÍONS CLORETOS REAÇÃO COM NITRATO DE PRATA EM MEIO NÍTRICO CL - + AgNO3 AgCl + NO3 - ENSAIO LIMITE PARA SULFATOS DETERMINAR SE AMOSTRA ULTRAPASSA VALOR MÁXIMO PERMITIDO DE SULFATOS REAÇÃO COM CLORETO DE BÁRIO EM MEIO CLORÍDRICO. SO4 - + BaCl2 BaSO4 + 2 Cl - ENSAIO LIMITE PARA AMÔNIA DETERMINAR SE AMOSTRA ULTRAPASSA VALOR MÁXIMO PERMITIDO DE AMÔNIA ENSAIO LIMITE PARA FERRO DETERMINAR SE AMOSTRA ULTRAPASSA VALOR MÁXIMO PERMITIDO DE ÍONS FERRO. ENSAIO LIMITE PARA METAIS PESADOS REAÇÃO COLORIMÉTRICA ENTRE IMPUREZAS METÁLICAS E SULFETO SE NÃO ULTRAPASSA LIMITES ESPECIFICADOS EM TERMOS DE mcg DE Pb +2 Pb +2 + Na2S PbS (COLOIDAL) + 2 Na + ENSAIO LIMITE PARA ARSÊNIO CONVERSÃO DO ARSÊNIO EM ARSINA (AsH3) POR REDUÇÃO COM ZINCO E HCl COR AMARELA QUANDO REAGE COM PAPEL DE CLORETO DE MERCÚRIO COR VERMELHA EM SOLUÇÃO DE DIETIL CARBAMATO DE PRATA 2 AsH3 + HgCl2 Hg (AsH2)2 + 2 HCl AS IMPUREZAS ORGÂNICAS EM INSUMOS FARMACÊUTICOS DECORREM DE VÁRIAS FORMAS DE CONTAMINAÇÃO E BASICAMENTE PODEM SER DIVIDIDAS EM: INTRÍNSECAS EXTRÍNSECAS AS INTRÍNSECAS: • DECORRENTES PROCESSO DE DECOMPOSIÇÃO AS EXTRÍNSECAS: • CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL OU FALHAS EM PROCESSOS DE PURIFICAÇÃO – OBTENÇÃO DO PRODUTO COM RELAÇÃO A METODOLOGIA EMPREGADA NA DETERMINAÇÃO DE IMPUREZAS ORGÂNICAS, AS TÉCNICAS MAIS APLICADAS SÃO: HPLC CCD VANTAGENS DE TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO: BOA SELETIVIDADE BOA SENSIBILIDADE HPLC (HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAFY) – CLAE • Boa Seletividade • Boa Sensibilidade • Ampla Aplicabilidade A Pureza da Amostra será Determinada em Função do Perfil do Cromatograma e se observam tanto Quantidade de Picos e a intensidade dos mesmos. CCD – CROMATOGRAFIA DE CAMADA DELGADA Técnica simples baixo custo Usada na avaliação da pureza de uma determinada amostra Nas placas de ccd pode-se estimar o grau de pureza em função do número de manchas e intensidade delas MÉTODOS ELETROANALÍTICOS UTILIZADOS EM ENSAIOS DE PUREZA: POTENCIOMENTRIA Boa sensibilidade Viabilizar determinação seletiva de diversos íons CONDUTOMETRIA Baixo custo Fácil operação OUTROS MÉTODOS EMPREGADOS NA DETECÇÃO DE IMPUREZAS DETERMINAÇÃO DA FAIXA DE FUSÃO POR TÉCNICAS CALORIMÉTRICAS DETERMINAÇÃO DO pH ROTAÇÃO ÓPTICA