ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: ESTUDOS DE ESTABILIDADE PARA A CERTIFICAÇÃO DE MATERIAL DE REFERÊNCIA DE BAIXA CONDUTIVIDADE ELETROLÍTICA
AUTORES: BORGES, P.P. (INMETRO) ; FRAGA, I.C.S. (INMETRO) ; SOUZA, V. (INMETRO) ; MARQUES B.S.R. (INMETRO) ; DIAS, J.C. (INMETRO)
RESUMO: A estabilidade de uma solução é a capacidade de manter o valor de uma determinada propriedade dentro dos limites específicos por um período de tempo preestabelecido estocada em condições específicas. O Laboratório de Eletroquímica (Label) da Divisão de Metrologia Química (Dquim) do Inmetro vem estudando a estabilidade e confiabilidade às medições de condutividade eletrolítica. Este trabalho apresenta os estudos de estabilidade para uma solução de baixo valor de condutividade eletrolítica, candidata a Material de Referência Certificado (MRC), tratados estatisticamente. A solução foi considerada estável no período mínimo de dois meses estudados nas temperaturas de 20 e 40 °C.
PALAVRAS CHAVES: condutividade eletrolítica, material de referência certificado, estudo de estabilidade.
INTRODUÇÃO: A condutividade eletrolítica mede a quantidade de carga transportada pelos íons presentes em solução [GETROUW et al., 2004] e é uma importante ferramenta para a determinação da pureza da água [SPITZER, SUDMEIER, 2000]. As medições de condutividade devem atender: ser rastreáveis a soluções de referência primárias, isto é, a MRC [FRAGA et al., 2006]. A estabilidade de uma solução é a capacidade de um material de referência manter o valor de uma determinada propriedade dentro de limites específicos por um período de tempo preestabelecido quando estocado em condições específicas [VIM, 2003]. Os estudos de estabilidade têm por finalidade identificar se existe repetição ao longo do tempo nas medições de condutividade eletrolítica. Para os estudos de estabilidade, o Label preparou uma solução de baixa condutividade eletrolítica. Para simular as condições de transporte e vida útil do material em armazenamento, foram realizados estudos em duas temperaturas, a 20 °C e a 40 °C. Testes estatísticos de análise de variância em conjunto com análise de resíduos foram usados para a avaliação dos resultados. Este trabalho visa apresentar os estudos de estabilidade de uma solução de baixa condutividade eletrolítica de valor nominal de 50 microS/cm, sendo relevante na calibração de medidores de condutividade, os quais fornecerão medições confiáveis de condutividade eletrolítica adequada à análise de água potável.
MATERIAL E MÉTODOS: Um volume de 20 L de solução de condutividade eletrolítica com valor nominal de 50 microS/cm foi preparado usando-se ácido clorídrico (HCl) concentrado Suprapur (Merck) com pureza de 31,3%, o qual foi diluído em água deionizada (Millipore) com condutividade acima de 0,054 microS/cm. A massa de HCl foi pesada dentro de um frasco de vidro pequeno em uma balança (Mettler Toledo de resolução de 0,00001 g), transferida para um recipiente de vidro de 20 L e, em seguida, foi adicionada gravimetricamente a água ao recipiente, utilizando-se para pesagem uma balança (Toledo de resolução de 0,001 kg). A solução foi homogeneizada por 4 dias, em agitador mecânico com hélice de vidro. Após a homogeneização, toda a solução foi envasada em garrafas de vidro de 250 mL (Boeco) com um volume de 200 mL. Selecionou-se aleatoriamente 4 garrafas para cada estudo. As garrafas foram armazenadas nas temperaturas de 20 °C (laboratório) e 40 °C (estufa) em diferentes semanas e, ao final de 8 semanas, as soluções das 4 garrafas foram analisadas no mesmo dia. Nas medições de condutividade eletrolítica, realizadas a 25 ºC com um banho termostatizado (Marconi), utilizou-se um medidor de condutividade (Metrohm), uma célula de condutividade (Metrohm), com constante de célula de 0,095 cm1 e um termômetro de resistência, Pt100, da (Metrohm). Para a calibração do medidor de condutividade, usou-se um MRC de 25,70 microS/cm (NIST).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Para a análise dos resultados, foram utilizados os seguintes testes estatísticos: o Teste de Grubbs, que consiste em verificar se há ou não valores dispersos ou outliers, dos resultados obtidos, nenhum valor foi considerado disperso; e o Teste de Análise Resíduos, o qual visa observar se a inclinação da reta ou a não-linearidade da mesma forem não significativas, para um valor de probabilidade (valor de P) de nível de confiança de 95% (0,05), o material é considerado estável [ISO Guide 35, 2006]. Inicialmente, foram realizadas as medições de condutividade eletrolítica nas soluções, armazenadas na temperatura de 20 °C por um período de 8 semanas, e os resultados estão apresentados na Tabela 1.
A Tabela 2 apresenta os resultados da aplicação do teste de análise de resíduos, verificando-se que o valor da variável P obtida é maior que 0,05, o que confirma a estabilidade da solução.
As medições de condutividade eletrolítica da solução na temperatura de 40 °C, e os resultados das médias das leituras e seus respectivos desvios padrão estão apresentados na Tabela 3, observa-se que a média das leituras após 8 semanas apresentou um valor de condutividade eletrolítica de 50,74 microS/cm com desvio padrão relativo de 0,2%.
Na Tabela 4 está apresentado o resultado do teste de análise de resíduos para a avaliação estatística dos dados da solução temperatura de 40 °C. Em função dos dados estatísticos apresentados na Tabela 4, uma vez que o valor da variável P apresentou um valor maior que 0,05, pode-se afirmar que a solução é estável.
CONCLUSÕES: Após as medições de condutividade eletrolítica e aplicação dos testes estatísticos foi confirmada a estabilidade da solução de 50 microS/cm, nas temperaturas de 20 e 40 °C, concluindo que as propriedades físico-químicas da solução permaneceram inalteradas ao longo do tempo, em condições que simulavam transporte e armazenamento. O MRC de condutividade eletrolítica após a sua certificação (estudos de caracterização, homogeneidade e estabilidade e sua incerteza) irá garantir confiabilidade às medições de condutividade eletrolítica de baixa condutividade realizadas nos laboratórios do País.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPq e ao Inmetro pelo suporte financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: FRAGA, I. C. S.; BORGES, P. P.; ORDINE, A. P.; DIAS, J. C.; MARQUES, B. R. 2006. Estudo de Homogeneidade em Material de Referência para Medição de Condutividade Eletrolítica. 29ª. Reunião Anual da SBQ (Sociedade Brasileira de Química). Águas de Lindóia-SP.
GETROUW, M. A.; FRAGA, I. C. S.; BORGES, P. P.; COUTO, P. R. G.; COUTO, R. S.; ORDINE, A. P.; DAMASCENO, J.C.; BORGES, R. M. H. 2004. Atividades do Inmetro Visando a Confiabilidade das Medições de Condutividade Eletrolítica. Metrosul IV. Foz do Iguaçu-PR.
SPITZER, P.; SUDMEIER, U. 2000. Electrolytical conductivity. 146. PTB – Seminar, PTB – Thex – 15. Braunschweig.
ISO GUIDE 35. 2006. Reference materials – General and statistical principles for certification.
Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia – VIM. 2003. 3ª ed., INMETRO. Rio de Janeiro-RJ.
