Vogel: Análise Química Quantitativa
13.39 Cobre e zinco em água encanada usando DPP
do registrador e obtenha a curva de corrente–voltagem. Borbulhe nitrogênio
livre de oxigênio pela solução por 10 a 15 minutos. Obtenha outro
polarograma mantendo a mesma sensibilidade. Observe que as duas ondas
do oxigênio estão ausentes no segundo polarograma (veja a Fig. 13.14).
13.39 Cobre e zinco em água encanada usando DPP
Introdução A água encanada contém, habitualmente, cobre e zinco
suficiente para permitir sua determinação por DPP. Como a amostra contém
muito pouca matéria orgânica ou outros interferentes, o experimento pode
ser feito sem preparação especial da amostra além da adição de um
eletrólito de suporte para diminuir a resistividade da solução. Pode-se fazer
o experimento comparando a resposta da amostra contra uma curva de
calibração previamente feita a partir de soluções padrões dos dois metais ou
pode-se usar o método da adição padrão diretamente. Eis algumas
condições típicas (d.t.e. significa deflexão total da escala).
Tempo de queda 1 s
Potencial inicial +0,1 V (vs SCE)
Faixa de varredura 1,4 V negativo
Velocidade de varredura –1 2 mV s
Amplitude de modulação do pulso 50 mV
Faixa de corrente 2 μA d.t.e.
Dependendo do equipamento, outros parâmetros como o tamanho das gotas,
direção da varredura e filtros eletrônicos devem ser especificados, porém os
parâmetros exatos deste experimento não são críticos e valores
padronizados podem ser usados.
Método 1 2+ 2+ Prepare soluções que contêm Zn e Cu na faixa de 0,5 a 20
mg·g –1 e KCl 0,01 M como eletrólito de suporte. (Pode-se usar outros
eletrólitos de suporte, tais como tampões acetato ou citrato 0,05 a 0,2 M, mas é preciso garantir que o material esteja livre de metais pesados.)
Coloque a amostra de concentração mais baixa em uma célula polarográfica
e passe nitrogênio livre de oxigênio pela amostra por 2 a 3 minutos. Deixe a
solução em repouso por 1 minuto e obtenha a curva de DPP nas condições
especificadas anteriormente. O sinal do cobre deve estar bem visível como
um satélite de um pico mais intenso, do lado dos potenciais positivos. O
sinal do zinco deve ser completamente simétrico.
Se as alturas dos picos forem satisfatórias, obtenha os polarogramas das
demais soluções e faça a curva de calibração dos dois metais usando a
altura dos picos contra a concentração (Fig. 13.25). Se os picos forem muito
grandes ou muito pequenos, ajuste a sensibilidade do instrumento para que
todos os polarogramas sejam observados facilmente. Obtenha o
polarograma da água encanada usando as mesmas condições. Adicione KCl
0,1 M em quantidade suficiente para que a concentração do eletrólito de
suporte seja a mesma das soluções padrões.
Meça a altura dos picos do cobre e do zinco nesta solução e, por
comparação com a curva de calibração, estime a concentração dos dois
metais na água encanada. No caso de medidas destes metais em água de
residências, é interessante comparar os resultados obtidos entre a água que
permaneceu no encanamento por algum tempo e a água renovada de mesma
origem.
Método 2 Esta determinação também pode ser feita com o método da
adição padrão. Analise primeiro um volume conhecido da água encanada e
adicione quantidades conhecidas de cobre e zinco a esta solução. Muitos
sistemas comerciais usam células de volume entre 5 e 20 ml e a quantidade
a adicionar pode ser facilmente calculada. No experimento da Fig. 13.25, o
volume da célula era de 5 ml e a concentração esperada era Cu = 5 μg·g–1 e
Zn = 1 μg·g –1 –1 . A adição de 25 μl de uma solução que contém 1000 mg·g
de Cu aumenta a quantidade de cobre da solução de 25 μg, o que deve
dobrar a altura do pico de cobre. A adição de 25 μl de uma solução que
contém 200 mg·g–1 de Zn dá o mesmo resultado para o pico do zinco.
Quando se adicionam pequenos volumes de soluções relativamente concentradas pode-se ignorar o efeito de diluição provocado pela adição.
Como os níveis destes metais variam com a origem da água, pode ser
necessário mudar a sensibilidade do instrumento e as quantidades
adicionadas para se adequar às concentrações reais de uma dada amostra.
Se os valores encontrados forem muito baixos, deve-se usar a voltametria
extrativa (Seção 13.43) que tem maior sensibilidade.
Embora este procedimento tenha sido escolhido para ilustrar a
simplicidade de medidas por DPP, os resultados só serão satisfatórios se as
soluções forem feitas com a água mais pura possível e com reagentes
contendo quantidades muito pequenas de metais pesados. A aparelhagem
deve estar escrupulosamente limpa. O experimento pode ser usado como
guia para um grande número de determinações de outros metais usando
DPP. Neste caso, o pré-tratamento da amostra pode ser mais complexo e
incluir a queima úmida ou seca da amostra antes da análise para evitar
interferências. O eletrólito de suporte deve ser convenientemente escolhido
para dar pH estável ou ter ação complexante sobre um ou mais íons da
amostra. A literatura fornecida pelos fabricantes de instrumentos é útil no
estabelecimento das condições de trabalho ótimas para muitas
determinações deste tipo [37].