Volumetria de complexação vs FAAS

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Universidade Federal de São Carlos 
Centro de Ciências Agrárias 
Departamento de Ciências da Natureza, Matemática e Educação 
 
 
 
Profª Drª Elma Carrilho 
Análise Instrumental I 
 
 
 
 
 
 
VOLUMETRIA DE COMPLEXAÇÃO vs. ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO 
ATÔMICA COM CHAMA (FAAS)- DETERMINAÇÃO DE CÁLCIO EM CALCÁRIO 
 
 
 
 
 
 
 
Aluna: Larissa Santos Fernandes 
RA: 728624 
 
 
 
ARARAS – SP 
2018 
 1.Introdução 
 A análise química consiste na aplicação de um processo ou série de processos de 
forma a se extrair informações químicas ou físicas, sobre uma amostra ou sobre algum 
componente de uma amostra. A análise química quantitativa pode ser classificada 
segundo a maneira de executar a análise, ou seja, por métodos tradicionais 
denominados métodos clássicos ou por técnicas modernas chamadas de métodos 
instrumentais (SKOOG, 2008). 
 Esta classificação é em grande parte histórica pois os métodos clássicos, às vezes 
chamados de métodos de via úmida, precederam por um século ou mais os métodos 
instrumentais (SKOOG, 2008). 
 No método clássico o analito era determinado por medidas gravimétricas e 
volumétricas, caracterizadas por uma medida padrão (massa ou volume), 
relacionando-as diretamente com a quantidade de matéria. Embora sejam análises 
descobertas nos primeiros anos de química, ainda são empregados em muitos 
laboratórios. 
 Com a constante pesquisa e desenvolvimento nos estudos de química, iniciou-se 
a ampliação de métodos mais precisos, mais amigáveis ambientalmente, com menor 
consumo de reagentes e produção de rejeitos tóxicos e por menor gasto de energia e 
tempo, isto é, métodos instrumentais começaram a ser criados. 
 Assim os métodos instrumentais se baseiam no uso de instrumentos que medem 
uma propriedade do analito na amostra, ocasionando um sinal analítico que será 
processado e comparado com uma curva de calibração, de maneira a chegar ao valor 
de quantidade de matéria. A constante evolução dos métodos instrumentais deve-se 
ao desenvolvimento da eletrônica e da computação. 
 Um método clássico muito utilizado é a volumetria de complexação com EDTA 
(ácido diaminotetraacético), sendo este um ótimo reagente -entretanto um pouco 
seletivo- que complexa com vários íons, incluindo metais pesados e alcalino terrosos, 
formando estruturas estáveis. A exatidão deste método está relacionado com a 
eficácia de se detectar o ponto final da titulação e de se eliminar interferências; este 
ponto deve refletir da melhor maneira o ponto de equivalência. 
 Ponto de equivalência é um ponto na titulação quando a quantidade de reagente 
padrão adicionada é exatamente equivalente à quantidade do analito. (SKOOG, 
2008). A seletividade pode ser obtida com a escolha da faixa de pH e do uso de 
indicadores específicos a cada elemento, lembrando que para ser utilizado, é 
necessário que a estabilidade do complexo metal-indicador seja menor que a 
estabilidade do complexo metal-EDTA. O uso de indicadores são de grande 
importância, sendo estes usados para indicar a total complexação de determinados 
íons, antes ligados a estes, pelo EDTA, como mostra abaixo. 
 
M-Ind + EDTA  M-EDTA + Ind 
Mn+ + Y4-  MY n-4 
 O ponto final da titulação é indicada pela mudança de cor devido a passagem do 
complexo ao seu estado livre. 
 Um método instrumental para análise elementares em mg/l, é a espectrometria de 
absorção atômica com chama (FAAS). Na qual seu princípio essencial é o elemento 
metálico de interesse em estado atômico de vapor, para absorção da radiação em um 
certo comprimento de onda, pela transição dos elétrons para um nível mais 
energético. A quantidade de radiação absorvida está diretamente relacionada a 
concentração de átomos no estado fundamental. 
 A maioria dos espectrômetros de absorção atômica apresentam uma chama como 
atomizador, a lâmpada de catodo oco como fonte de radiação (específica para o 
elemento a ser analisado), um monocromador para selecionar o comprimento de onda 
de interesse e a válvula multiplicadora para transformar a energia da radiação 
eletromagnética não absorvida em sinal elétrico. 
 A escolha do método a ser utilizado na determinação de um elemento, previamente 
necessita ser levado em consideração a exatidão, tempo, seletividade, custo 
operacional, consumo de reagentes, precisão, sensibilidade, liberação de resíduos, 
entre outros. 
 2. Objetivo 
 Determinação do elemento Ca2+ através do método clássico de volumetria de 
complexação e pelo método instrumental Espectrometria de absorção atômica com 
chama, para fins comparativos. 
 3. Determinação de Cálcio (Ca 2+) em Calcário 
 3.1 Preparo da amostra 
 Antes da análise, ela deve ser antes preparada e digerida. Nesse processo será 
utilizado ácido clorídrico (HCl). Deve-se pesar uma quantidade de rocha carbonatada 
finamente moída, transferi-la para um erlenmeyer, e acrescentar HCl e aguardar até 
cessar a reação. Depois aquecê-la até a ebulição, adicionar água destilada e filtrar 
através de papel de filtro. Após filtrar, transferir para um balão volumétrico, esperar 
esfriar o conteúdo do balão a fim de completar seu volume com água destilada. 
 3.2 Titulação da amostra com EDTA 
 Transferir uma alíquota da solução preparada para um frasco de Erlenmeyer, 
adicionar água destilada, acrescentar, pela ordem, e seguida de agitação, solução 
NaOH a 20%, gotas de trietanolamina, solução de KCN a 5% e solução de Calcon a 
0,5% (a solução adquire cor rósea-violeta). 
 Titular a solução contida no Erlenmeyer com uma solução de EDTA 0,01 mol L-1, 
até obtenção da cor azul puro estável. Anotar o volume da solução de EDTA 
consumido. 
 3.3 Análise por Espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS) 
 A preparação da amostra será a mesma (3.1). A chama utilizada será o ar-
acetileno, e o comprimento será ajustado para 422,7 nm (comprimento de onda 
específico para o Ca). Inicialmente deve elaborar-se a curva analítica utilizando a 
solução padrão, e logo após a amostra pode ser levada para a análise. 
 4. Comparação do método clássico e método instrumental 
 O método de titulação complexométrica, é de fácil manuseio, baixo custo em 
relação a materiais e operacional, porém a desvantagem é não apresentar 
sensibilidade para detecção de concentrações de Ca entre 50 e 1 mg kg-1, mais lento 
em relação a frequência de análise, grande consumo de reagente e por consequência 
produção de rejeitos não amigáveis ao ambiente. 
 O método FAAS apresenta vantagens como maior sensibilidade para as menores 
concentrações de Ca, maior rapidez por conta da frequência de análise e avaliação 
automática de dados pelos softwares, menor consumo de reagentes e formação de 
rejeitos, mas suas desvantagens são em relação ao custo operacional, manutenção e 
energia que utiliza. 
 Em geral, o custo de uma análise depende de inúmeros fatores relacionados ao 
processo analítico, como o trabalho humano, utilização de instrumentos, de insumos 
químicos, e de energia. Alguns dos custos são diretamente relacionados ao 
equipamento ou a metodologia de uma determinação (custos fixos). Os custos fixos 
envolvem o custo do equipamento, o serviço de manutenção e diversos padrões de 
calibração. E os custos variáveis estão em função do número de determinações feitas 
no período de tempo considerado. 
 Ambos métodos se situam dentro do intervalo de confiança ou esperado e portanto 
exatos. E a precisão dependerá dos valores procedente da repetibilidade das 
medidas. 
 Nos métodos pode também ocorrer interferência em tais; o uso de EDTA na 
solução do cátion metálico fornece resultados satisfatórios (se o uso de indicadores e 
soluções forem corretos) na eliminação e redução de interferências por ânions, 
complexando o metal a ser determinado, e no FAAS os efeitos podem ser reduzidos 
por agentes supressores, que eliminam a ionizaçãode um analito e/ou a interferência 
espectral. Entretanto apresentam a desvantagem de que a exatidão e a sensibilidade 
podem ser baixadas, e em alguns casos a composição correta da amostra e a 
natureza das interações devem ser bem conhecidas. 
 Por consequente a escolha do método apropriado para análise deverá passar por 
questionamentos, “Qual a quantidade de amostra disponível?”, “Que exatidão e 
precisão são necessárias?”,” Qual intervalo de concentrações do analito?”, “Quantas 
amostras serão analisadas”, “Quais recursos disponíveis?”, e assim por diante. 
 
 
 
 
5.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
SKOOG, D. A.; HOLLER, F. J.; NIEMAN, T.A. Princípios de análise instrumental. 
6. ed Porto Alegre: Bookman, 2009. 
SKOOG, WEST, HOLLER, CROUCH. Fundamentos de Química Analítica, 
tradução da 8ª edição norte-americana: Thomson, 2006. 
EWING, G. W. Métodos Instrumentais de Análise Química. 9. Ed. São Paulo: 
Edgard Blücher, 2004. 
KRUG , F.A; NÓBREGA, J. A.; OLIVEIRA, P.V. Espectrometria de absorção 
atômica. Universidade de São Paulo e Universidade Federal de São Carlos, 2004. 
CAMPOS, A.C.; SOARES, R.; ESCALEIRA, V. Circular Técnica Embrap-, Rio de 
Janeiro, 2003. 
Demars K. R., Chaney R.C. Geotechnical Properties, Behavior, and Performance 
of Calcareous Soils. Phi ladelphia,1981.