Técnicas de titulación ácido-base: consideraciones metrológicas / Acid-base titration techniques: metrological considerations / Técnicas de titulação ácido-base: considerações metrológicas

Resumen Se evaluaron diferentes sistemas de medición para titulaciones ácido-base, con el propósito de determinar cuál presenta mejores características metrológicas. Estos sistemas incluyen volumetrías y gravimetrías, las cuales se combinaron con diferentes métodos de detección del punto de equivalencia: (i) potenciometría, (ii) indicador ácido-base y (iii) conductividad electrolítica. Este artículo propone una nueva aproximación para la estimación de la incertidumbre de medición asociada a la detección del punto de equivalencia. Los resultados indicaron que, para la determinación del punto de equivalencia, las incertidumbres más bajas se obtienen mediante el método potenciométrico en comparación con el método conductimétrico cuyo sesgo es hasta 78 veces mayor. Sin embargo, se encontró que el método potenciométrico es fuertemente dependiente de la resolución del instrumento y/o la cantidad de agente titulante que se adiciona en la cercanía al punto de equivalencia. También se encontró que la incertidumbre disminuye cerca del 40% empleando métodos gravimétricos en comparación con los volumétricos. Al realizar la evaluación del sesgo de los sistemas de medición acorde con la guía ISO 33:2015, los resultados mostraron que, de los métodos evaluados, el método gravimétrico con detección potenciométrica presentó las mejores características metrológicas, pues se obtuvieron sesgos e incertidumbres menores.

Abstract Different measurement systems for acid-base titrations were evaluated to determine which one had the best metrological characteristics. These systems included volumetric and gravimetric titrations, which were combined with different detection systems: (i) potentiometry, (ii) acid-base indicator, and (iii) electrolytic conductivity. This article proposes a new approach for estimating the measurement uncertainty associated with the detection of the equivalence point. The results showed that, for the determination of the equivalence point, the lowest uncertainties were obtained by the potentiometric method in comparison with the conductometric method, whose bias was 78 times higher. The potentiometric method, however, was strongly dependent on the instrument resolution and/or the titrant amount that is added close to the equivalence point. It was also found that uncertainty decreases about 40% using gravimetric methods as compared to volumetric methods. When performing bias evaluation of the measurement systems according to the ISO 33:2015 guide, results showed that, among the evaluated methods, the gravimetric method with potentiometric detection presented the best metrological characteristics, with the lowest biases and uncertainties.

Resumo Foram avaliados diferentes sistemas de medida para titulações ácido-base, a fim de determinar quais possuem as melhores características metrológicas. Estes sistemas incluem titulações e gravimétricas, que foram combinadas com diferentes sistemas de detecção do ponto de equivalência: (i) potenciometria, (ii) indicador ácido-base e (iii) condutividade electrolítica. Este artigo propõe uma nova abordagem para estimar a incerteza de medição associada à detecção do ponto de equivalência. Os resultados indicaram que, para a determinação do ponto de equivalência, as incertezas mais baixas são obtidas pelo método potenciométrico enquanto que a incerteza do método condutométrico é até 78 vezes maior que a obtida pela potenciometria. Além disso, a potencimetria é altamente dependente da resolução do instrumento e/ou da quantidade de titulante para ser adicionado na proximidade com o ponto de equivalência. Também verificou-se que a incerteza diminui em torno de 40% utilizando métodos gravimétricos. De acordo à guia de norma ISO 33:2015, os resultados mostraram que os métodos de titulação ácido-base avaliados gravimetricamente com detecção potenciométrica proporcionaram as melhores características de metrologia, porque obtiveram os menores distorções e incertezas.

Determinação de fluoreto em baixas concentrações: validação de método com eletrodo íon seletivo para análise da água utilizada na preparação de soluções de diálise / Determination of fluoride at low concentrations: validation of method using ion selective electrode to analyze the water used in the preparation of dialysis solutions

Este trabalho descreve o desenvolvimento e validação de metodologia analítica para determinar a concentração de fluoreto em água empregada para a preparação de soluções de diálise, por meio de potenciometria com eletrodo íon seletivo. Os parâmetros de validação investigados foram: seletividade, homoscedasticidade, linearidade, limite de detecção, limite de quantificação, veracidade de medição e precisão. As condições otimizadas de análise foram: tampão HOAc/-OAc/NaCl/CDTA (pH = 5,0 ± 0,1), na proporção 10:1 (amostra/tampão); concentrações das soluções-padrão da curva analítica: 0,05 a 0,80 mg/L. O método avaliado exibiu parâmetros de validação adequados com limites de detecção e de quantificação, respectivamente, de 0,020 e 0,050 mg/L. Ademais, foi também desenvolvida e validada uma planilha eletrônica para efetuar o monitoramento da qualidade da curva analítica do método que calcula o limite de decisão para 0,20 mg/L...

Determination of fluoride at low concentrations: validation of method using ion selective electrode to analyze the water used in the preparation of dialysis solutions / Determinação de fluoreto em baixas concentrações: validação de método com eletrodo íon seletivo para análise da água utilizada na preparação de soluções de diálise

This paper describes the development and validation of an analytical methodology for determining the concentration of fluoride in water used for the preparation of dialysis solutions, by means of potentiometry with ion selective electrode. The investigated validation parameters were: selectivity, homoscedasticity, linearity, limit of detection, limit of quantification, reliability of measurement and precision. The optimized conditions of analysis were: HOAc/-OAc/NaCl/CDTA buffer (pH = 5.0 ± 0.1), in ratio of 10:1 (sample/buffer); concentrations of the standard solutions in the analytical curve: 0.05-0.80 mg/L. The evaluated method exhibited suitable validation parameters with detection and quantification limits equal to 0.020 and 0.050 mg/L, respectively. Also, an electronic spreadsheet was developed and validated for monitoring the quality of analytical curve of the methodology that calculates the decision limit to 0.20 mg/L.(AU)

Este trabalho descreve o desenvolvimento e validação de metodologia analítica para determinar a concentração de fluoreto em água empregada para a preparação de soluções de diálise, por meio de potenciometria com eletrodo íon seletivo. Os parâmetros de validação investigados foram: seletividade, homoscedasticidade, linearidade, limite de detecção, limite de quantificação, veracidade de medição e precisão. As condições otimizadas de análise foram: tampão HOAc/-OAc/NaCl/CDTA (pH = 5,0 ± 0,1), na proporção 10:1 (amostra/tampão); concentrações das soluções-padrão da curva analítica: 0,05 a 0,80 mg/L. O método avaliado exibiu parâmetros de validação adequados com limites de detecção e de quantificação, respectivamente, de 0,020 e 0,050 mg/L. Ademais, foi também desenvolvida e validada uma planilha eletrônica para efetuar o monitoramento da qualidade da curva analítica do método que calcula o limite de decisão para 0,20 mg/L.(AU)

Consumo infantil de bebidas lácteas: sólidos solúveis totais (Brix) e pH / Child's consumption of drinks milk: total soluble solids (Brix) and pH

O objetivo deste estudo foi o de avaliar a quantidade de Sólidos Solúveis Totais (SST) e o valor do pH em bebidas lácteas (iogurtes e achocolatados), comercializadas em Teresina e consumidas por crianças. Foram avaliadas 20 bebidas lácteas por meio do experimento casualizado com 3 repetições para cada amostra. As leituras do grau Brix foram feitas por refratometria, utilizando-se o refratômetro de Abbé, e o pH foi avaliado por potenciometria. O teor médio de SST variou de 11,0 Brix a 22,0 Brix. Com relação ao pH, os valores médios mínimo e máximo para as bebidas lácteas foram 3,79 e 6,71, respectivamente. Por meio dos resultados obtidos, pôde-se concluir que a elevada concentração de SST, verificada nas bebidas lácteas, associada a um baixo pH, pode contribuir para o desenvolvimento de lesões de cárie e erosão dental, caso esses alimentos sejam consumidos, em excesso, pelas crianças.

The main objective of this study is to proceed an evaluation of the amount of total soluble solids (TSS) and the pH value in lactic drinks (yogurt and chocolate milk) commercialized in Teresina and consumed by children. Twenty lactic drinks were evaluated in this experiment with 3 repetitions of study case in each sample. The Brix degrees measurement was made by refractometry using an Abbé refractometer and the pH was evaluated using potentiometry. The medium content of TSS was in a range between 11,0 ºBrix and 22,0 ºBrix. Meanwhile the minimum maximum pH the medium values were 3,79 and 6,71. From this results what can be concluded is that a high concentration of TSS can be verified in lactic drinks, associated with a low pH may contribute to the development of cavity lesions and dental erosion in case of the excess consumption of this products by children.

Caracterizacióndde ácidos húmicos y fúlvicos de un mollisol bajo dos coberturas difreentes / Charaterization of humic and fulvic acids from a mollisol under two diferent coverlands

Para evaluar y comparar algunas propiedades de los ácidos húmicos (AH) y fúlvicos (AF) como el grado de condensación y polimerización, el contenido total de carbono, hidrógeno y nitrógeno, y sus constantes de acidez, se analizó la fracción menor a 50 µm de un Mollisol del horizonte Ap, bajo caña de azúcar, y se comparó con un horizonte A, bajo bosque. Para tal fin se hicieron extracciones sucesivas con tetraborato de sodio 0,05 M, pirofosfato de sodio 0,025 M e hidróxido de sodio 0,1M. Las sustancias húmicas se purificaron mediante tratamientos con ácidos inorgánicos en solución al 1% de HCl y HF, resinas de absorción Amberlita XAD-16 e intercambio catiónico R101H+, diálisis y liofilización, y se caracterizaron por análisis elemental, relación E4/E6 y potenciometría ácido-base de acuerdo con las funciones de Gran modificadas. La relación E4/E6 permitió establecer mayores tamaños moleculares y grado de condensación de los ácidos húmicos en relación con los ácidos fúlvicos. Por potenciometría ácido-base se determinaron, en los ácidos húmicos y ácidos fúlvicos, las concentraciones de grupos funcionales ácidos y sus respectivas constantes de acidez. Dos de éstas, tituladas entre pH 4,0 y 6,1 corresponden a grupos carboxílicos, las otras dos entre pH 7,2 y 8,7 son el resultado de grupos -OH fenólicos fuertes y carboxílicos débiles. En el horizonte Ap, bajo caña de azúcar, los resultados demostraron que las prácticas de uso y manejo de este cultivo han llevado a la homogeneización de las sustancias húmicas, mientras que en el horizonte A bajo bosque existen ácidos húmicos y fúlvicos diferenciados por tamaño molecular, aromaticidad y grado de humificación.

In order to determine and to compare some physicochemical properties of humic (HA) and fulvic (FA) acids such as degree of condensation and polymerization, the total C,H,N content and pKa values were analyzed in the smaller fraction (< 50 m) from Ap horizon under sugarcane crop in opposition to A horizon under forest, both Mollisol order. To carry out this aim, successive extractions with sodium tetraborate 0.05 M, sodium pyrophosphate 0.025 M, and sodium hydroxide 0.1 M were made. The purification of these humic substances by treatment with inorganic acids 1% solutions of HCl and HF, Amberlite XAD-16 adsorption resin and R 101H+ cationic exchange, dialysis and freeze driying were done. The humic and fulvic acids were characterized by elemental analysis, E4/E6 relation and acid-base potentiometry. The ratio E4/E6 allows to establish that molecular size and degree of condensation in humic acids were bigger than in fulvic acids. By means of acid-base potentiometry, the concentrations of functional acid groups and their acid constants in the humic and fulvic acids were determined. Four constants were found; first and second between pH 4.0 and 6.1 correspond to differents kinds of carboxyl groups and another two between pH 7.2 and 8.7 come from strong O-H phenolic and weak carboxyl groups. In the Ap horizon under sugarcane the characterization showed that the handling and land use practices promote the homogeneity of humic substances meanwhile in the A horizon under forest; the humic and fulvic acids are different due to their degree of condensation molecular size and humification index.