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Como muitos de vocês, ganhei minha primeira experiência prática de titulação durante meus estudos de química na escola. Nessa época, aprendi como realizar uma titulação visual manual de endpoint – e ainda me lembro exatamente como me senti a respeito.
Usando uma bureta manual cheia de titulante, adicionei cada gota individualmente a um frasco Erlenmeyer que continha a solução amostra (incluindo o analito a ser medido) e o indicador que foi adicionado antes da titulação. A cada gota e até mesmo a uma ligeira mudança de cor da minha solução de amostra, os minutos passavam com uma incerteza crescente. Perguntei-me: «Já atingi o verdadeiro ponto final, devo adicionar outra gota ou até mesmo titulei demais?» Você provavelmente já esteve na mesma situação!
Parece familiar para você? Não se esqueça de conferir nossa postagem relacionada no blog:
Vários anos se passaram desde então, e estou feliz por não ter mais que enfrentar os desafios de realizar uma titulação manual porque o Metrohm oferece a possibilidade de titulações automatizadas.
Se você quiser saber como determinar o ponto final em uma titulação automatizada, darei todas as respostas que você precisa. No artigo a seguir abordarei esses tópicos (clique para ir diretamente para cada um):
Diferentes princípios de detecção – uma visão geral
Neste ponto você pode se perguntar: se não visualmente, como o ponto final (EP) pode ser detectado em uma titulação automatizada? Bem, além do reconhecimento visual do ponto final (por exemplo, por uma mudança de cor, aparecimento de turbidez ou aparecimento de um precipitado), um EP de titulação também pode ser detectado pelo monitoramento automatizado de uma mudança em uma propriedade química ou física que ocorre quando a reação estiver completa.
Conforme mostrado na tabela abaixo, existem muitos princípios de detecção diferentes:
Tabela 1. Princípios de determinação para vários métodos de detecção de EP.
| Princípio de Determinação | Descrição | |
|---|---|---|
EP eletroquímico |
Potenciométrico | O potencial dependente da concentração (mV) de uma solução é medida em relação a um potencial de referência. |
Voltamétrico |
O potencial dependente da concentração (mV) de uma solução é medida a uma corrente elétrica constante, ou seja, a corrente de polarização Ipolaco aplicado ao eletrodo polarizável. | |
Amperométrico |
Esta técnica de indicação permite a medição da corrente dependente da concentração (µA) de uma solução de amostra a uma tensão constante. | |
EP fotométrico |
A base da indicação fotométrica é a mudança na intensidade em um determinado comprimento de onda de um feixe de luz que passa através de uma solução. | |
| EP condutométrico | A indicação condutométrica mede as mudanças na condutividade elétrica durante a titulação. | |
EP termométrico |
As titulações termométricas registram as mudanças na temperatura. Ao final, a reação produz um calor molar de reação ∆HR que pode ser medido como uma mudança de temperatura ∆T. | |
Agora, vamos discutir o potenciométrico e fotométrico Determinação do PE em comparação com uma detecção de EP visualmente reconhecida, pois são os princípios de determinação mais comumente usados para titulações automatizadas. Se você quiser saber mais sobre o princípios de titulação termométrica ou titulação condutométrica, leia nossas postagens no blog sobre o básico!
Titulação termométrica – a peça que faltava no quebra-cabeça
A titulação condutométrica funciona onde outros métodos têm dificuldade
Princípio potenciométrico
Conforme mostrado na tabela acima, no princípio potenciométrico o potencial dependente da concentração (mV) de uma solução é medido em relação a um potencial de referência. Portanto, um eletrodo de referência de cloreto de prata-prata (Ag/AgCl) é usado em combinação com um eletrodo de medição (membrana de vidro sensível ao pH ou anel de metal). Em geral, é utilizado um sensor combinado (eletrodo), incluindo eletrodo de medição e de referência.
figura 1 ilustra com um exemplo simples como fica uma titulação manual com mudança de cor quando convertida para um sistema automático.
Passo 1: Início da titulação antes da adição do titulante.
Passo 2: Adição de titulante – conforme a titulação se aproxima do ponto final, você começa a ver sinais de mudança de cor. Neste ponto, em uma titulação automática, o sensor detectará uma alteração no sinal mV e o titulador começará a dosar o titulante em volumes menores e a uma taxa mais lenta.
etapa 3: Finalmente, o PE é alcançado com uma cor rosa fraca que corresponde ao ponto de inflexão na curva de titulação.
Passo 4: A titulação além do ponto final leva a uma titulação excessiva, e aqui o sinal mV é bastante constante.
É assim que você alcança a característica Scurva de titulação em forma de curva que você vê ao realizar uma titulação automatizada.
Não apenas as titulações ácido-base podem ser convertidas. Figura 2 mostra como uma simples titulação de cloreto pode ser convertida. O titulante, a concentração do titulante, o tamanho da amostra e a preparação da amostra permanecem os mesmos.
Apenas o indicador é substituído pelo Ag Titrode, um eletrodo de anel de prata, e obtemos uma curva de titulação (Figura 2, lado direito) com um ponto final claramente definido.
Para mais exemplos de possíveis titulações potenciométricas, baixe nossa monografia grátis abaixo ou confira nosso Localizador de aplicativos onde você pode encontrar vários exemplos para todos os princípios de reconhecimento de endpoint.
As titulações que utilizam indicadores de cor ainda são amplamente utilizadas, por exemplo, em farmacopeias. Quando realizado manualmente, os resultados dependem, literalmente, do olhar de quem vê. Titulação fotométrica usando o Optrodo permite substituir esta determinação subjetiva do ponto de equivalência por um processo objetivo totalmente independente do olho humano.
A vantagem aqui é que a química não muda – ou seja, o procedimento operacional padrão (POP) geralmente não precisa ser adaptado.
A base da indicação fotométrica é a mudança na intensidade em um determinado comprimento de onda de um feixe de luz que passa através de uma solução. O transmissão é a principal variável medida em fotometria e é dada pela transmissão de luz (mV ou% de transmissão) de uma solução colorida ou turva que é medida com um sensor fotométrico como o Optrodo de Metrohm.
Há oito comprimentos de onda possíveis escolher nesse intervalo quase todos os indicadores de cores usados para titulações (mesa 2). O eixo é resistente a solventes e não requer manutenção. Ele se conecta diretamente ao titulador e melhora a precisão e a repetibilidade de titulações indicadas por cores.
| Comprimento de onda | Mudança de cor para: | Faixa utilizável |
|---|---|---|
| 470nm | Amarelo | 460–480 nm |
| 502nm | Laranja / Vermelho | 485–520 nm |
| 520nm | Vermelho | 505–535 nm |
| 574nm | Violeta / Roxo | 560–585 nm |
| 590 nm | Azul | 575–605 nm |
| 610nm | Azul verde | 595–625 nm |
| 640nm | Verde | 620–655 nm |
| 660nm | Preto / Turvo | 650–670 nm |
Também escolhi um exemplo para mostrar como converter um Titulação de EDTA de sulfato de manganês da titulação manual à titulação automatizada. Como no exemplo acima, o procedimento permanece o mesmo.
Titulação fotométrica de EDTA de sulfato de manganês de acordo com Ph. EUR. e USP
Você está pronto para dar o salto e passar a usar um sistema de titulação automatizado? Leia nossa outra postagem do blog para saber mais.
Como transferir a titulação manual para a titulação automática
Uma vantagem da titulação automatizada é que um é necessário menor volume de produtos químicos, resultando em menos desperdício. Com o mesmo indicador Eriochrome Black TS, o Optrode é usado no comprimento de onda de 610 nm. A curva de titulação (Figura 3, lado direito) mostra uma grande alteração potencial do sinal mV indicando um ponto final de titulação claramente definido.
Se você não tiver certeza de qual é o comprimento de onda ideal para sua titulação, dê uma olhada em nossa postagem de blog relacionada para saber mais!
Comparação: Optrode vs. eletrodos potenciométricos
Quando você decide mudar para a titulação automatizada, existem alguns pontos a serem considerados ao comparar o Optrode com outros eletrodos potenciométricos da Metrohm. A tabela a seguir lista os principais critérios.
Tabela 3. Comparação de técnicas de medição fotométrica e potenciométrica para uma seleção de fatores.
| Fator | Potenciométrico com eletrodo | Fotométrico com Optrode |
|---|---|---|
| Mudanças no POP | Pode ser necessário atualizar o POP para incluir o uso de eletrodo | Ainda usa o mesmo indicador e parâmetros de endpoint que mudam de cor |
| Indicador de cor | Não requerido; economize na preparação química e em etapas adicionais de análise | Obrigatório |
| Amostras turvas ou coloridas | Ignora cor e turbidez | Amostras muito turvas e coloridas podem interferir |
| Manutenção do sensor | Enxágue, reabasteça o eletrólito e armazene adequadamente | Enxágüe e guarde seco |
| Resistência a solventes | Algumas sondas resistentes a solventes precisam considerar a compatibilidade química | Corpo selado e todo em vidro para alta resistência química |
| Cronograma de substituição | 6 meses – 1 ano | Após quebra ou exaustão da fonte de luz1 |
1Optrode tem uma vida útil de dezenas de milhares de horas.
Resumo
Veja, uma autotitulação é bastante simples de realizar e tem a grande vantagem de que um ponto final claramente definido é dada.
Acredite, sempre que estou trabalhando com um dispositivo desse tipo, incluindo um eletrodo adequado para uma titulação automática, fico com um grande sorriso no rosto, pensando nos meus tempos de universidade: Adeus subjetividade, procedimento demorado, ineficiência econômica e não rastreabilidade!
Talvez agora você também esteja convencido a fazer a mudança no seu laboratório.
Suas conclusões de conhecimento
Economize dinheiro usando sistemas de titulação automatizados
