Turbidimetria e Nefelometria


CONCEITO BÁSICO


A Turbidimetria e a Nefelometria , são duas técnicas que envolvem a medida da luz espalhada através de um meio médio transparente contendo partículas suspensas,

A Turbidimetria é a técnica que mede a quantidade de luz que passa através da amostra .

A Nefelometria é a técnica que mede a quantidade de luz dispersa ou espalhada pela amostra.

A Nefelometria baseia-se nos seguintes princípios básicos:

  • As medidas são feitas num ângulo de 45 ou 90o , com relação a direção do feixe de radiação que passa através da amostra.
  • Este método é aplicado para medidas de amostras incolores, opacas ou suspensões que não mostrem absorção seletiva
  • São usadas , geralmente , fontes de luz branca.

   A turbidimetria pode ser denominada, como um método de análise que faz a medida da turbidez de uma solução devido à presença de materiais particulados em suspensão ( gases, líquidos e sólidos orgânicos ou inorgânicos) ou em estado coloidais.

  Na água,a turbidez, deve-se a presença dos seguintes materiais: argila,sedimento,matéria orgânica e inorgânica,organismos microscópicos , gases e algas.

  A turbidez é determinada pela quantidade de luz dispersada  quando ela passa através de uma amostra.A intensidade da luz é diminuída.

  A turbidez também  pode ser obtida pela medida da absorbância da amostra , em um espectrofotômetro, em um comprimento de onda de na região do visível, utilizando uma célula de 50mm.


APLICAÇÕES DA TÉCNICA


 A maior aplicação da turbidimetria  é  na determinação da turbidez das águas , durante o tratamento químico e físico , por exemplo, no processo de filtração .

 Aplica-se a todos os tipos de água de origem:

  • Águas Domésticas

tratamento da água potável e águas de esgotos

  • Águas Industriais   

Efluentes industriais- controle de qualidade nos processos de fabricação de bebidas, cosméticos, plásticos e outros.

  • Estudos de impacto ambiental-

Análises de derramamentos perigosos

Águas oriundas de irrigações

Qualidade das águas das seguintes fontes: lagos, rios e riachos


IMPORTÂNCIA DA MEDIDA DE TURBIDEZ EM ÁGUAS POTÁVEIS


  • Estética-       um consumidor não tomaria e não utilizaria para cozer seus alimentos , naturalmente, uma água que estivesse  com uma turbidez elevada pois, essa turbidez é associada a uma  poluição e a cuidados de sáude.
  • Filtrabilidade- a filtração da água torna-se mais difícil e eleva o seu custo com o aumento da turbidez. O consumidor necessitaria de um sistema de filtração eficaz.
  • Desinfecção-   Quanto maior o valor da turbidez, que indique a presença de matéria orgânica, maior será a quantidade de cloro a ser  dosado.

CONSEQUÊNCIAS DA TURBIDEZ NUMA ÁGUA


  • Uma turbidez alta , pode acarretar a água perde as condições de suportar organismos aquáticos      
  • A água pode absorver calor
  • Bloqueio da fotossíntese
  • Irritação e obstrução das guelras dos peixes
  • Fonte de alimentação para insetos
  • Prejudica os procriação dos peixes
  • Transporte de  nutrientes e pesticidas
  • Diminuem a visibilidade para predadores e presas

O TURBIDÍMETRO


É a denominação dada ao aparelho que realiza as análises turbidimétricas.

Um turbidímetro  ,basicamente,consiste nas seguintes partes e suas respectivas finalidades:

·  cubeta de amostra: o recipiente usado para realizar a leitura da amostra, geralmente feita de sílica.

·  luz branca:fonte de luz visível utilizada para a medição da turbidez

·  disco padrão(neste caso não fazemos calibração):disco de padrões conhecidos ,óticos preparados por uma substância padrão.


PROCESSOS DE ELIMINAÇÃO DA TURBIDEZ


A turbidez de uma água , pode ser eliminada pelos seguintes processos:

  • Filtração
  • Coagulação
  • Sedimentação
  • Controle de PH

TERMOS TÉCNICOS MAIS UTILIZADOS NA TURBIDIMETRIA


  Para se trabalhar com turbidimetria ou outra técnica de análise instrumental,é necessário que conheçamos,pelo menos , alguns termos técnicos mais empregados,pois nos ajudará no momento em que precisarmos da opinião de outro profissional,quando tivermos uma dúvida ou problema.Veja abaixo uma tabela que poderá ajudá-lo.


TERMOS TÉCNICOS SIGNIFICADO


NTU ou FTU              Unidade padrão de formazina

Unidade de turbidez –  é definida como a obstrução ótica da luz causada por um ppm de sílica em água destilada. 


A PREPARAÇÃO DE UM PADRÃO TURBIDIMÉTRICO


Para trabalhamos com turbidimetria, é necessário que façamos um conjunto de padrões, para calibrar e aferir o equipamento.Existe diversos tipos de padrões, conforme a unidade de turbidez que se deseja trabalhar. Abaixo, nós temos um exemplo de preparação de uma série de  padrões trubidimétricos NTU.


PROCEDIMENTOS

Para se preparar de um padrão turbidimétrico  necessitamos realizar os seguintes passos:

1)  Selecionar o padrão, verificando a sua validade e concentração, normalmente são fornecidos com uma concentração elevada. Neste exemplo, consideraremos um padrão  de 2000 NTU.

  •   selecionar os materiais e equipamentos que serão usados: pipetas volumétricas,papel absorvente,e o balão volumétrico onde será preparado o padrão.Todo o material utilizado, deverá  estar limpo com detergentes ou com solução sulfocrômica , para que toda matéria  orgânica  ou resíduos inorgânicos sejam eliminados e,após a lavagem,secar sob corrente de ar.

3)  Com base na possível concentração dos componentes da amostra, calcular os volumes  que deverão ser usados.

4)  Deve-se preparar um padrão intermediário , para elaborar os padrões de concentração menores.

5)  O padrão deverá ser agitado a cada retirada de alíquota , para evitar que a concentração do padrão seja alterada, devido a uma menor quantidade de material em suspensão.Abaixo nós temos um exemplo de um conjunto de padrões, obtidos por diluições.

  O cálculo da diluição , para elaboração de 100 ml de cada padrão é o seguinte:

Volume do pad. mãe =  ( conc. pad  X  Vol.pad. )/ conc. Pad mãe

Onde: Volume do pad. Mãe =100 NTU

          conc. pad  = concentração desejada

          vol. pad    = volume do padrão a ser preparado = 100 ml.

OBSERVAÇÕES:

 1) A primeira diluição é para a preparação do padrão de 100 NTU , a partir do padrão de 2000 NTU

Cálculo:

Volume do padrão de 2000 NTU =(100 X 100) / 2000

Volume do padrão de 2000 NTU= 10000 / 2000

Volume do padrão de 2000 NTU=  5 ml

2) A próximas  diluições  é para a preparação do conjunto de  padrões  NTU , a partir do padrão de 100 NTU

TABELA-1 : Elaboração de 04 padrões a partir da diluição de um padrão mãe de 100 NTU.

PADRÃO (NTU)_______________VOLUME DO PADRÃO DE 100 NTU

         5                                                                    5

       10                                                                   10

       20                                                                   20

       50                                                                   50


CONSIDERAÇÕES DAS MEDIDAS  DE TURBIDEZ POR NEFELOMETRIA


A presença de turbidez numa água, é percebida pela formação de uma névoa , causada pela presença de materiais suspensos . Todas as interferências devem ser eliminadas, para evitar erros de leituras.

Nas determinações de turbidez por nefelometria, algumas considerações são feitas , e dentre elas podemos citar:

  1. as amostras deverão ser coletadas em recipientes dos  seguintes materiais: vidro ou polietileno
  2. todas as leituras deverão ser realizadas logo após a coleta da amostra , para evitar que tenhamos uma leitura de turbidez falsa, que podem ser ocasionadas pela decantação do material suspenso.
  3. os recipientes usados para a leitura das amostras, deverão estar com a sua superfície sem riscos e o seu volume conforme o valor estabelecido pelo equipamento. Uma limpeza rigorosa, deverá ser feita com um ácido, ácido clorídrico por exemplo.
  4. as amostras muito coloridas , causam erros de turbidez por absorverem a luz.
  5. as amostras devem ser agitadas antes da realização de uma leitura .
  6. deve-se evitar que as amostras sejam realizadas em bancadas onde haja uma vibração significante, para não haver oscilações de leitura devido a mudança de concentração do material suspenso e por conseguinte, uma dispersão da luz incidida sobre a mesma.
  7. limpa-se o frasco com leitura com a utilização de um papel absorvente macio, para retirar as impressões digitais de sua superfície.
  8. deve-se observar as validades dos padrões empregados para a calibração e caso estejam fora de validade , devem ser substituídos.

UNIDADES DE TURBIDEZ E TABELA DE CONVERSÃO


A turbidez é expressa com as seguintes unidades, que dependem do padrão utilizado para a calibração do turbidímetro.

  • NTU ou FTU – unidades de turbidez nefelométrica

Padrão elaborado com um polímero de  formazina.

  • SiO2  mg/ml

Padrão elaborado com a sílica.

  • JTU

Padrão elaborado com

  • CAOLIM mg/l

Padrão elaborado com o caolim  (Al2O3.2SiO2.2H2O)

  Abaixo encontramos os fatores de conversão das unidades de turbidez.

Unidade__________      Fator JTU________Fator NTU_________  Fator Sio2  mg/ml

JTU____________________1,0_______________19,0_____________________2,5

NTU__________________0,053_______________1,0_____________________ 0,13

Sio2  mg/ml _____________0,4_______________7,5_____________________1,0


TIPOS DE TRUBIDÍMETROS



BIBLIOGRAFIA

ANÁLISE INORGÂNICA QUANTITATIVA – VOGEL

Basset , Denney ,Jeffrery,Menhham

Editora Guanabara Dois, 4ª edição, Ano 1981 

QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA

Otto Alcides Ohweler

Editora Livros Técnicos e Científicos S.A , Ano 1976,  Vol-3