1. INTRODUÇÃO: A amostra de Cloro líquido (do cilindro de amostragem) é transferida para erlenmeyers na determinação de RNV, é evaporado e borbulhado em de dois frascos lavadores de gás, que contém HCl concentrado. O resíduo não volátil que permaneceu nos erlenmeyers é solubilizado com HCl concentrado e, seu conteúdo é somado ao dos frascos lavadores de gás em um balão volumétrico com capacidade de 100 ml. O ferro contido nesta solução do balão de 100 ml é determinado pelo método colorimétrico de tiocianato. O método se baseia na reação do íon Fe +3 com íon tiocianato em meio fortemente ácido, formando um complexo de coloração vermelha. A intensidade da cor é proporcional a quantidade de ferro presente na amostra. Esta análise requer um cuidado especial, pois o Cloro é um gás altamente tóxico e o Tricloreto de Nitrogênio (NCl 3 ) que pode estar presente na amostra é explosivo. Este método é seguro para amostras de Cloro líquido com baixo teor de NCl 3. Caso a amostra contenha alto teor de NCl 3, poderá ocorrer explosão no decorrer da análise. 2. DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA: 2.1.ORIGEM: -ABNT NBR-8076, Soda cáustica líquida - Determinação de ferro Método espectrof. Visível com ortofenantrolina (método A) e tiocianato de potássio (método B) 2004 (Adaptada). 2.2.COMPLEMENTARES: Para aplicação deste método é necessário consultar: -Não a consultar. 3. REAGENTES UTILIZADOS: 3.1.Ácido Clorídrico conc. p.a. 3.2.Solução de NaOH 20 % (preparada com soda cáustica líquida 50%). 3.3.Solução de KSCN 2 N p.a. 3.4.Água Destilada. 3.5.Gás Nitrogênio comum. 4. APARELHAGEM: 4.1.Cilindro de Monel com 500 ml de capacidade, válvulas e conexões de 1/4 NPT em monel 400. 4.2.Erlenmeyer de 125 ml graduado com junta e tampa esmerilhada, conforme desenho de engenharia 3S6-93-023. 4.3.Dispositivo de segurança (caixa de aço inox com tampa), para conter os erlenmeyers. 4.4.Frascos lavadores de gás, conforme desenho de engenharia 3S6-93-013. 4.5.Kitassato de 500 ml. 4.6.Béquer de 4000 ml. 4.7.Balão volumétrico de 50 ml e 100 ml. 4.8.Pipeta volumétrica de 10 ml. 4.9.Pipetas graduadas de 5 e 10 ml. Pág. 1 de 6
4.10.Espectrofotômetro Visível. 4.10.1.Parâmetros do Instrumento: -comprimento de onda =470 nm. -fenda -cubeta =1,0 nm. =Material de Quartzo. Caminho óptico 10 mm. Marcação voltada para o detector. 4.11.Béquer plástico de 600 ml. 4.12.Balança semi-analítica, com capacidade máxima de 8100,00 g e menor divisão de 0,01 g. 4.13.Tubos de PVC transparente 3/16 e 5/16 de diâmetro interno, marca NALGENE ou equivalente para conexão das vidrarias. 4.14.Filme de PVC. 4.15.Pinças e garras, para fixação das vidrarias e do cilindro. 4.16.Conexão com redução de ¼ para 1/16 em Aço Inox 316 e tubo de níquel de 1/16 com 155 mm de comprimento. 5. PROCEDIMENTO: 5.1.COLETA DA AMOSTRA: 5.1.1.Pesar o cilindro vazio. 5.1.2.Enviar para enchimento na área de Produção. 5.1.3.Pesar o cilindro com amostra. Se a diferença de peso estiver acima de 500 g (capacidade máxima de carga), devolver para área de Produção para coleta de nova amostra. Não é recomendada a retirada parcial do conteúdo por evaporação, pois altera a composição da fase líquida. Nota 1: A verificação do peso é feita pelo Operador no momento da coleta da amostra. Os passos 5.1.1. e 5.1.3. são redundantes e executados por motivo de segurança para garantir que a capacidade máxima de carga do cilindro não foi ultrapassada. 5.2.PREPARAÇÃO DA AMOSTRA: 5.2.1.Executar todo o procedimento de preparação da amostra em capela de exaustão. O Técnico de Controle de Qualidade deve estar equipado com os seguintes EPI (s): Roupa de PVC ou TYVEK, luva de látex, protetor facial e máscara de fuga, quando manusear o cloro líquido fora do cilindro de amostragem. Verifique se a máscara panorâmica (utilizada para pequenas intervenções no caso de vazamento) está em boas condições. Todas as pessoas que estão no interior do laboratório devem ser avisadas da análise e portar a máscara de fuga. 5.2.2.Montar o sistema conforme o esquema do Anexo 1. Cuidado ao manusear a vidraria, certifique-se de que frascos e tubos estão em bom estado. Não use tubos diferentes dos indicados para a montagem do sistema. 5.2.3.Instalar a conexão contendo a tubulação de níquel 1/16 de diâmetro na válvula do cilindro que fica com o pescante. 5.2.4.Fixar verticalmente o cilindro de amostragem no suporte e aliviar a pressão interna do cilindro pela válvula superior (sem o pescante). A válvula com a conexão de 1/16 deve ficar para baixo. Pág. 2 de 6
5.2.5.Colocar 3 litros de solução de NaOH 20 % no béquer de 4000 ml, para abatimento de Cloro, e cobrir o mesmo com um filme de PVC. No decorrer do abatimento de Cloro na solução de NaOH 20%, pode ocorrer formação de cristais (NaCl) no tubo do vent imerso no béquer. Isso pode ocasionar obstrução do tubo e aumentar a pressão interna do sistema. Para evitar tal ocorrência, lavar periodicamente a extremidade do tubo com jatos de água. 5.2.6.Adicionar 10 ml de Ácido Clorídrico conc. em cada frasco lavador de gás. 5.2.7.Purgar aproximadamente 5 ml de cloro líquido para um erlenmeyer não tarado, abrindo a válvula inferior do cilindro lentamente. 5.2.8.Retirar o cilindro do suporte, pesar e anotar a massa (M1) da primeira replicata. 5.2.9.Colocar o erlenmeyer em um béquer de polietileno com gelo seco. Manipular os erlenmeyers com cuidado, lembrar que eles serão utilizados na determinação de Resíduo Não Volátil. 5.2.10.Inserir a tubulação de níquel do cilindro dentro do erlenmeyer e próximo ao fundo. Nota 1: O erlenmeyer deve permanecer dentro do béquer de polietileno com gelo seco para evitar a evaporação do cloro líquido. 5.2.11.Abrir lentamente a válvula do cilindro e transferir cerca de 50 ml de cloro para o erlenmeyer. 5.2.12.Introduzir o erlenmeyer dentro do dispositivo de segurança e iniciar a evaporação, conectando-os ao sistema de abatimento de Cloro. 5.2.13.Retirar o cilindro do suporte, pesar e anotar a massa (M2). 5.2.14.Repetir os passos 5.2.9 a 5.2.13 para retirada de outra alíquota. Anotar a massa (M3) obtida após a retirada da segunda porção de amostra. 5.2.15.Após o Cloro ter evaporado (aproximadamente 1 hora), desconectar os erlenmeyers do sistema e soprar nitrogênio em seu interior para retirada total do Cloro. Se o teor de NCl 3 na amostra for elevado, poderá ocorrer explosão dos erlenmeyers no final da análise, isto é, quando o volume de Cloro líquido estiver bem reduzido. 5.2.16.Conectar a linha de nitrogênio na entrada dos frascos lavadores de gás e purgar o sistema até total eliminação do cloro (até o HCl dos lavadores de gás ficar incolor). 5.2.17.Lavar os erlenmeyers (após a determinação de Resíduo Não Volátil), com Ácido Clorídrico conc., sendo duas lavagens de 5 ml para cada erlenmeyer. 5.2.18.Transferir quantitativamente o HCl dos erlenmeyers e dos frascos lavadores de gás para o balão de 100 ml. 5.2.19.Lavar os erlenmeyers e os frascos lavadores de gás com pequenas porções de água destilada e transferir para o balão de 100 ml. Avolumar o balão com água destilada e homogeneizar. Pág. 3 de 6
5.2.20.Preparar uma Prova em Branco em um balão de 100 ml, com 40 ml de Ácido Clorídrico conc.. Avolumar com água destilada e homogeneizar. 5.2.ANÁLISE: 5.2.1.Pipetar 10 ml do balão de 100 ml (obtido no item 5.2.19.) para um balão de 50 ml. 5.2.2.Adicionar 5 ml de solução de KSCN 2 N. 5.2.3.Avolumar o balão com água destilada e homogeneizar. 5.2.4.Preparar uma Prova em Branco seguindo os passos 5.2.1. a 5.2.3. com o conteúdo do balão obtido em 5.2.20.. 5.2.5.Efetuar leituras em massa de ferro (Mam e Mpb) no espectrofotômetro visível, não ultrapassar 15 minutos. 6. CÁLCULOS: 6.1.FÓRMULA: Mam Mpb 100 Fe (ppm) = -------------------------------------- x ------------- (M1 M2) + (M2 M3) 10 Onde: Mam = Massa de Ferro na amostra, em µg. Mpb = Massa de Ferro na prova em branco, em µg. M1 = Massa do cilindro antes da retirada da primeira porção de amostra, em g. M2 = Massa do cilindro após a retirada da primeira porção e antes da segunda porção de amostra, em g. M3 = Massa do cilindro após a retirada da segunda porção, em g. 7. CARACTERÍSTICAS DE DESEMPENHO: 7.1.PRECISÃO: Não determinada. 7.2.EXATIDÃO: Não determinada. 7.3.EXPRESSÃO DE RESULTADOS: Expressar o resultado com 01 dígito após a vírgula, sendo que o menor valor a ser expresso é 0,1 ppm. Pág. 4 de 6
8. ANEXOS: Anexo 01: Esquema de montagem Sistema de preparo da amostra. 9. NATUREZA DA REVISÃO: Alteração do cabeçalho e rodapé do documento Alteração no item 1., para uniformização das palavras nos métodos de cloro líquido. Alteração no item 3.2., para alteração na soda utilizada. Alteração no item 4.1., para modificação do tipo de cilindro. Alteração nos itens 4.2. e 4.4., para inclusão dos desenhos. Inclusão do item 4.15.Pinças e garras para fixação. Inclusão do item 4.16.Conexão e tubo. Alteração nos itens 5.1.2. e 5.1.3., para substituição da palavra Embarque por Produção. Alteração no item 5.1.3., para inclusão de uma recomendação. Alteração no item 5.2.1., para substituição do Analista para Técnico de Controle de Qualidade e óculos contra respingos para protetor facial. Alteração no item 5.2.11., para modificação da forma em que transfere a massa de cloro líquido para o erlenmeyer. Alteração no item 5.2.15., para substituição da palavra, volatilizado por evaporado. Pág. 5 de 6
ANEXO 01 ESQUEMA DE MONTAGEM SISTEMA DE PREPARO DA AMOSTRA Cilindro de Amostragem. Lado do pescante para baixo. Purgar com Nitrogênio após o término da evaporação do cloro TRAP (Kitassato de 500 ml) Erlenmeyers de 125 ml (Boca e Tampa Esmerilhadas) Dispositivo de segurança. (Para recolhimento do Cloro Líquido e conter o material em caso de rompimento dos erlenmeyers). Frascos Lavadores de Gases. Abatedor de Cloro (Solução de NaOH 20%) A Pág. 6 de 6