Funções de Gran para smartphones, um aplicativo que calcula ponto de equivalência.

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Tecnológica

Autores

Costa, S.C. (UFOPA) ; Fernandes, J.C.B. (UFOPA)

Resumo

Este trabalho relata o desenvolvimento de um aplicativo para dispositivo móvel que pode ser empregado em cálculos de ponto de equivalência de titulações potenciométricas. O app foi criado na plataforma de desenvolvimento app inventor de domínio do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. A programação do aplicativo foi realizada com base nas funções de Gran, assim necessitando de apenas 4 pontos de pares ordenados para o cálculo do ponto de equivalência. O aplicativo apresenta uma interface intuitiva e possibilita a otimização em análises de íons, além de poder ser utilizado como uma ferramenta auxiliar no ensino de titulações.

Palavras chaves

App Inventor; Funções de Gran; Potenciometria

Introdução

Um dos vários problemas enfrentados pelos consumidores é adquirir produto adulterado em estabelecimentos comerciais, geralmente, feito por terceiros sem o conhecimento do fabricante. Dentre estes produtos, o vinagre é muito consumido pela sociedade e facilmente adulterado usando ácido clorídrico, um ácido presente no estômago dos humanos que auxilia na digestão ou também muito empregado comercialmente na limpeza de resíduos de cimento. A determinação do teor do ácido acético em vinagre é assim importante para o seu controle de qualidade (XU, et. al., 2007). A titulação potenciométrica de neutralização é um dos métodos empregados para esta análise, nesta é monitorado a variação de potencial elétrico a medida que uma base é adicionada para neutralizar a acidez do vinagre (SKOOG, et. al., 2005). Além disso, o método potenciométrico também pode ser utilizado para a determinação de inúmeros íons em solução, se estendendo a outros tipos de reações, por exemplo a de precipitação, comumente usada no controle de qualidade de soros fisiológicos pela determinação de íons cloreto (BRUNTON, 2007). Em ambas as determinações é comum o uso de expressões matemáticas que relacionem o volume do final da titulação com a atividade do íon analisado. Esse volume é geralmente determinado por métodos matemáticos usando a 1ª ou 2ª derivadas da curva de titulação. Outro método se baseia nas funções de Gran, que estabelece uma relação linear entre o volume de titulante adicionado e duas funções para antes e depois do ponto de equivalência (GRAN, 1950)( STILL,1979). Este trabalho tem como objetivo a elaboração de um aplicativo para celular (app) que pode ser empregado em ensino ou laboratórios técnicos para calcular o ponto de equivalência da titulação usando as funções de Gran.

Material e métodos

O aplicativo foi desenvolvido na plataforma App Inventor do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o qual utiliza a plataforma de licença aberta baseada na linguagem de programação Scratch.6 O app é constituído de várias telas e os dados são armazenados no banco de dados TinyDB1. Para a determinação do ponto de equivalência usando o app baseado nas funções de Gran apenas 4 pontos são precisos, não havendo necessidade de a titulação ser completada em sua totalidade. O código do programa está disponível na galeria do app inventor no link ai2.appinventor.mit.edu/?galleryId=5657618521260032. Titulações potenciométrica foram realizadas para verificar erros na programação do aplicativo.

Resultado e discussão

O aplicativo conta com uma tela inicial de boas-vindas, na qual o usuário é convidado a escolher dentre as opções o tipo de titulação que deseja realizar. Ao selecionar a titulação desejada o usuário é direcionado a uma segunda tela (Figura 1) que recebe 4 pontos referentes ao par ordenado, volume e potencial, para a região linear da curva de titulação, isto é, antes ou depois do ponto de equivalência. Neste ponto, é necessário que seja informado ao aplicativo a massa da solução contendo o analito e a concentração de titulante utilizada na análise. Para o envio de dados a serem calculados foi adicionado à esta tela um botão para ENVIAR. Esses dados são armazenados em variáveis através do banco de dados TinyDB1 e transferidos para a terceira tela do aplicativo onde pode-se verificar se algum ponto foi digitado errado. Nesta tela há dois botões, o VOLTAR que permite o usuário retornar à segunda tela para corrigir dados digitados errados e o SALVAR, que ao ser pressionado faz a leitura do banco de dados e apresenta os dados de volume e potencial inseridos. Na quarta tela do app o usuário tem dois botões, um que volta a tela anterior (VOLTAR) e outro para o cálculo da atividade do analito (CALCULAR). Esses dados são convertidos nas funções de Gran e através do método de mínimos quadrados é determinada a melhor reta que passa pelos 4 pontos inseridos. Com o coeficiente linear da reta, se determina o volume do ponto final da titulação. Na quinta tela o teor do analito na amostra é apresentado.

SnapShot da segunda tela do aplicativo,na qual o usuário pode inserir quatro pares ordenados da titulação.

Conclusões

Este aplicativo pode ser facilmente utilizado por professores em aulas práticas de titulação potenciométrica ou por técnicos em controle de qualidade de matéria-prima e produto acabado. O “gran plot” usado em smartphone facilita os cálculos do ponto final das titulações potenciométrica, otimizando as análises e o espaço físico de laboratórios químicos. Além disso seu download é gratuito utilizando um QR code fornecido pela plataforma da galeria do App Inventor. Finalmente, a plataforma app inventor pode ser uma boa alternativa para o ensino de química baseada em TICs.

Agradecimentos

Referências

BRUNTON, LAURENCE L.; LAZO, JOHN S.;PARKER, KEITH L. GOODMAN & GILMAN. As Bases Farmacológicas da Terapêutica. 11ª edição. 2007.
GRAN, G. Determination of equivalente point in Potentiometric Titrations. ACTA CHEMICA SCANDINAVICA 4. P. 559 – 577, 1950
MIT App Inventor. http://appinventor.mit.edu/explore/index-2.html acessado em 22/082018.
SKOOG, D.A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R.; Fundamentos de Química Analítica, 8a ed., São Paulo: Thomson, 2005.
STILL, E. Determination of the equivalence point in potentiometric titrations with gran’s first method used to test the electrode response. Analytica Chimica Acta. 377-381, (1979).
XU, Q.; TAO, W.; AO, Z. Antioxidant activity of vinegar melanoidins. Food Chemistry, London, v. 102, n. 3, p. 841-849, 2007.