53º Congresso Brasileiro de Quimica
Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4

ÁREA: Química Analítica

TÍTULO: TREINAMENTO DE PROFESSORES EM ANÁLISE INSTRUMENTAL – ESPECTROFOTOMETRIA

AUTORES: da Silva, A.L.A. (IFRJ) ; Junior, A.I.S. (IFRJ) ; de Castro, J.P. (IFRJ) ; Bento, R.M.A. (IFRJ)

RESUMO: Potenciometria, Espectrofotometria Atômica e Molecular e Cromatografia Gasosa e Líquida são técnicas representativas e adotadas para ensino técnico e superior no Instituto Federal do Rio de Janeiro (IFRJ). É fundamental o domínio dos equipamentos de variada complexidade, dos fundamentos de cada técnica e que haja procedimentos e aulas práticas para dar melhor apoio didático, além de revisão e aperfeiçoamento dos profissionais na busca de novos experimentos em diferentes matrizes. Este trabalho compõe um projeto envolvendo a formação continuada de professores de 2 campi do IFRJ que executaram, aperfeiçoaram e discutiram 4 práticas vigentes no escopo da Análise Instrumental (ANIN) em Espectrofotometria Molecular e Atômica.

PALAVRAS CHAVES: Análise Instrumental; Treinamento de Professor; Espectrofotômetro

INTRODUÇÃO: A Análise Instrumental do IFRJ – Campus Rio de Janeiro - é dividida em 2 semestres, com 2 ciclos por semestre: ciclo i em sala convencional (onde a teoria dos dois ciclos é abordada) e ciclo ii com práticas em laboratório. No ciclo ii, os alunos são divididos em grupos e realizam experimentos em sistema rotativo e de forma simultânea, com cada grupo realizando um ensaio diferente por semana. Isso acontece em virtude da limitação do número de equipamentos disponíveis para aulas práticas. Nesse trabalho foram estudadas as aulas práticas de espectrofotometria do 1º semestre da disciplina. A espectrofotometria molecular possui duas práticas: 1 – Espectro de absorção no visível do azul de bromofenol em função do pH - onde soluções do indicador ácido-base são lidas no espectrofotômetro em diferentes valores de pH, gerando diferentes espectros. Trata-se de uma prática qualitativa, para discutir espectros de absorção e fatores físico-químicos que os influenciam. 2 – Determinação espectrofotométrica de fosfato em refrigerante – uma abordagem quantitativa, onde é gerada uma curva analítica a partir de formação de cromóforo do analito alvo. A espectrofotometria atômica é vista em duas práticas: 3 – Determinação de Zinco em complemento vitamínico por absorção atômica com chama - aqui a operação do espectrômetro de absorção atômica é abordada, explorando-se conceitos de calibração do equipamento e realização de quantificação mediante curva analítica. 4 – Determinação de Cálcio em vinho por absorção atômica com chama - possui o mesmo perfil didático do item anterior, mas ensejando a resolução de interferências comuns na técnica.

MATERIAL E MÉTODOS: Espectrofotômetros Femto 800 XI (para UV-Vis) e PerkinElmer AAnalyst 100 com lâmpadas de catodo oco de Zn e Ca-Mg (correntes de operação mínimas). Azul de Bromofenol 0,5 g/L, NaOH 0,1 N, HCl 0,1 N, tampões 3,56 e 4,01. Fosfato 500 mg/ L em fósforo e Solução colorimétrica (Fe(SO4)2. (NH4)2.6H2O 16%, H2SO4 0,4 mol/L e (NH4) 6Mo7O24.4H2O 1%). Amostra de refrigerante tipo cola, amostra de vinho tinto seco, pastilha efervescente de complexo vitamínico com Zn. Práticas realizadas de acordo com Procedimento Operacional Padrão em vigor. 1 – Espectros do azul de bromofenol – Soluções de azul de bromofenol 100,0 mg/L nos pH’s 2,00; 3,56; 4,01 e 12,00 lidas de 400 a 700 nm (resolução 2 nm) com água destilada como branco. Espectros exportados para planilha. 2 – Determinação de fosfato em refrigerante – Padrões de fosfato de 0,20; 0,50; 1,00 e 2,00 mg/L lidos a 660 nm. Amostra diluída 1:50 no final do tratamento com reagentes colorimétricos. 3 – Determinação de Zinco em complemento vitamínico - Padrões de 0,2; 0,4; 0,8 e 1,0 mg/L de Zn lidos a 213,9 nm. Amostra sem adição de padrão e amostras com adição de padrão, diluídas sem ultrapassar 1,0 mg/L (faixa linear), de acordo com o teor do rótulo. São obtidas curvas analíticas de calibração e de adição- padrão. 4 – Determinação de Cálcio em vinho – 2 séries de padrões de cálcio a 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 e 4,0 mg/L com e sem adição de La a 0,1% e 2 soluções de amostra preparadas com e sem La a 0,1% com diluição 1:50 do vinho original, todos lidos em 422,7 nm. Após a realização de cada experimento, era respondido questionário elaborado pelo grupo. Respostas individuais eram condensadas em texto único padronizado d

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Relatórios de cada prática sintetizados abaixo: No espectro de azul de bromofenol são abordados lei de Lambert-Beer; fatores que influenciam absortividade e espectro de absorção (pH e equilíbrio químico) e correlação entre energia absorvida, transmitância e absorbância. A alteração da absortividade pelo pH mostra que, além da natureza do cromóforo e do comprimento de onda, há mais fatores atuando (1). Na determinação de fostato no refrigerante, há formação de cromóforo para gerar resposta linear com concentração, pois o analito não absorve no visível. A lei de Lambert-Beer, a curva analítica e a absortividade também são abordadas. A limpeza do material é fundamental, pois detergente comum possui fosfato e toda vidraria tem de ser previamente lavada com HCl 0,1 mol/L (2). As práticas de espectrofotometria molecular têm logística simples (espectrofotômetro, cubeta de vidro ou de quartzo e reagentes fáceis de encontrar) e condensam vários pontos da teoria em seu tempo de duração. Na determinação de zinco são comparadas a curva analítica simples e a adição- padrão. Na determinação de cálcio em vinhos são abordados fatores que influenciam a leitura de absorbância atômica, como a interferência química do fosfato no cálcio e a interferência de ionização. Nos dois casos, mostram-se mais fatores que influenciam na escolha da técnica adequada, de acordo com as características do analito e da matriz (3). A logística na absorção atômica é simples na vidraria, mas o uso de acetileno e a chama aumentam o risco na operação do aparelho. Há necessidade de maior treinamento nos protocolos de segurança da análise (4). As práticas atômicas são de curta duração, permitindo discussão ampla dos princípios envolvidos.

Figura 1

Curvas analíticas das práticas espectrofotométricas moleculares

Figura 2

Curvas analíticas das práticas espetrofotométricas atômicas: Ca em vinhos á esquerda; Zn em complexo vitamínico á direita.

CONCLUSÕES: No programa pioneiro de treinamento de docentes de ANIN no IFRJ, novos docentes se familiarizam com equipamentos e técnicas em que podem ter pouca experiência prática. Mas também é válido para quem já ministra a disciplina há mais tempo, pois o intercâmbio de experiências proporciona melhoria contínua de metodologias e atualização do professor dentro da instituição. Perspectivas: ampliar treinamento a outros campi do IFRJ, conceber novas práticas como parte do treinamento e gerar programa continuado de formação, que possa ser aproveitado em outras áreas de conhecimento e instituições.

AGRADECIMENTOS: Bolsistas do Laboratório de Análise Instrumental, equipe de Análise Instrumental e direções dos campi Rio de Janeiro e Duque de Caxias.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: (1) SKOOG, D.A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S.R. Fundamentos de química analítica; Ed. Cengage Learning; 8ª Ed.;
(2) OSÓRIO, V. K. L; OLIVEIRA, W. 2001. Polifosfatos em detergentes em pó comerciais. Química Nova; 24(5); 700 – 708;
(3) FROES, R. E. S.; WINDMÖLLER, C. C.; SILVA, J. B. B. 2006. Emprego da modificação química permanente para a determinação de metais em matrizes diversas por espectrometria de absorção atômica em forno de grafite. Revista Analytica; 23; 32 – 43;
(4) Manual PerkinElmer de Espectrofotometria Atômica com Chama
http://faculty.sdmiramar.edu/fgarces/labmatters/instruments/aa/AAS_Literature/AnalyticalAbsorptionMethod_AAS_PerkinElmer.PDF
Acessado em 20 de julho de 2013.