Vogel: Análise Química Quantitativa

J Mendham · Capítulo 350 de 495

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Vogel: Análise Química Quantitativa

13.32 Polarografia simples e polarografia d.c. clássica

A medida da onda polarográfica do oxigênio tem sido usada para

determinar quantitativamente o oxigênio dissolvido. Adiciona-se, como

eletrólito de suporte, um pouco de uma solução de cloreto de potássio à

solução-teste e obtém-se o polarograma. Repete-se o procedimento após

degasagem da solução com nitrogênio por 5 minutos.

 

Fig. 13.14 Polarografia: efeito do oxigênio

 

Idealmente, a célula de eletrólise deveria estar colocada em um banho

termostatizado mantido em ±0,2°C, porém, em muitos casos, uma variação

de temperatura de ±0,5°C é aceitável. Costuma-se fazer a determinação em

25°C. Como precaução para evitar o aparecimento de um máximo adiciona-

se gelatina até a concentração de 0,005%. A gelatina deve ser preparada a

cada dia porque a ação de bactérias contamina o material após alguns dias.

Outros supressores de máximo (como Triton X-100 e metil-celulose, por

exemplo) são às vezes usados.

 

13.32 Polarografia simples e polarografia d.c. clássica

Polarografia simples

 

Pode-se determinar sucessivamente dois ou mais íons eletroativos se os

potenciais de meia-onda diferirem de pelo menos 0,4 V, no caso de íons de uma carga, ou de 0,2 V, no caso de íons de duas cargas, desde que as

concentrações sejam aproximadamente as mesmas. Se as concentrações

forem muito diferentes, as diferenças entre os potenciais de meia-onda

devem ser maiores. Se duas ondas se sobrepõem ou interferem, é possível

usar vários artifícios experimentais. Pode-se, por exemplo, deslocar o

potencial de meia-onda de um dos íons para potenciais mais negativos com

a ajuda de um agente complexante adequado incorporado ao eletrólito de

suporte. Íons Cu2+, por exemplo, podem ser complexados com cianeto de

potássio. Pode-se, também, remover um dos íons por precipitação, como no

caso de uma mistura entre chumbo e zinco: o chumbo não interfere se for

precipitado como sulfato. O sulfato de chumbo formado não precisa ser

removido por filtração. Deve-se ter em mente a possibilidade de adsorção

ou co-precipitação parcial dos outros íons. Separações eletrolíticas também

são muito úteis.

 

Medida da altura das ondas

 

Quando a onda polarográfica é bem definida, com a linha da corrente limite

paralela à linha da corrente residual, a medida da corrente de difusão é

relativamente simples. No procedimento exato (Fig. 13.15), a corrente

residual é determinada separadamente, colocando-se na célula somente o

eletrólito de suporte. Obtém-se a corrente de difusão por subtração da

corrente residual do valor da corrente limite (ambas as medidas são feitas

na mesma voltagem aplicada). Quando se usam polarogramas registrados

em papel, deve-se tomar os valores médios das oscilações do registrador.

Para substâncias eletroativas medidas sucessivamente, a corrente de difusão

é medida subtraindo-se a corrente residual e todas as correntes de difusão

anteriores.

Fig. 13.15 Como medir a altura da onda polarográfica

 

Uma técnica mais simples, porém menos exata, é a extrapolação da parte

da corrente residual que precede o crescimento inicial da onda. Isto é feito

traçando-se uma linha paralela que passa pela linha da corrente limite,

como na Fig. 13.15(b). Para ondas sucessivas, a linha da corrente limite da

onda precedente é usada como curva da pseudocorrente residual da onda

subseqüente. Em concentrações baixas, as oscilações devidas à formação de

gotas são mais intensas e é muito difícil fazer as medidas com acurácia.

 

Polarografia d.c. clássica

 

Para se obter curvas polarográficas de corrente versus voltagem, é

necessário aplicar uma voltagem d.c. variável e conhecida, entre 0 e 3 V, à

célula eletrolítica, um eletrodo de trabalho de mercúrio gotejante e um

contra-eletrodo em contato com a solução de analito, e ter como registrar a

corrente resultante. A aparelhagem esquematizada na Fig. 13.11 é um

polarógrafo manual que pode ser usado para estudar as técnicas básicas da

polarografia. Os polarógrafos comerciais fazem a varredura de voltagem

automaticamente enquanto um registrador traça a curva de corrente–

voltagem. Um controle de contracorrente aplica uma pequena corrente à

célula mas no sentido oposto, ajustada para compensar a corrente residual.

Isto leva a polarogramas melhor resolvidos. Muitos destes instrumentos também incorporam circuitos que permitem técnicas mais sensíveis de

polarografia (Seção 13.34).

Uma característica útil de muitos polarógrafos simples é a facilidade de

registrar a derivada dos polarogramas, isto é, curvas dI/dE contra E. Estas

curvas mostram um pico cujo máximo coincide com o potencial de meia-

onda. É possível obter dados quantitativos da substância reduzida medindo

a altura do pico, que é proporcional à concentração do íon eletroativo. A

Fig. 13.16 mostra um polarograma convencional típico do sulfato de

cádmio 0,003 M em cloreto de potássio 1 M, na presença de gelatina

0,001%, e a curva derivada correspondente (I máx é a corrente do máximo no modo derivada).

 

Fig. 13.16 Polarograma de sulfato de cádmio 0,003 M em cloreto de potássio 1 M mais gelatina 0,001% e sua derivada

 

A curva derivada pode ser usada para medir potenciais de meia-onda

mais próximos do que 150 mV. Isto não é possível com um polarograma

normal devido à interferência da corrente de difusão do primeiro íon a ser

reduzido sobre o segundo íon. Quando o elemento com potencial de meia-onda menor está presente em concentrações mais elevadas do que o outro,