Vogel: Análise Química Quantitativa

J Mendham · Capítulo 363 de 495

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Vogel: Análise Química Quantitativa

13.45 Aparelhagem para a análise por extração de íons

variações de sobrepotencial causavam problemas. Agora, é mais comum

usar um eletrodo de mercúrio de filme fino (TFME), quando se deseja alta

sensibilidade. Este eletrodo tem uma camada muito fina de mercúrio

depositada sobre a superfície de um eletrodo de carbono vitrificado.

 

13.45 Aparelhagem para a análise por extração de íons

 

Diante das limitações descritas na Seção 13.44, especialmente a influência

das características do eletrodo nos picos do voltamograma, alguns cuidados

devem ser tomados na preparação de um aparelho de voltametria extrativa

para o uso. Duas condições devem ser atendidas para que se tenham as

melhores condições de trabalho:

 

(a) Na etapa de concentração, use um volume de mercúrio pequeno em

comparação com o volume da solução que vai ser eletrolisada e agitação

eficiente durante a eletrólise, senão o tempo de deposição pode ser

prolongado desnecessariamente.

(b) Na operação de extração, use a varredura de voltagem mais rápida

possível que não provoque o aparecimento de cauda nos picos.

 

Eletrodos

 

Associa-se, tradicionalmente, o eletrodo de mercúrio pendente (HMDE) à

voltametria extrativa. Suas possibilidades foram primeiro estudadas por

Kemula e Kublik [39]. Diante da importância do tamanho da gota, é

essencial que as gotas sejam exatamente reproduzidas, o que pode ser feito

com o procedimento da Seção 13.33 descrito para o SMDE. Uma técnica

alternativa é usar um fio de platina selado em um tubo de vidro. Limpe bem

o fio e use-o como anodo durante a eletrólise de ácido perclórico puro. Este

tratamento dá polimento à superfície. Inverta a corrente e use o eletrodo

como catodo para garantir que não persista em sua superfície um filme de

óxido ou oxigênio adsorvido. Coloque o eletrodo, ainda como catodo, em

uma solução de nitrato de mercúrio(II) para provocar a deposição de uma

camada fina de mercúrio, o eletrodo de filme de mercúrio (MFE). A vantagem deste eletrodo sobre a gota de mercúrio é sua rigidez e maior

razão área superficial/volume.

O problema com este eletrodo é que não deve haver partes da superfície

descobertas porque a platina quando entra em contato com a solução

provoca complicações devidas ao sobrepotencial menor do hidrogênio na

platina do que no mercúrio e ao fato de que metais com potenciais de

eletrodo muito positivos podem não se depositar na etapa de concentração.

Ultimamente, o uso de eletrodos de filme de mercúrio baseados em outros

materiais que não o mercúrio tem crescido. Eletrodos baseados em grafita

impregnado de cera, em pasta de carbono e em carbono vitrificado são

aparentemente mais sensíveis e confiáveis. Uma técnica também foi

desenvolvida para a deposição simultânea do mercúrio e dos metais a serem

determinados sobre eletrodos de carbono.

 

Células

 

A célula pode ser uma célula polarográfica comum ou pode ser construída

especialmente para a polarografia extrativa. Neste último caso, ela deve ter

certas características. A agitação eficiente e reprodutível da solução é

essencial. Um agitador magnético é usualmente suficiente. A exclusão de

oxigênio é importante, logo, a célula deve ter uma tampa com abertura para

a passagem do gás de arrasto. Um sistema de entrada do gás de arrasto pela

solução, antes do experimento, e de passagem acima da superfície, durante

o experimento, é necessário. A tampa da célula deve acomodar o HMDE

(ou outro tipo de eletrodo) e deve ter aberturas para o eletrodo de referência

(usualmente um eletrodo de calomelano saturado) e para um contra-eletrodo

de platina se a operação tiver de ser feita sob potencial controlado. Se a

solução-teste estiver sendo analisada para mercúrio, o eletrodo de referência

deve ser isolado da solução com uma ponte salina.

 

Reagentes

 

Diante da sensibilidade do método, os reagentes usados nas soluções

primárias devem ser muito puros. A água deve ser redestilada em aparelhagem totalmente de vidro ou, melhor ainda, em aparelhagem

totalmente de sílica. Os traços de matéria orgânica encontrados, às vezes,

em água desionisada tornam-na imprópria para uso nesta técnica, a menos

que a água seja subseqüentemente destilada. Os eletrólitos de suporte

comuns nestes experimentos são cloreto de potássio, tampão de acetato de

sódio–ácido acético, tampão de amônia–cloreto de amônio, ácido clorídrico

e nitrato de potássio.

Estes produtos químicos, quando do grau analítico, contêm traços de

impurezas que não são relevantes na maior parte dos processos analíticos,

mas que podem representar contaminação séria na voltametria extrativa.

Isto acontece especialmente quando as impurezas são metais pesados. Por

isso, é necessário usar reagentes de pureza muito alta (como os BDH

Aristar ou outros de grau de pureza semelhante) ou, então, submeter o

material mais puro disponível a um processo eletrolítico de purificação.

Faça a eletrólise da solução, sob agitação, usando uma pequena corrente (10

mA) por 24 horas, um pouco de mercúrio no fundo do bécher como catodo

e um anodo de platina. Passe nitrogênio puro pela solução antes de começar

a eletrólise de modo a remover o oxigênio dissolvido, mantendo uma

corrente de nitrogênio puro sobre a superfície da solução durante o processo

de purificação. É preciso usar, normalmente, controle potenciostático

durante a eletrólise.

Toda a vidraria deve estar escrupulosamente limpa, do material usado no

tratamento preliminar até o aparelho propriamente dito. É recomendável

deixar a vidraria por algumas horas em ácido nítrico (6 M) puro ou em uma

solução 10% de ácido perclórico 70% puro, lavando, em seguida, com água

desionizada.

 

Processo de concentração

 

No processo de concentração, uma parte dos íons metálicos que está em

solução se deposita no eletrodo de mercúrio e a concentração do metal no

mercúrio pode ficar 10 a 1000 vezes maior do que a concentração original

do íon na solução. É esta etapa de pré-concentração que dá ao método de

extração sua alta sensibilidade.