Relatório de Química Analítica Ambiental

Determinação da DQOMétodo Colorimétrico

Alunas:Bruna Chamusca

Jaqueline CruzLuana Francini

Turma MAM 271

Professoras:Flávia Vieira

Neusa Arruda

SUMÁRIO

1 – Título............................................................................................................................... 3

2 – Introdução.......................................................................................................................3

3 – Objetivo...........................................................................................................................5

4 – Materiais e Reagentes.....................................................................................................6

5 – Metodologia....................................................................................................................7

6 – Resultados e Discussões..................................................................................................9

7 – Conclusão......................................................................................................................10

8 - Referências.....................................................................................................................11

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1 – Título: “Determinação da Demanda Química de Oxigênio pelo método de refluxo fechado colorimétrico em amostras coletadas no lago da Quinta da Boa Vista”.

2 – Introdução

A Demanda Química de Oxigênio é um parâmetro que se relaciona à quantidade de oxigênio consumido por materiais e substâncias orgânicas e minerais, que se oxidam em condições definidas. No caso da água, ele estima o potencial poluidor (potencial consumidor de oxigênio) de efluentes domésticos e industriais, além de seus impactos sobre ecossistemas aquáticos. O oxigênio, que seria o oxidante natural, é substituído por outras substâncias químicas oxidantes, que têm correlacionados seus potenciais redutores com a demanda de oxigênio que seria necessária.

A Demanda Química de Oxigênio considerada aceitável em um corpo hídrico é definida de acordo com a classificação da água. A classificação das águas de acordo com suas características e utilização e seus respectivos valores para este parâmetro encontram-se na Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005.

Para efetuar a análise de DQO, pode-se utilizar dicromato, cério-IV, iodato e permanganato. Porém, a substância química oxidante mais utilizada nestas análises é o dicromato (Cr2O7

2-). Isto porque:

Como é mostrado na tabela abaixo, frente aos redutores que demandam oxigênio em água, o dicromato é o que apresenta maior poder oxidante;

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Tabela 1: Agentes Redutores e Oxidantes

É estável tanto no estado sólido como em soluções (o que não acontece com o permanganato);

Tem preço relativamente baixo;

A determinação de seu excesso pertence aos métodos clássicos utilizados em química analítica.

O Método Colorimétrico

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O método de DQO se baseia na oxidação de redutores pela adição de dicromato, Cr 2O72-,

em excesso. Esta reação ocorre a quente, em meio de ácido sulfúrico, catalisado por íons prata e na presença de mercúrio (este tem função complexante e elimina cloretos).

{CH2O} + Cr2O72- Ag+ e calor CO2 + Cr3+ + H20

Por convenção, a quantidade de cromo-III que se forma é equivalente a quantidade de dicromato reduzido, ou seja: é a quantidade equivalente à demanda química de oxigênio. Poderia se utilizar a técnica de titulometria do excesso de dicromato, porém por mais praticidade e precisão é utilizada a técnica colorimétrica, onde são medidas as absorbâncias das soluções do cátion. A região do espectro eletromagnético onde o cromo-III apresenta maior absorção, sem que haja interferência do dicromato residual, é no comprimento de onda de 600 nm.

Interferentes

Poucas substâncias são capazes de afetar a medida final do excesso de dicromato ou de cromo-III. Na colorimetria do cromo-III, íons coloridos e absorventes na região de 600 nm do espectro eletromagnético poderiam interferir nos resultados, tais como cobre-II, níquel-II e até mesmo o próprio cromo-III (não proveniente da redução do dicromato presente nas amostras). Porém estas interferências são mínimas, o que não leva a preocupação com estes íons.

O interferente mais significante é o cloreto, Cl-. Ele consome o íon prata e impede seu poder catalisador e, ainda, pode se oxidar no lugar da matéria orgânica, alterando o resultado da análise. Para eliminar esta interferência, é necessária a presença de mercúrio-II no meio, para que este sofra complexação pelo ânion, consumindo-o.

3 – Objetivo

Determinar a Demanda Química de Oxigênio, utilizando o método de refluxo fechado colorimétrico, em amostras de água coletadas na Quinta da Boa Vista.

4 – Materiais e Reagentes

Reagentes:

Solução Digestora; K2Cr2O7 grau padrão primário H2SO4

Materiais:

Balão volumétrico 1000 mL;

Tubos de ensaio;

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HgSO4

Solução Catalítica; Ag2SO4

H2SO4

Solução Padrão de Biftalato de Potássio.

Digestor;

Preparo dos Reagentes:

Solução Digestora

Em 500 mL de água destilada foram adicionados 10,216 g de K2Cr2O7 grau padrão primário, previamente seco em estufa a 150 °C por 2 horas. A mistura foi solubilizada, adicionando lentamente 167 mL de H2SO4. Então, adicionou-se 33,3 g de HgSO4, dissolveu-se a temperatura ambiente e diluiu-se a 1000 mL com água destilada.

Solução Catalítica

Pesou-se 5,5g de Ag2SO4/kg de H2SO4. (Sulfato de prata/kg de ácido sulfúrico). Adicionou-se lentamente o H2SO4 P.A ao Ag2SO4.

Solução Padrão de Biftalato de Potássio

Pesou-se 0,8535 g do sal, dissolveu-se com água destilada e transferiu-se para um balão volumétrico, completando o volume da solução a 1000 mL. Esta solução equivale a uma DQO de 500 mg/L O2.

5 – Metodologia

Referência do Método

Norma ABNT NBR 9898:1987 – Preservação e técnicas de amostragem de afluentes líquidos e corpos receptores; Método 5220-DQO D descrito por AWWA (APHA. 2005).

Amostragem

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A amostra foi coletada segundo a Norma ABNT NBR 9898:1987 – Preservação e técnicas de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores, que fixa as condições exigíveis para a coleta e a preservação de amostra e de efluentes líquidos domésticos e industriais e de amostra de água, sedimentos e organismo aquático dos corpos receptores interiores superficiais.

A água das amostras utilizadas na aula prática foi coletada no lago da Quinta da Boa Vista, em São Cristóvão, Rio de Janeiro. Foram colhidas amostras simples, representativas das características da origem no instante exato da coleta.

As amostras analisadas por este grupo correspondem ao ponto de coleta número 3. Este ponto se localiza ao lado da ponte que cruza uma parte estreita do lago, em uma região próxima a pedras. O local de coleta é caracterizado por apresentar maior quantidade musgo nas pedras e margens comparado aos outros pontos, pois se apresenta como um ambiente mais úmido e que possui menor incidência de animais e pessoas. Por se localizar distante da área dos pedalinhos, que é a área mais de maior movimentação, este local também possui menor concentração de lixo.

O dia da coleta foi um dia nublado, de clima úmido, em que a temperatura ambiente estava em torno de 20ºC. Neste dia, o nível de água do lago estava maior devido à chuva ocorrida na parte da manhã. No ponto 3, especificamente, a água apresentava turbidez maior, comparada aos outros pontos, com poucas folhas na superfície e uma temperatura de 18ºC. A água contida no frasco de amostra apresentava, além da turbidez acentuada, coloração esverdeada, porém, não apresentava odor.

Procedimento Experimental

Preparo da Curva de Calibração:

A partir da Solução Padrão de Biftalato, equivalente a uma DQO de 1000 mg/LO 2, foram preparados padrões de diferentes concentrações para a realização da curva de calibração. Em diferentes tubos de ensaio foram adicionados volumes da solução e o restante de água destilada para completar 10 mL, de acordo com a tabela abaixo:

TuboVSolução

(mL)VÁgua (mL)

DQO(mg/L O2)

1 2 8 2002 4 6 4003 5 5 5004 6 4 6005 10 0 1000

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Feito isso, foram retiradas alíquotas de 2,00 ml de cada diluição, adicionando a cada uma, respectivamente, 1,2 mL de solução digestora (K2Cr2O7/HgSO4/H2SO4) e 2,8 mL da solução catalítica. Depois de fechados, foi feita a homogeneização do conteúdo dos tubos de ensaio, colocando-os em um digestor (bloco aquecedor) por duas horas para que ocorresse a reação.

Ao final do procedimento, os tubos adquiriram a colorações nas tonalidades de verde à amarelo, devido à formação do íon Cr3+. Foi medida a absorbância em um espectrofotômetro em 600 nm, com o aparelho devidamente zerado pelo teste em branco, e, a partir dos valores obtidos, foi traçada a curva de calibração.

Preparo das Amostras e do Branco para Análise

O mesmo procedimento descrito anteriormente foi feito com 3 tubos contendo alíquotas de 2,00 ml da amostra (triplicata) e 1 tubo contendo 2,00 ml de água destilada (teste branco).

6 – Resultados e Discussão

Curva de calibração

A tabela abaixo apresenta a coloração e absorbância dos padrões de diferentes concentrações, que foram preparados e submetidos ao procedimento citado anteriormente para a construção da curva de calibração do aparelho. Em seguida, é apresentada a curva de calibração obtida por meio desses valores.

Tubo DQO (mg/L O2) Coloração Absorbância (uA)1 200 Amarelo 0,0652 400 Verde Claro 0,1323 500 Verde Claro 0,1754 600 Verde Claro 0,1865 1000 Verde Escuro 0,338

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Curva de Calibração da Demanda Química de Oxigênio

y = 0,0003x

R2 = 0,9928

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0 200 400 600 800 1000 1200

DQO (mg/L O2)

Abso

rbân

cia

(uA)

Amostras e Branco

Na tabela abaixo, estão os valores de absorbância encontrados para as três alíquotas da amostra que foram analisadas e as suas respectivas colorações, após terem sido submetidas às mesmas condições e procedimentos que os padrões e ensaio em branco.

Tubo Coloração Absorbância (uA)

TRIPLICATAAmostra Amarelo 0,056Amostra Amarelo 0,049Amostra Amarelo 0,056

Calculando a média aritmética dos valores de absorbância encontrados, obtêm-se um valor de 0,054 uA. Substituindo este valor pelo “y” da equação da reta, pode ser calculada a variável “X”, que é a demanda química de oxigênio das amostras.

Equação da reta: y= 0,0003x

0,054= 0,0003x → x= 180 mg/L O2

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O valor de DQO encontrado para as amostras foi de 180 mg/L de O2. De acordo com a Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005, que dispõe sobre a classificação dos corpos de água diretrizes ambientais para seu enquadramento, bem como estabelece condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências, o valor máximo permitido para águas doces de classe IV é de 10 mg/L O2. Portanto, considerando o resultado da análise, o valor de DQO obtido está muito além do valor máximo permitido.

7 – Conclusão

A amostra de água coletada no ponto 3 do Lago da Quinta da Boa Vista encontra-se fora das especificações estabelecidas para este corpo d’água, segundo a resolução vigente CONAMA nº 357/2005. Pode-se ressaltar que este resultado não está livre de interferentes, visto que a presença ou não dos mesmos é desconhecida e que não foi feito nenhum procedimento para sua eliminação.

8 – Referências

ALVARO FOLHAS DOMUS. Redox. Disponível em: <http://www.prof2000.pt/users/afolhas/redox.htm>. Acesso em: 19 de outubro de 2009.

Determinação da Demanda Química de Oxigênio (DQO) em Águas e Efluentes Por Método Colorimétrico Alternativo. Disponível em: < http://www.fca.unesp.br/CD_REVISTA_ENERGIA_vol4/vol20n42005/artigos/Maria%20Lucia%20Zuccari.pdf>. Acesso em: 18 de outubro de 2009.

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ. Determinação da DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO. Disponível em: <http://pessoal.utfpr.edu.br/colombo/arquivos/DQO.pdf>. Acesso em: 17 de outubro de 2009.

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