Titulações potencio-condutimétricas simultâneas: método, programas para simulação e análise de dados e exemplos reais de aplicação - Santos, Marcos Alves dos (2010)
A despeito dos avanços instrumentais, as titulações continuam sendo largamente aplicadas em laboratórios de química analítica. Seu amplo uso está relacionado com a boa exatidão em aplicações bem estabelecidas e freqüente indicação como método de referência (p. ex., farmacopéias), equipamentos simples, comuns e de custo reduzido, consumo moderado de tempo e de reagentes. Entre as técnicas de titulação, destacam-se as potenciométricas (TP), empregadas universalmente para a quantificação de um ou mais componentes ácidos ou básicos em soluções aquosas ou não aquosas, possibilitando ainda determinar as constantes de dissociação de ácidos e de protonação de bases. Na análise de dados de TP são, via de regra, empregados os métodos clássicos (derivadas), porém, para sistemas compreendendo componentes multiprotonáveis, as inflexões das curvas de titulação deixam ser nítidas, especialmente em baixas concentrações. Nestas condições desfavoráveis, ainda assim podem-se obter resultados satisfatórios recorrendo a métodos de linearização das curvas ou analisando os dados por regressão não linear (RNL), facilmente implementáveis em computadores, hoje disseminados nos laboratórios. Outra técnica clássica para acompanhamento de titulações é a condutimétrica (TC), menos utilizada que a TP nos dias atuais, salvo para ácidos ou bases muito fracas, servindo para prover dados complementares em estudos de formação de complexos ou na caracterização de amostras ambientais. Tipicamente os pontos estequiométricos coincidem com a intersecção de segmentos de reta. Para amostras muito diluídas, com sistemas multipróticos ou com elevada concentração de eletrólitos em relação às espécies tituladas, a interpretação gráfica fica dificultada e a precisão decai. Pesquisas recentes mostraram que é possível aproveitar informações obtidas por TP para alimentar modelos de regressão não linear de TC e, assim, obter informações mais completas das amostras estudadas. No presente trabalho, avançou-se nesta linha criando programas computacionais para a análise simultânea de dados obtidos por TC e TP, empregando o método de RNL e minimizando os desvios (ou o quadrado dos desvios) dos dois conjuntos completos de dados para prover caracterização mais completa das amostras e melhoria na precisão dos resultados. Um programa de simulação de dados de TC e TP das mais diversas combinações e concentrações de sistemas ácido-base, com recursos para acrescentar erros aleatórios às variáveis simuladas, foi também desenvolvido. Permitiu verificar a validade e potencialidade do método da TPC-RNL e aperfeiçoar o programa de análise simultânea de dados. O programa de TPC-RNL foi aplicado inicialmente à re-avaliação de dados de titulações de água de chuva anteriormente coletadas e analisadas por outro colaborador do grupo. Como exemplo de aplicação original a amostras reais difíceis tanto para a TC como a TP isoladamente, determinou-se, por TPC, baixas concentrações de ácidos orgânicos de baixo peso molecular em amostras obtidas do produto de oxidação acelerada do biodiesel. Os resultados se mostraram compatíveis com os obtidos por outro pesquisador que recorreu à eletroforese capilar, sendo que o pH, a condutividade e a força iônica das amostras também foi reproduzida pelo programa Peak Master alimentado com as concentrações ajustadas por RNL