ÁGUA - DETERMINAÇÃO DE ÓLEO E GRAXA POR ABSORÇÃO NO INFRAVERMELHO

SAVE OFFLINE

Componente Curricular: Analise Química Instrumental Prof. Barbosa /Juarez/Willian 3º Módulo de Química Procedimento de Prática Experimental

Competências Identificar espécies químicas por meio de testes qualitativos e quantitativos. Selecionar procedimentos de preparação e execução de analises. Selecionar técnicas de manutenção e calibração de equipamentos, instrumentos e acessórios

ÁGUA - DETERMINAÇÃO DE ÓLEO E GRAXA POR ABSORÇÃO NO INFRAVERMELHO 1 OBJETIVO Esta Norma prescreve o método para determinação de óleo e graxa dissolvidos ou emulsificados em águas naturais e industriais, pela técnica da espectrofotometria de absorção no infravermelho (Nota 1). Nota 1: Esta Norma é específica para o equipamento descrito no item 9.1. 2 CAMPO DE APLICAÇÃO (Nota 2) 2.1 Aplica-se a águas naturais poluídas, industriais, efluentes tratados e condensados de caldeira contendo óleos e graxas. 2.2 Não é aplicável a determinação de óleos e graxas em amostras que apresentam uma nítida camada de óleo separada da fase aquosa. Neste caso, determinar a quantidade de óleo, expressa em volume de óleo por volume de amostra (% vol). 2.3 Não é aplicável a resíduos pesados de petróleo porque podem conter frações significativas que não são extraídas pelo solvente. 2.4 Aplica-se a amostras contendo concentrações de óleo e graxa de 0 a 200 µl/l. Na faixa de 200 a 1000 µl/l, deve-se proceder à diluição da amostra na câmara de extração do equipamento até o fator de diluição igual a 5. Acima deste limite, consultar a norma PETROBRAS N-1468b. Nota 2: Pode-se fazer um teste qualitativo para saber se a amostra contém óleo e graxa, pulverizando-se um pouco de cânfora sobre a superfície da amostra. A presença de óleo e graxa é indicada pela não evaporação da cânfora. Na ausência de óleo, há uma movimentação das partículas de cânfora sobre o líquido, devido à evaporação da mesma. 3 INTERFERENTES 3.1 Os solventes apresentam, além da capacidade de dissolver óleo e graxas, a de extrair matérias orgânicas em geral. Não é conhecido solvente capaz de dissolver seletivamente óleo e graxas. 3.2 Óleos e graxas saponificados tendem a permanecer sob a forma de emulsão, que pode ser quebrada, acidificando-se a amostra até pH = 1. 3.3 Na determinação de óleos e graxas, não se mede uma quantidade absoluta de uma substância específica, mas determinam-se quantitativamente as substâncias solúveis no solvente empregado. Isto equivale dizer que óleos e graxas são definidos pelo método e pelo solvente empregados. A observação rigorosa dos detalhes de procedimento é fundamental, para se obter resultados repetitivos. 4 RESUMO A amostra acidificada é injetada no equipamento juntamente com o solvente, onde é realizada a extração, por tempo predeterminado, e a concentração é lida, diretamente no visor, em ppm (µl/l). 5 SIGNIFICADO E USO 5.1 O problema causado pela película de óleos e graxas na superfície de águas está relacionado com a dificuldade de oxigenação dessas. 5.2 Os óleos e graxas podem ocorrer em despejos industriais parcialmente solubilizados, emulsificados por detergentes ou saponificados por álcalis, ou ainda, formando películas na superfície. 5.3 O conhecimento da quantidade de óleos e graxas presentes em um despejo é útil na solução de

Componente Curricular: Analise Química Instrumental Prof. Barbosa /Juarez/Willian 3º Módulo de Química Procedimento de Prática Experimental

Competências Identificar espécies químicas por meio de testes qualitativos e quantitativos. Selecionar procedimentos de preparação e execução de analises. Selecionar técnicas de manutenção e calibração de equipamentos, instrumentos e acessórios

problemas encontrados em uma planta de operação para o tratamento de águas, na determinação da eficiência dessas plantas e no controle subseqüente do descarte desses materiais. 6 NORMAS E/OU DOCUMENTOS COMPLEMENTARES Na aplicação desta Norma é necessário consultar: N-1351a - Água reagente - Especificação; N-1372 - Amostragem de despejos hídricos de refinarias - Procedimento; N-1439 - Terminologia de análise de água - Terminologia; N-1468a - Água - Determinação de óleo e graxa por gravimetria - Método de Ensaio; ACS - American Chemical Society Specifications - COMMITTEE ON ANALYTICAL REAGENTS. 7 DEFINIÇÕES Para as definições dos termos utilizados, consultar a norma PETROBRAS N-1439. 8 PRECAUÇÕES DE SEGURANÇA 8.1 Antes de iniciar qualquer manuseio com reagentes, materiais e equipamentos, consultar e aplicar os procedimentos apropriados de segurança e de operação de equipamentos. 8.2 O ANEXO A contém algumas informações de segurança referentes aos reagentes a serem utilizados pelo método. 9 APARELHAGEM E MATERIAIS 9.1 Espectrofotômetro, que opere na faixa do infravermelho (1). 9.2 Seringas de vidro ou pipetas graduadas com capacidade de 20 ml. 9.3 Béquer com capacidade de 200 ml. 9.4 Balão volumétrico com capacidade de 250 ml. 9.5 Micro-seringa de vidro com capacidade de 25 µl. 10 REAGENTES, SOLVENTES E SOLUÇÕES Todos os reagentes devem ser de grau p.a., equivalente à especificação ACS. Qualquer referência a água deve ser entendida como água reagente tipo II, conforme norma PETROBRAS N-1351a. 10.1 Solução de ácido clorídrico (HCl), 1:1 (ANEXO A) Adicionar, lentamente, 500 ml do ácido clorídrico concentrado em 500 ml de água. 10.2 Óleo-padrão (2). 10.3 Solvente (ANEXO A) Pode ser utilizado qualquer um dos solventes a seguir: 1) Analisador de teor de óleo, modelo OCMA-220, da HORIBA INSTRUMENTS Incorporated. 2) Deve ser adquirido o óleo OCB da HORIBA INSTRUMENTS INCORPORATED. 10.3.1 Tetracloreto de carbono (Nota 3). 10.3.2 Fluorclorocarbono (3) (Nota 4). 10.3.3 1,1,2 tricloro 1,2,2 trifluoretano (Nota 4). 10.4 Solução-padrão de óleo Transferir para balão volumétrico de 250 ml, com auxílio de uma micro-seringa, 10 µl do óleo-padrão. Avolumar com o solvente a ser utilizado na extração. 10.5 Água reagente tipo IV, conforme norma PETROBRAS N-1351a.

Componente Curricular: Analise Química Instrumental Prof. Barbosa /Juarez/Willian 3º Módulo de Química Procedimento de Prática Experimental

Competências Identificar espécies químicas por meio de testes qualitativos e quantitativos. Selecionar procedimentos de preparação e execução de analises. Selecionar técnicas de manutenção e calibração de equipamentos, instrumentos e acessórios

Nota 3: Não é recomendável trabalhar com tetracloreto de carbono por se tratar de substância carcinogênica. Nota 4: A recuperação do solvente utilizado pode ser feita em equipamento específico (4). 11 PROCEDIMENTO 11.1 Amostragem 11.1.1 Coletar a amostra representativa, conforme norma PETROBRAS N-1372, utilizando frasco de vidro, previamente lavado com solvente, a fim de remover qualquer vestígio de resíduo oleoso ou detergente. Nunca enxaguar o frasco com amostra, para evitar que haja adesão de material oleoso no interior do frasco, ocasionando maiores resultados (Nota 5). 11.1.2 As amostras devem ser de 1 litro, pelo menos, com um espaço livre, entre a superfície líquida e a tampa, em torno de 80 ml. 11.1.3 As amostras devem ser coletadas individualmente e não devem ser subdivididas ou somadas no laboratório. Para avaliação da mudança de concentração com o tempo, coletar a analisar uma seqüência de amostras individuais. 11.1.4 Caso a amostra não possa ser analisada imediatamente, preservá-la pela adição da solução de HCl ou H2SO4 1:1 até pH ≤ 2 e manter, sob refrigeração, a 4°C por um período máximo de 24 horas. Nota 5: É praticamente impossível coletar amostras representativas, quando se tiver películas ou camadas de óleo (item 2.2). 3) Pode ser adquirido o solvente S-316, da HORIBA INSTRUMENTS INCORPORATED. 4) Recuperador de solvente, modelo CR-200, da HORIBA INSTRUMENTS INCORPORATED. 11.2 Preparação do equipamento 11.2.1 Ligar o equipamento pelo menos 30 minutos antes do uso. 11.2.2 Selecionar, através do botão “RANGE”, a escala de trabalho (de 0 a 50 ppm ou de 0 a 200 ppm). 11.2.3 Selecionar o tempo de extração do botão “EX. TIME” (Nota 6). 11.2.4 Colocar um bécher de vidro de 200 ml com aproximadamente 10 ml de água embaixo do tubo de descarga do aparelho. 11.2.5 Efetuar a calibração do aparelho semanalmente, conforme ANEXO B. 11.2.6 Proceder à aferição do equipamento diariamente, antes da execução do ensaio, conforme os itens 11.2.7 a 11.2.20. 11.2.7 Colocar a válvula “EXTRACTOR” na posição “CLOSE” (fechada). 11.2.8 Injetar, com o auxílio da seringa da amostra, um volume X de água e, com auxílio da seringa do solvente, um volume Y de solvente. Volumes X e Y são encontrados na Tabela 1, do ANEXO C. 11.2.9 Adicionar uma gota da solução de ácido clorídrico 1:1, através do orifício de injeção da amostra. 11.2.10 Pressionar o botão “EXTRACT” (extração). 11.2.11 aguardar o fim da extração. 11.2.12 Aguardar a separação das fases água e solvente no interior da câmara de extração. 11.2.13 Colocar a válvula “DISCHARGE” (descarte) na posição “CLOSE” (fechada). 11.2.14 Colocar a válvula “EXTRACTOR” na posição “OPEN” (aberta) e aguardar 1 minuto. 11.2.15 Pressionar o botão “MEASURE” (medida). A lâmpada piloto do botão deve acender. 11.2.16 Ajustar, através do botão “ZERO”, até a leitura no visor indicar o valor 0,0 ppm. 11.2.17 Pressionar novamente o botão “MEASURE”. A lâmpada piloto do botão deve apagar.

Componente Curricular: Analise Química Instrumental Prof. Barbosa /Juarez/Willian 3º Módulo de Química Procedimento de Prática Experimental

Competências Identificar espécies químicas por meio de testes qualitativos e quantitativos. Selecionar procedimentos de preparação e execução de analises. Selecionar técnicas de manutenção e calibração de equipamentos, instrumentos e acessórios

11.2.18 Realizar esta operação três vezes, sendo que no 3a vez não realizar o descarte do solvente. 11.2.19 Com a célula cheia e o visor ajustado em zero, pressionar o botão “CHECK” (verificação) por 15 s. Anotar o valor apresentado no visor. 11.2.20 Manter o botão “CHECK” (verificação) pressionado e ajustar, utilizando o botão “SPAN” (medida), ao valor obtido durante o procedimento de calibração (ANEXO C). Nota 6: O tempo de extração depende do solvente e deve ser determinado experimentalmente. 11.3 EXECUÇÃO DO ENSAIO 11.3.1 Com o equipamento calibrado, proceder à aferição conforme itens 11.2.1 a 11.2.20. 11.3.2 Colocar a válvula “EXTRACTOR” na posição “„CLOSE” (fechada). 11.3.3 Injetar X ml de amostra e Y ml de solvente. Os volumes X e Ysão encontrados na Tabela 3 do ANEXO C. 11.3.4 Adicionar uma gota da solução de ácido clorídrico 1:1, através do orifício de injeção da amostra. 11.3.5 Pressionar o botão “EXTRACT”. 11.3.6 Aguardar o fim da extração. 11.3.7 Aguardar a separação das fases de água e de solvente. 11.3.8 Colocar a válvula “„DISCHARGE” na posição “CLOSE” (fechada). 11.3.9 Colocar a válvula “EXTRACTOR” na posição “OPEN” (aberta) e aguardar 1 minuto). 11.3.10 Pressionar o botão “MEASURE”. A lâmpada piloto do botão deve acender. 11.3.11 Anotar a leitura do visor. 11.3.12 Pressionar novamente o botão “MEASURE”. A lâmpada piloto do botão deve apagar. 11.3.13 Colocar a válvula “EXTRACTOR” na posição “CLOSE” (fechada). 11.3.14 Colocar a válvula “DISCHARGE”‟ na posição “OPEN” (aberta). 11.3.15 Repetir os itens 11.3.9 a 11.3.14. A leitura no final da terceira repetição é o valor da concentração de óleo e graxa a ser considerado. 12 RESULTADOS 12.1 Cálculos Calcular de acordo com a seguinte equação: óleo e graxa, µl/l = L x F Onde: L = leitura obtida no visor, em ppm; F = fator de diluição (Nota 7). 12.2 Expressão dos resultados Na faixa de 0 a 50 µl/l, reportar o resultado com aproximação de 0,1 µl/l. Acima do valor de 50 µl/l, reportar com aproximação de 1,0 µl/l. 12.3 Precisão Não foi avaliada. Nota 7: O fator de diluição (F) deve ter no máximo o valor igual a 5 (item 2.4). Caso não seja necessário diluir a amostra, o fator de diluição é igual a 1.

Componente Curricular: Analise Química Instrumental Prof. Barbosa /Juarez/Willian 3º Módulo de Química Procedimento de Prática Experimental

Competências Identificar espécies químicas por meio de testes qualitativos e quantitativos. Selecionar procedimentos de preparação e execução de analises. Selecionar técnicas de manutenção e calibração de equipamentos, instrumentos e acessórios

ANEXO A - INFORMAÇÕES DE SEGURANÇA A.1 ÁCIDO CLORÍDRICO - Atenção - Venenoso e Corrosivo. - Pode ser fatal se ingerido. - Líquido e vapor causam severas queimaduras. - Nocivo se inalado. - Evitar contato com olhos, pele e vestimentas. - Não respirar vapores e névoas. - Diluir pela adição do ácido na água. - Estocar, com o frasco bem fechado, em capelas resistentes ao ácido. - Mantê-lo sob temperatura fria. - Usar com ventilação adequada. - Usar óculos e roupas de proteção, quando manusear com o ácido. - Manter o frasco fechado quando não estiver em uso. - Lavar as mãos após o manuseio. A.2 SOLVENTE ORGÂNICO - Cuidado - Inflamável. - Manter afastado do calor, centelhas e chama aberta. - Manter o frasco fechado. - Usar somente com ventilação adequada. - Evitar respiração prolongada de vapores e névoas. - Evitar contato prolongado ou repetitivo com a pele. ANEXO B - CALIBRAÇÃO DO EQUIPAMENTO O equipamento deve ser calibrado semanalmente ou quando houver substituição do lote do solvente, conforme o procedimento a seguir: B.1 Colocar a válvula ”EXTRACTOR” na posição “CLOSE” (fechada). B.2 Injetar, com o auxílio da seringa da amostra, um volume “X” de água e, com o auxílio da seringa do solvente, um volume “Y” de solvente. Os volumes X e Y são encontrados na Tabela 1 do ANEXO C. B.3 Adicionar uma gota da solução de ácido clorídrico 1:1, através do orifício de injeção da amostra. B.4 Pressionar o botão “EXTRACT” (extração). B.5 Aguardar o fim da extração. B.6 Aguardar a separação das fases da água e do solvente no interior da câmara de extração. B.7 Colocar a válvula “DISCHARGE” (descarte) na posição “CLOSE” (fechada). B.8 Colocar a válvula “EXTRACTOR” na posição “OPEN” (aberta) e aguardar 1 minuto. B.9 Pressionar o botão “MEASURE”. A lâmpada piloto do botão deve acender. B.10 Ajustar, através do botão “ZERO”, até a leitura no visor indicar o valor 0,0 ppm. B.11 Pressionar novamente o botão “MEASURE”. A lâmpada piloto do botão deve apagar. B.12 Colocar a válvula “DISCHARGE” na posição “OPEN” (aberta). B.13 Repetir os itens de B.2 a B.12 por 3 vezes. B.14 Colocar a válvula “EXTRACTOR” na posição “CLOSE” (fechada). B.15 Injetar “X” ml da água e Y ml da solução-padrão (Tabela 2 do ANEXO C).

Componente Curricular: Analise Química Instrumental Prof. Barbosa /Juarez/Willian 3º Módulo de Química Procedimento de Prática Experimental

Competências Identificar espécies químicas por meio de testes qualitativos e quantitativos. Selecionar procedimentos de preparação e execução de analises. Selecionar técnicas de manutenção e calibração de equipamentos, instrumentos e acessórios

ANEXO C - TABELAS COM OS VOLUMES CORRESPONDENTES TABELA 1 - Volumes para zerar o equipamento