Reelaboração das aulas práticas de Química Analítica Quantitativa visando diminuir a geração e complexidade dos resíduos

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1 Reelaboração das aulas práticas de Química Analítica Quantitativa visando diminuir a geração e complexidade dos resíduos Nayara Luiza Ribeiro, Leandra de Oliveira Cruz da Silva, Vanézia Liane da Silva Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sudeste de Minas Gerais Campus Barbacena Categoria: Nível médio (BIC-Jr) Área: (a) Ciências Exatas e da Terra Palavras-chave: minimização, desperdício, análise volumétrica, redução. Introdução Os procedimentos analíticos contribuíram para o desenvolvimento da Química em aspectos científicos e tecnológicos, através do estudo e aplicação de métodos. Com a obtenção de informações sobre a matéria, possibilitou-se que ela fosse quantificada. Na indústria, a análise quantitativa tem sua importância no que diz respeito ao estudo e controle de qualidade de produtos, por exemplo. (TERRA; ASSIS, 2005). Além disso, com a ajuda dos métodos analíticos quantitativos, foi possível o avanço da medicina, biologia, bioquímica, entre outras áreas. O processo analítico se baseia em uma sequência de medidas a serem tomadas, tais como: formular questões para serem respondidas através de medidas químicas, fazer busca de procedimentos analíticos adequados, selecionar de forma adequada o material a ser analisado (amostragem), preparar amostra (por exemplo, dissolvendo-a e retirando possíveis interferentes que irão prejudicar a análise), e, por último, a análise, sendo recomendado medir a concentração do analito em várias porções diferentes, como triplicatas, por exemplo (HARRIS, 2005). Para que os resultados obtidos a partir das técnicas quantitativas sejam confiáveis, é fundamental fazer a medida de massa correta das amostras e reagentes necessários para a análise, sendo portanto, imprescindível o preparo correto de soluções (MATOS; ASSIS, 2015). Outro ponto importante que deve ser observado durante essas etapas e também no momento da análise, é em relação ao uso correto da aparelhagem laboratorial, para que procedimentos não sejam realizados

2 de maneira incorreta, podendo interferir no resultado da análise química, ocorrendo desperdício de tempo e material. A volumetria tem sido utilizada há mais de 200 anos em análises quantitativas, contribuindo para a descoberta da composição de materiais, como o vinagre, segundo Juliana Terra e Adriana Vitorino Rossi (2005). A titulometria é uma técnica quantitativa largamente utilizada em laboratórios e indústrias, subdividindo-se em categorias, tais como: titulação de neutralização (ou titulação ácido-base), precipitação, complexação e oxirredução. A análise volumétrica nos permite determinar a concentração de um constituinte da amostra, a partir do volume gasto de uma solução com concentração conhecida. Esta técnica se baseia na adição de reagente (titulante), com o auxílio de uma bureta, à solução-problema para que ocorra uma reação estequiométrica, sendo importante fazer boa escolha do indicador a ser utilizado para evidenciar o ponto final da titulação. Na titulação de neutralização, quantifica-se o teor de ácido ou base em um determinado produto a partir da sua reação com um ácido ou base forte. Usando um indicador adequado, é possível visualizar a mudança de coloração quando ocorre a mudança de ácido para base ou o contrário. A titulação de precipitação tem como ponto final a formação de precipitados. Usa-se normalmente solução de nitrato de prata para este fim e determina-se principalmente concentrações de cloreto, brometo e iodeto em amostras. Esse tipo de titulometria se divide em três categorias: método de Mohr, Fajans e Volhard. A titulação por complexação se fundamenta na formação de complexos e usa o EDTA como agente de complexação para grande parte dos casos em química analítica, pois ele é capaz de se ligar a vários íons metálicos, determinando praticamente todos os elementos da tabela periódica. A titulação redox se baseia em uma reação de oxirredução entre o analito e o titulante, portanto há espécies oxidantes e redutores (HARRIS, 2010). Os métodos analíticos volumétricos aplicam-se à determinação de concentrações desconhecidas em amostras e geram diferentes tipos de resíduos, acarretando em danos às tubulações por onde passam quando são despejados, e em danos ao meio-ambiente, visto que muitos destes resíduos são insolúveis, dificultando sua decomposição. A partir destas informações, faz-se necessário implantar medidas que minimizem a geração de resíduos e gerenciamento destes.

3 Objetivo Redução dos gastos de reagentes durante as aulas de química analítica quantitativa promovendo a minimização dos resíduos gerados e armazenamento adequado destes para futuro tratamento. Material e métodos As soluções necessárias para o desenvolvimento das aulas da disciplina de Química Analítica Quantitativa foram preparadas de acordo com as instruções dos roteiros a serem seguidos, os quais foram reestruturados de modo a utilizar-se menores volumes de reagentes para os procedimentos propostos. Incentivou-se evitar o desperdício, seguindo as instruções dos roteiros em relação ao número de gotas ou volume (em ml) a serem utilizados. Visou-se a importância de não gastar quantidades desnecessárias de substâncias. Após a realização das práticas, os alunos foram instruídos a armazenar os resíduos gerados em recipientes de coloração âmbar, etiquetados e estocados em um armário separado sob abrigo de luz e calor para o posterior tratamento, atentando-se para o armazenamento individual de cada substância, a fim de que não ocorresse a mistura indevida de dois ou mais resíduos, o que dificultaria o gerenciamento deles. As práticas de titulação ácido-base envolvem reações de neutralização, portanto os resíduos gerados em algumas dessas aulas foram descartados ao final dos experimentos após constatar que seu ph se encontrava próximo a 7 (meio neutro). Um exemplo desta prática foi o cálculo do teor de ácido acético no vinagre comercial. Para calculá-lo utilizou-se hidróxido de sódio (NaOH), ou seja, reação entre um ácido fraco e uma base forte. Esse tipo de resíduo pode ser descartado, sendo recomendado conferir o ph antes do descarte. Resultados e Discussão Sabendo-se que o primeiro passo para a minimização dos resíduos gerados nas aulas de química analítica quantitativa é diminuir o gasto de reagente durante a realização das práticas, propôs-se uma reestruturação dos roteiros desta disciplina.

4 A primeira aula baseava-se em aprender técnicas de transferência de substâncias, a fim de que os alunos pudessem aprender os procedimentos corretos durante o desenvolvimento das práticas e os erros pudessem ser evitados, como contaminação de vidrarias e reagentes; erros durante a pesagem de sólidos, como deixar cair produto no prato da balança ou na bancada, ocasionando o desperdício; perda de material durante a transferência de substâncias, principalmente soluções, levando não só ao desperdício, mas também a resultados insatisfatórios ao final da prática. Muitas das aulas envolviam a utilização em larga escala de líquidos, visto isso, testou-se um volume menor de reagente a ser gasto e percebeu-se que o valor poderia ser menor. Exemplo: a última aula prática a qual o tema era determinação de peróxido de hidrogênio, tinha como técnica a titulação de oxirredução, para que uma menor quantidade de resíduo fosse gerada, os cálculos teóricos foram efetuados e a prática reestruturada para gastos menores de volumes de reagentes. Passou-se a utilizar buretas de 10 ml ao invés das de 25mL, evitando desse modo, os excessos de titulante. Conclusão Concluiu-se que é possível realizar os procedimentos descritos nos roteiros gastando menor quantidade de reagente e ainda assim garantir a eficácia dos métodos analíticos, o que possibilitou a minimização dos resíduos gerados e facilitou o posterior tratamento. Referências Bibliográficas MENDHAM, J.; DENNEY, R. C.; BARNES, J. D.; THOMAS, M. J. K. Vogel Análise Química Quantitativa 6ªed., LTC editora, Rio de Janeiro, RJ, HARRIS, C. D. Análise Química Quantitativa 6ª ed., LTC editora, Rio de Janeiro, RJ, HARRIS, D. C; Análise Química Quantitativa 8ª edição, 2010 Rio de Janeiro, RJ. TERRA, J.; ROSSI, A. V. Assuntos gerais. Sobre o desenvolvimento da análise volumétrica e algumas aplicações atuais. Química Nova, São Paulo, v. 28 n.1, 2005.

5 MATOS, M. A. C.; ASSIS, J. F. Apostila de Análise Volumétrica. Universidade Federal de Juiz de Fora Instituto de Ciências Exatas. Departamento de Química, Juiz de Fora, MG. II semestre de Agradecimentos Ao IFSudesteMG Campus Barbacena; Ao CNPq pela concessão da bolsa BIC-Jr.