Vogel: Análise Química Quantitativa
17.16 Determinações colorimétricas: procedimento geral
Água 190
Hexano 199
Heptano 200
Éter dietílico 205
Etanol 207
Metanol 210
Ciclo-hexano 212
Dicloro-metano 233
Clorofórmio (tricloro-metano) 247
Tetracloreto de carbono (tetracloro-metano) 257
Benzeno 280
Piridina 306
Acetona (propanona) 331
17.16 Determinações colorimétricas: procedimento geral
O procedimento correto em qualquer determinação colorimétrica depende parcialmente das especificações do instrumento e parcialmente da natureza da amostra. Certos princípios gerais, no entanto, que são também relevantes para as determinações espectrofotométricas, se aplicam universalmente. É importante ter certeza de que o colorímetro (ou o espectrofotômetro) está funcionando corretamente e que não são necessários ajustes ou substituição de peças. Os procedimentos exatos são normalmente detalhados nos manuais de operação fornecidos pelos fabricantes. Muitos instrumentos modernos são programados para corrigir enventuais desvios de calibração dos comprimentos de onda. Se estes dispositivos automáticos não estiverem disponíveis, deve-se fazer manualmente o controle do comprimento de onda, das condições de iluminação, da escala de absorbância e das células. Quando os instrumentos estão sendo regularmente utilizados, somente as condições de iluminação e as células precisam ser verificadas, mas testes periódicos das duas outras características devem ser feitos. A verificação deve ser feita, também, quando o instrumento foi mal utilizado ou ficou sem uso durante muito tempo.
Iluminação A emissão das lâmpadas tende a diminuir com a idade e elas devem ser substituídas quando o limite for atingido. Deve-se manter um registro do tempo de uso de cada lâmpada.
Escala de comprimentos de onda A escala de comprimentos de onda deve estar ajustada corretamente. Filtros para teste são fornecidos com muitos instrumentos. A posição da escala é testada medindo-se o valor de λ máx do pico de absorção do filtro de teste. Isto pode ser feito para os instrumentos que usam lâmpadas de hidrogênio ou deutério medindo-se as linhas vermelha (656,1 nm) e azul-verde (486,0 nm) do espectro do hidrogênio. Outra possibilidade é substituir a lâmpada normal do aparelho por uma lâmpada de neônio ou de mercúrio. Os espectros resultantes têm algumas linhas cujos comprimentos de onda são conhecidos acuradamente e que podem ser usadas como teste.
Escala de absorbância A escala de absorbância pode ser calibrada com uma ou mais soluções padrões preparadas com cuidado. Pode-se usar dicromato de potássio em solução ácida ou básica, ou uma solução de nitrato de potássio. Detalhes completos das soluções padrões recomendadas e dos valores das absorções dos padrões estão publicadas [19].
Células A menos que as duas células sejam pareadas (Seção 17.8), elas devem ser testadas para garantir que, em condições idênticas, elas têm a mesma transmissão, dentro de limites bem estreitos. Coloque o instrumento em um comprimento de onda pré-selecionado, preferencialmente o mesmo comprimento de onda a ser usado na determinação e, sem as células em posição, ajuste o instrumento para que a escala leia 0% de absorbância (ou 100% de transmitância). Encha as células, limpas e secas, com o solvente a ser usado e seque as paredes externas com papel absorvente. Evite tocar as faces polidas. Verifique a absorbância de uma das células usando a outra como branco e, após anotar a leitura, esvazie a célula e encha-a novamente com outra porção de solvente. Repita a leitura. As duas leituras devem ser consistentes. Substitua o solvente da segunda célula e repita a leitura. Se a diferença em absorbância entre as duas células é menor do que 0,02, as células são aceitáveis para uso. Muitos instrumentos modernos são capazes de corrigir automaticamente pequenas diferenças entre as células. Se um instrumento de feixe duplo estiver sendo usado, a diferença entre as duas células é obtida imediatamente e o procedimento de controle é mais fácil.
As células devem ser lavadas cuidadosamente após o uso. Quando o solvente das
determinações for a água, use água destilada para lavar as células. No caso de solventes orgânicos imiscíveis com a água, lave as células cuidadosamente com um solvente de limpeza que seja miscível com a água e com o solvente orgânico usado na determinação e, depois, com água destilada. Finalmente lave as células com etanol e deixe secar, preferencialmente em um dessecador a vácuo. As células contaminadas podem ser limpas com uma solução de detergente, Teepol, por exemplo.
Preparação das soluções
A determinação exige normalmente (i) uma quantidade conhecida do material de interesse em um solvente apropriado, (ii) uma solução padrão do composto de interesse no mesmo solvente, (iii) o reagente necessário e (iv) outros reagentes, como tampões, ácidos e bases, necessários para estabelecer as condições ideais para a formação do produto colorido desejado. Às vezes, quando as medidas são feitas no ultravioleta, não é necessária a adição de outros reagentes. Como os métodos colorimétricos e espectrofotométricos são muito sensíveis, as medidas de absorbância são feitas em soluções muito diluídas. Para que a pesagem do material exigido pela preparação das soluções padrões e das soluções de analito seja acurada, é necessário preparar soluções que são muito concentradas para a determinação direta das absorbâncias e, neste caso, elas têm de ser diluídas.
Lembre-se de que as soluções dos reagentes que produzem as cores são
freqüentemente instáveis e não podem ser guardadas por mais de um dia ou dois. Mesmo no estado sólido, muitos destes reagentes tendem a se deteriorar lentamente e é boa prática guardar os reagentes em pequenas quantidades, de modo que se tenha um reagente novo com a freqüência adequada. Reagentes pouco usados, que estiveram guardados por muitos meses, devem ser testados de modo apropriado antes de cada nova determinação.
As absorbâncias das soluções-teste e das soluções padrões devem ser medidas da
maneira descrita anteriormente para a comparação das células, usando o comprimento de onda adequado. A solução do branco deve ter composição semelhante à da solução-teste, porém sem o analito. Se necessário, a solução-teste deve ser diluída para que a absorbância fique na região 0,2–1,5. Nas determinações de rotina, dispõe-se de uma curva de calibração para facilitar a determinação da concentração da solução-teste. Neste caso, é desnecessário preparar as soluções padrões. Se o analista não dispuser de uma curva de calibração, ele deve fazer uma série de soluções de concentração conhecida, digamos 5,0, 7,5, 10,0 e 15 ml da solução padrão diluídos a 100 ml em balões aferidos, e medir suas absorbâncias. As leituras são, então, colocadas em gráfico contra a concentração.