Vogel: Análise Química Quantitativa
3.6 Erros na pesagem
7. Não deixe nada no prato da balança ao terminar a pesagem. Se alguma substância for
acidentalmente derramada no prato ou no chão da balança, deve ser imediatamente removida.
8. Evite a exposição da balança a atmosferas corrosivas.
O processo de pesagem inclui as seguintes etapas:
1. Limpe cuidadosamente o prato da balança com um pincel de pêlos de camelo. 2. O objeto a ser pesado deve estar na temperatura da balança ou próximo a ela. Com a
balança em repouso, coloque o objeto no prato e feche o compartimento.
3. Coloque o controle da balança na posição “liga”. Observe o valor que aparece no visor
digital e registre-o no caderno de anotações. Se a balança estiver ligada a uma impressora, verifique se o resultado impresso concorda com o do visor digital. Coloque o controle na posição “desliga”.
4. Remova, ao terminar todas as pesagens, o objeto que foi pesado, limpe a balança, se
necessário, e feche o compartimento do prato.
Estas observações aplicam-se notadamente às macrobalanças analíticas. As microbalanças e as ultramicrobalanças devem ser manipuladas com cuidados especiais, particularmente no que diz respeito à temperatura dos objetos que vão ser pesados.
3.6 Erros na pesagem
Cuidado com os erros de pesagem que não são devidos a defeitos da balança. Três fontes de erro devem ser consideradas:
1. Alterações relacionadas ao recipiente de pesagem ou à substância entre pesadas sucessivas. 2. Empuxo do ar e seus efeitos sobre o objeto, o recipiente e os pesos. 3. Erros humanos de registro dos resultados.
Alterações do recipiente de pesagem
Mudanças no peso do recipiente de pesagem podem advir da absorção ou perda de umidade, da eletrificação da superfície pelo atrito e da diferença de temperatura entre o recipiente e a balança. Uma forma de eliminar estes erros é limpar o recipiente suavemente com um pano de linho e deixá-lo por cerca de 30 minutos perto da balança antes da pesagem. A eletrificação — que pode causar um erro relativamente grande, particularmente se a atmosfera e o pano estiverem secos — se dissipa lentamente durante o tempo de repouso. A remoção é feita com uma flanela antiestática. Substâncias higroscópicas, eflorescentes e voláteis devem ser pesadas em recipientes completamente fechados. Substâncias que foram aquecidas ao ar em fornos ou calcinadas em cadinhos são geralmente postas para esfriar em dessecadores que contêm agentes dessecantes adequados. O tempo de resfriamento não pode ser especificado exatamente porque depende da temperatura, do tamanho do cadinho e do material de que ele é feito. Recipientes de platina requerem um tempo menor do que os de porcelana, vidro ou sílica. É comum deixar no dessecador os cadinhos de platina, antes da pesagem, por 20 a 25 minutos e os cadinhos de outros materiais por 30 a 35 minutos. É aconselhável cobrir os cadinhos e outros recipientes abertos.
Efeitos do empuxo
Quando um objeto é colocado em um fluido, seu peso real é reduzido pelo peso do fluido que ele desloca e ele tende a flutuar. Se o objeto colocado no prato da balança e os pesos têm a mesma densidade, isto é, o mesmo volume, não será introduzido erro na pesagem. Porém, se a densidade do objeto for diferente da densidade dos pesos, como ocorre normalmente, os volumes de ar deslocados por cada um deles serão diferentes. Se o objeto é menos denso do que os pesos, como é usual nas análises, o objeto desloca um volume de ar maior do que o deslocado pelos pesos e, em conseqüência, o objeto tem peso menor no ar do que no vácuo. Da mesma forma, se o objeto é mais denso do que os pesos (por exemplo, metais preciosos), o peso do objeto no vácuo é inferior ao peso aparente no ar. Dois exemplos ilustram estes pontos.
Exemplo 3.1
Vamos pesar 1 litro de água primeiramente no vácuo e depois no ar. Admita que o frasco que contém a água está tarado com um frasco exatamente igual, que a temperatura do ar é de 20°C e que a pressão barométrica é de 101325 Pa (760 mm de mercúrio). Nestas condições, o peso de 1 litro de água no vácuo é 998,23 gramas, porém, no ar, o peso aparente da água será inferior a este valor. A diferença pode ser facilmente calculada. O peso do litro de ar que foi deslocado pela água é de 1,20 g. Admitindo que os pesos têm densidade relativa igual a 8,0, eles deslocarão 998,23/8,0 = 124,8 ml ou 124,8 × 1,20/1000 = 0,15 g de ar. A diferença no peso será, portanto, 1,20 – 0,15 = 1,05 g. Assim, o peso, no ar, de 1 litro de água nas condições experimentais especificadas é de 998,23 – 1,05 = 997,18 g, uma diferença igual a 0,1% do peso no vácuo.
Exemplo 3.2
Vejamos o caso de um sólido como o cloreto de potássio nas condições do Exemplo 3.1. A densidade relativa do sólido é 1,99. Se 2 g do sal são pesados, a perda aparente no peso (peso do ar deslocado) é 2 × 0,0012/1,99 = 0,0012 g. A perda aparente para os pesos é de 2 × 0,0012/8,0 = 0,00030 g. Assim, 2 g de cloreto de potássio pesam 0,0012 – 0,00030 = 0,00090 g a menos no ar do que no vácuo, uma diferença de 0,05%.
Na maior parte do trabalho analítico, é comum expressar os resultados como percentagem. No caso de sólidos, a razão entre os pesos no ar é praticamente igual à razão no vácuo. Assim, a correção do empuxo é desnecessária. Contudo, quando é necessário medir o peso absoluto, como quando se deseja calibrar a vidraria aferida, a correção para o efeito do empuxo do ar deve ser feita (Seção 3.16). Note que, apesar da balança eletrônica não utilizar pesos, estas observações também se aplicam, porque a escala é estabelecida tendo como referência pesos de metal (aço inoxidável) medidos no ar.
Vamos considerar, agora, o caso geral. O peso de um objeto no vácuo é igual a seu peso no ar mais o peso de ar deslocado pelo objeto menos o peso do ar deslocado pelos pesos. Pode-se demonstrar facilmente que:
onde
W v = Peso no vácuo
W a = Peso aparente no ar
d a = Densidade do ar
d w = Densidade dos pesos
d b = Densidade do objeto
A densidade do ar depende da umidade, da temperatura e da pressão. No caso da umidade relativa média (50%) e condições médias de temperatura e pressão no laboratório, a densidade do ar raramente sai dos limites 0,0011 e 0,0013 g · ml–1. Assim, é razoável considerar, para fins analíticos, o peso de 1 ml de ar como sendo 0,0012 g.
Como a diferença entre W v e Wa normalmente não excede 1 a 2 partes por mil, pode-se escrever
onde
Se uma substância de densidade db pesa Wa gramas no ar, então Wak miligramas devem ser adicionados ao peso medido no ar para obter o peso no vácuo. A correção é positiva se a substância tiver densidade menor do que 8,0 e negativa no caso contrário.
Erros humanos
Muitos erros de pesagem são devidos a erros do operador na escolha dos pesos que coloca no prato da balança ou na leitura dos visores digitais das balanças eletrônicas. Os pesos têm que ser verificados no momento em que eles são colocados e removidos da balança. Os visores digitais devem ser lidos pelo menos duas vezes. Preste muita atenção na posição das casas decimais.