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Atmosfera - Determinao daconcentrao de dixido de enxofre,pelo mtodo do perxido de hidrognio

NBR 12979SET 1993

SUMRIO1 Objetivo2 Documento complementar3 Aparelhagem4 Execuo do ensaio5 ResultadosANEXO A - FigurasANEXO B - Condicionamento do material de vidroANEXO C - Calibrao do sistema de amostragem

1 ObjetivoEsta Norma prescreve o mtodo para a determinao dedixido de enxofre presente na atmosfera, pelo mtodo doperxido de hidrognio, com indicador(1).

2 Documento complementar

Na aplicao desta Norma necessrio consultar:

NBR 10736 - Material particulado em suspenso naatmosfera - Determinao da concentrao de fuma-a pelo mtodo da reflectncia da luz - Mtodo de en-saio

3 Aparelhagem

3.1 A aparelhagem de amostragem a descrita a seguir(ver Figuras 1 e 2 do Anexo):

Palavras-chave: Dixido de enxofre. Poluio do ar. Ar. Atmosfera 7 pginas

Origem: Projeto 01:601.02-005/1992CEET - Comisso de Estudo Especial Temporria do Meio AmbienteCE-01:601.02 - Comisso de Estudo de Medio da Qualidade do ArNBR 12979 - Determination of sulfur dioxide by hydrogen peroxid method withindicator end-point detection - Method of testDescriptors: Sulfur dioxide. Air pollution. Air. AtmosphereVlida a partir de 01.11.1993

Mtodo de ensaio

a) funil de vidro com boca de, aproximadamente,40 mm de dimetro;

b) tubo flexvel de PVC transparente ou equivalentede, aproximadamente, 6,5 mm de dimetro inter-no e inerte ao SO2;

c) porta-filtro de material inerte ao SO2 com, no mni-mo, 10 cm de rea de filtrao;

Nota: Utilizar papel de filtro Whatman n 1, ou equiva-lente, com dimetro de 55 mm;

d) frasco Drechsel de 125 mL, completo;

e) tampas para frasco Drechsel;

f) orifcio crtico capaz de manter a vazo com umerro menor que 2%;

g) dispositivos de proteo do orifcio;

- sistema filtrante para reteno de possveisgotculas arrastadas do frasco Drechsel; a utiliza-o de filtro de gasolina usado em veculosautomotores adequada;

- filtro-membrana com porosidade de 0,8 m;

Este procedimento permite que seja realizada simultaneamente a determinao da concentrao de fumaa, pelo mtodo da re-

flectncia da luz. Para tanto, necessrio instalar um filtro antes do frasco borbulhador. Consultar a NBR 10736.

2 NBR 12979/1993

h) bomba de vcuo, com orifcio crtico, capaz demanter a vazo de 2 L/min e tambm um diferencialde presso maior que 70 kPa (0,7 atm);

i) vacumetro com escala de 0 kPa a 100 kPa;

j) conjunto para calibrao de vazo do sistema,compreendendo:

- cilindro de vidro graduado, transparente, comduas marcaes, com volume calibrado entreelas de 500 mL, conforme Figura 1 do Anexo A;

- suporte para fixao do cilindro de calibrao;

l) contador eltrico de horas (hormetro);

m) cronmetro de preciso, com sensibilidade de0,1 s.

3.2 A aparelhagem de anlise a descrita a seguir:

a) frasco conta-gotas;

b) bureta de 25 mL;

c) suporte com garra para buretas;

d) frasco Erlenmeyer de 125 mL;

e) pisseta.

Nota: No condicionamento do material de vidro, este, ainda quede borossilicato, pode liberar lcalis quando novo, o queinterfere na anlise. Por isto, importante tratar todomaterial novo conforme Anexo B.

4 Execuo do ensaio

4.1 Reagentes e materiais

4.1.1 gua destilada

4.1.2 Indicador misto

O indicador misto encontrado no mercado e possui aseguinte composio:

a) 0,06 g de verde de bromocresol;

b) 0,04 g de vermelho de metila;

c) 100 mL de metanol.

4.1.3 Tetraborato de sdio 0,004 N

Pesar exatamente 0,7629 g de tetraborato de sdiodecaidratado(2) P.A. (Na2B4O7 . 10 H2O). Transferir para umbalo volumtrico de 1000 mL e dissolver com gua,completando o volume at a marca. Agitar.

4.1.4 cido sulfrico 0,004 N

4.1.4.1 Preparao

Em balo volumtrico de 1000 mL contendo cerca de500 mL de gua destilada, adicionar 11,1 mL de cidosulfrico P.A. (d = 1,84). Agitar e resfriar em gua. Com-pletar o volume com gua destilada at a marca. Estasoluo possui concentrao aproximada de 0,4 N. Pipetar10 mL da soluo e diluir com gua destilada a 1000 mL embalo volumtrico. Esta segunda soluo possui concen-trao aproximada de 0,004 N.

4.1.4.2 Padronizao

Em um frasco Erlenmeyer de 125 mL, pipetar 20 mL dasoluo de cido sulfrico a ser padronizada. Adicionartrs gotas do indicador misto. Titular com soluo detetraborato de sdio 0,004 N at atingir cor cinza. Fazeruma prova replicada de forma que duas titulaes nodifiram mais que 0,1 mL. A normalidade da soluo decido sulfrico calculada pela seguinte equao:

N =

Onde:

N = normalidade do cido sulfrico

V = volume utilizado do tetraborato de sdio, em mL

0,004 = normalidade do tetraborato de sdio

20 = volume do cido sulfrico, em mL

4.1.5 Soluo absorvente - gua oxigenada 0,3%

4.1.5.1 Colocar cerca de 500 mL de gua destilada em

balo volumtrico de 1000 mL. Adicionar 10 mL de perxidode hidrognio 30% P.A., com auxlio de uma proveta.Completar o volume com gua destilada at a marca.Agitar.

4.1.5.2 Atravs de uma proveta, transferir 50 mL da soluo

anterior para um frasco Erlenmeyer de 125 mL e colocartrs gotas de indicador(3). Caso a soluo apresente corverde, adicionar H2SO4 0,004 N, com auxlio de uma bureta,at a cor se tornar cinza-clara. Anotar o volume. Se a solu-o apresentar cor rosa, adicionar tetraborato de sdio0,004 N at atingir a cor cinza. Anotar o volume.

Nunca se deve adicionar indicador ao total da soluo porque este reage com perxido quando em contato prolongado. Guardar a so-

luo em lugar fresco e escuro, de preferncia refrigerado. A soluo se mantm sem alterao por, aproximadamente, 15 dias. Aps este prazo, preparar uma nova soluo.

O tetraborato de sdio decaidratado no deve ser secado em estufa. A melhor forma de mant-lo inalterado conserv-lo em um

dessecador que contenha soluo saturada de cloreto de sdio e sacarose.

200,004 x V

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4.1.5.3 Juntar ao frasco que contm o resto da soluo de

perxido 19 vezes o volume de cido sulfrico ou detetraborato de sdio 0,004 N que foram acrescentados aofrasco Erlenmeyer. Agitar bem. Transferir 50 mL a umsegundo frasco Erlenmeyer e juntar trs gotas do indicador.A cor deve ser cinza-clara, caso contrrio, necessriocorrigir o pH, repetindo a etapa anterior e juntando aofrasco Erlenmeyer 18 vezes a nova quantidade de soluode cido sulfrico ou de tetraborato de sdio 0,004 Nutilizada.

4.2 Princpio do mtodo

O dixido de enxofre presente na atmosfera aspirado eabsorvido por borbulhamento pela soluo de perxido dehidrognio, formando cido sulfrico, o qual posteriormente quantificado em laboratrio atravs de uma soluo detetraborato de sdio. O ponto de viragem determinadocom um indicador.

4.3 Amostragem

O mtodo adequado para amostragens contnuas, comdurao de 24 h, nas condies descritas em 4.3.1 a4.3.12.

4.3.1 Montar o sistema de amostragem com a disposio

da Figura 2 do Anexo A, mantendo o funil de captao doar a uma altura de 2 m a 15 m do solo.

4.3.2 Calibrar o sistema e calcular a vazo de amostragem

em L/min. Um exemplo de calibrao descrito no Ane-xo C.

4.3.3 No laboratrio, transferir, atravs de uma bureta, para

o frasco Drechsel 70 mL de perxido de hidrognio 0,3%.Fechar com uma rolha.

4.3.4 Ainda no laboratrio, transferir para outro frasco

Drechsel o mesmo volume de soluo de perxido dehidrognio. Fechar com uma rolha. Esta soluo deve serutilizada como prova em branco durante as anlises.

4.3.5 Instalar o frasco Drechsel no sistema de amostragem.

4.3.6 Anotar, em folha de campo, o local, a data, a hora e

o valor indicado no hormetro.

4.3.7 Ligar o sistema de amostragem e deix-lo operando

pelo perodo desejado.4.3.8

Desligar o sistema.

4.3.9 Anotar, na mesma folha de campo, o valor final do

hormetro e data e hora final de amostragem. Calcular otempo real de amostragem T pela diferena entre asleituras final e inicial do hormetro.

4.3.10 Retirar o borbulhador do frasco Drechsel e deixar

escorrer bem o lquido dentro deste. Colocar a tampa nofrasco.

4.3.11 Levar ao laboratrio para anlise o frasco Drechsel

utilizado para coleta de amostra e o frasco Drechsel coma prova em branco.

Nota: O frasco Drechsel com a prova em branco deve ser mantidono mesmo local e pelo mesmo perodo da amostragem (ver4.3).

4.3.12 Repetir as mesmas operaes de amostragem to-

dos os dias mesma hora. Caso no se possa trocar osfrascos em sbados, domingos e feriados, pode-se coletaruma amostra integrada de dois ou trs dias, colocando nofrasco Drechsel at 80 mL de soluo de perxido 0,3%para assegurar que o frasco no seque por evaporao.

Nota: Em pocas de calor, e especialmente em climas secos, estevolume pode no ser suficiente para mais de dois dias. Noentanto, importante dispor de valores correspondentes asbados, domingos e feriados para avaliar as possveisdiferenas em relao aos dias teis, durante os quais sedesenvolve um nmero maior de atividades humanas.

4.4 Ensaio

4.4.1 Elevar o volume da amostra coletada para o total de

100 mL, com gua destilada. Repetir o procedimento paraa prova em branco. Transferir as solues para frascosEnlermeyer de 125 mL.

4.4.2 Juntar trs gotas do indicador ao frasco contendo a

prova em branco. Deve surgir uma cor cinza-clara. Casoaparea um tom verde ou rosado, levar at a cor cinza-clara, com soluo de cido sulfrico 0,004 N ou detetraborato de sdio 0,004 N.

4.4.3 Caso tenha sido acrescentada qualquer quantidade

de soluo prova em branco na etapa anterior (4.4.2),adicionar exatamente a mesma quantidade amostra,acrescentando em seguida trs gotas do indicador.

4.4.4 Caso aparea a cor cinza na amostra, isto significa

que no h dixido de enxofre no ar. Na folha de campo,deve ser anotada ento a quantidade de 0,0 mL como totalde titulante gasto.

4.4.5 Caso a amostra apresente a cor rosa aps adio do

indicador (o que deve ocorrer normalmente), titular comtetraborato de sdio 0,004 N at o aparecimento da corcinza-clara. Anotar na folha de campo as leituras inicial efinal da bureta.

4.4.6 Se aparecer a cor verde aps adio do indicador,

isto significa que algum gs ou vapor alcalino foi absorvido(geralmente amnia). Neste caso, deve ser anotadoalcalino na folha de campo. Se tal fato ocorrer comfreqncia, deve-se procurar procedimento paradeterminao da amnia.

4.4.7 Ao final da titulao, esvaziar os frascos Drechsel,

lav-los somente com gua destilada e deix-los com aboca para baixo a fim de que sequem.

4.4.8 Titular a amostra em ambiente bem iluminado de

modo a facilitar a verificao dos diversos tons de coresque possam se apresentar.

4.5 Sensibilidade

O limite inferior de deteco de 20 g de SO2 em 100 mLde soluo absorvente, que corresponde a 4 g/m3 paraamostragem de 24 h a uma vazo de 2 L/min.

4.6 Interferncias

Outros gases cidos presentes na atmosfera interferempositivamente, enquanto os alcalinos, negativamente. Ematmosferas urbanas, o NH3 tem-se mostrado como um dosprincipais interferentes.

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4.7 Preciso e exatido

Ensaios feitos com H2SO4 mostram que quando 1531 gde cido, equivalentes a 1000 g de SO2, so adicionados soluo absorvente e analisados por este mtodo, amdia de 10 determinaes de 1022 g de SO2. O desvio-padro de 16 g e os valores obtidos variam de 994 ga 1024 g de SO2.

5 Resultados

5.1 Volume de ar amostrado

O volume de ar amostrado calculado pela seguinteequao:

Var = 10-3 x Q x T

Onde:

Var = volume de ar amostrado, em m3

/ANEXOS

Q = vazo do sistema de amostragem, em L/min

T = tempo real de amostragem, em min

5.2 Concentrao de dixido de enxofre

A concentrao de dixido de enxofre calculada pelaseguinte frmula:

CSO2 =

Onde:

CSO2 = concentrao de dixido de enxofre, emg/m3

Vsoluo = volume de soluo de tetraborato de sdio 0,004 N gasto na titulao, em mL

Var = volume de ar amostrado, em m3

Var

128 x Vsoluo

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ANEXO A - Figuras

Unid.: mm

/ANEXO B

Figura 1 - Medidor de vazo

Figura 2 - Esquema do sistema de amostragem

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B-1 Procedimento

B-1.1 Lavar os frascos com detergente e enxagu-los

vrias vezes com gua potvel, de preferncia, e emseguida, trs vezes com gua destilada.

B-1.2 Encher os frascos com soluo de cido clordrico

1:1, deixando em repouso por 24 h.

B-1.3 Esvaziar os frascos, retornando a soluo ao frasco

original (de armazenamento).

/ANEXO C

B-1.4 Enxaguar vrias vezes com gua potvel e, em

seguida, duas vezes com gua destilada.

B-1.5 Colocar os frascos para secar com a boca virada

para baixo. Os frascos esto em condies de uso.

B-1.6 As provetas, bqueres e outros materiais com os

quais o contato muito rpido no necessitam sercondicionados, bastando lav-los com detergente e guadestilada.

ANEXO B - Condicionamento do material de vidro

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C-1 Procedimento

C-1.1 Soltar o tubo conectado ao porta-filtro.

C-1.2 Conect-lo ao medidor de vazo, que permanece

em posio vertical.

C-1.3 Ligar a bomba.

C-1.4 Erguer o recipiente que contm a soluo de gua-

detergente at encostar a soluo ao bocal do cilindro,fazendo com que se forme uma pelcula. Repetir vriasvezes esta operao at que se forme uma pelcula quepercorra inteiramente o cilindro sem se romper. Esta devemanter-se plana em todo o seu trajeto.C-1.5

Repetir a operao de maneira a se formar umanica pelcula, acionando o cronmetro quando esta passarpela marca inicial de aferio. Parar o cronmetro quando

a pelcula passar pela marca final de aferio. Repetir aoperao at que se obtenham, por trs vezes consecutivas,os tempos correspondentes com tolerncia de 0,5s.

C-1.6 Calcular a mdia aritmtica dos tempos obtidos e, a

partir desta, a vazo do amostrador (litros por minuto)atravs da seguinte equao:

Q =

Onde:

Q = vazo, em L/min

V = volume do cilindro, em L

t = mdia aritmtica dos tempos obtidos, em s

ANEXO C - Calibrao do sistema de amostragem

x 60V

t

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