Determinação
do método de
dureza total
em água
Os limites de detecção (LD) e limites de quantificação (LQ) do método
de dureza total em água foram determinados com o objetivo de avaliar a
capacidade analítica do laboratório na determinação quantitativa destes limites
100 - Revista Banas Qualidade t Maio de 2015 t BQ 275
Por Vania Regina Kosloski, Deisy Maria Memlak, Joceane Pigatto e Lilian Regina Barosky Carezia
A
dureza está presente na água devido
aos sais de cálcio e magnésio lixiviados
pela água através do solo. A presença
destes sais não causa danos à saúde e são
próprios de água potável.
No entanto para a indústria, a água com a
presença destes sais em excesso é chamada de água
dura. Esta por sua vez pode provocar corrosão,
perda de eficiência na transmissão de calor em
caldeiras, formação de incrustações, entupimentos
em tubulações e depósitos na superfície de
equipamentos, dificultando os processos de limpeza.
Segundo Feijó et al (2002), as impurezas da água
podem originar sérios problemas operacionais,
devido a formação de depósitos, incrustações em
várias superfícies e corrosão de metais, diminuindo
a eficiência dos processos de higienização
e constituindo-se em fonte significativa de
contaminação do leite cru e do leite processado
industrialmente.
Vários métodos podem ser empregados para
determinação de dureza em água dentre eles,
titulometria, e espectrofotometria. Os resultados de
dureza devem ser expressos em mg/L de carbonato
de cálcio (CaCO3).
De acordo com a NIT-DICLA -057, limite de
detecção é a concentração mais baixa que pode ser
detectada, mas não necessariamente quantificada
pelo método, isto é, que pode ser diferenciada de
zero ou detectada acima do ruído, com um nível de
confiança estabelecido e o limite de quantificação é
a concentração do constituinte que produz um sinal
suficientemente maior que o sinal do branco e que
pode ser detectada dentro de níveis especificados,
por bons laboratórios, durante e nas condições do
trabalho de rotina. Tipicamente é a concentração que
produz um sinal dez vezes o desvio padrão acima do
sinal do branco de água reagente.
Para verificação do desempenho de métodos, a
característica mais importante está relacionada aos
limites, sendo a capacidade de detectar e quantificar
o analito na amostra, determinar os limites de
detecção (LD) e o limite de quantificação (LQ)
é fundamental quando se está implantando um
método de ensaio ou quando se deseja avaliar um
determinado método.
Os limites podem ser determinados através da
experiência dos analistas e de experimentos, após
a determinação dos limites é necessário verificar
a recuperação e a exatidão de cada concentração
para análise crítica e determinação do limite de
quantificação. Para o parâmetro de dureza total a
portaria no 2.914 de 12 de dezembro de 2011 do
Ministério da Saúde, é ampla e preconiza que o VMP
(valor máximo permitido) é de 500 mg/L, mesmo se
tratando de um valor alto, é necessário conhecer a
detecção e quantificação do método para expressar
resultados confiáveis já que estes podem variar em
função da repetibilidade, padrões e equipamentos
utilizados no processo.
Os limites e inferência estatística, muitas vezes,
são assumidos com base na experiência acumulada
durante o desenvolvimento e uso do método
analítico. No entanto, boa ciência de medição confia
em hipóteses testadas.
O objetivo deste estudo é determinar os limites
de detecção e quantificação do método titulométrico
de quantificação de dureza total em água utilizado
no laboratório. Este trabalho foi desenvolvido no
Laboratório de Análise de Alimentos e Água do
SENAI de Chapecó/SC, Setor Físico-Químico no
primeiro semestre de 2013.
Determinação do limite de detecção
Esta constatação pode ser realizada com base em
experimentos como provas em branco e através da
experiência do analista. Neste caso as provas em
branco não foram utilizadas, pois apresentaram
valor igual a zero, então o limite de detecção do
método foi estimado de acordo com a experiência
do analista.
Determinação do limite de quantificação
Para dureza total foram preparadas amostras
fortificadas com concentrações variadas e acima de
3 mg/L para determinação do LQ. Para o preparo
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amostras fortificadas, utilizou-se água deionizada
como matriz e solução padrão de carbonato de
cálcio sendo preparado 1000 mg/L a partir de MRC
do NIST 915b.
A solução padrão foi preparada utilizando
carbonato de cálcio seco em estufa a 200ºC por
quatro horas e em seguida foram pesadas 1,0004
gramas de carbonato de cálcio em balança analítica
calibrada e diluído em água deionizada num balão
volumétrico calibrado de 1000 mL, resultando
na solução padrão de carbonato de cálcio com
concentração de 1000 mg/L. Em seguida foram
preparadas soluções padrão de carbonato de cálcio
utilizando a solução padrão de 1000 mg/L onde cada
1 mL da solução de 1000 mg/L equivale a 1 mg de
carbonato de cálcio (CaCO3).
Para a solução padrão de 3 mg/L foi pipetado 3 mL
de solução padrão de 1000 mg/L e diluída em água
deionizada em um balão volumétrico calibrado de
1000 mL, as demais concentrações foram pipetados
os volumes de 5, 15, 100 e 250 mL de solução
padrão de 1000 mg/L e diluídas em água deionizada
em balões volumétricos calibrados de 1000 mL,
resultando em amostras nas concentrações: 3, 5, 15,
100 e 250 mg/L.
Realização do ensaio
A partir do padrão preparado, as amostras foram
submetidas ao ensaio de dureza total que foi
realizado de acordo com a Portaria SDA Nº 1, de
07 de outubro de 1981 do Ministério da Agricultura
Pecuária e Abastecimento MAPA. O princípio do
método baseia-se na titulação complexométrica de
sais de cálcio e magnésio por uma solução de sal
sádico do EDTA em presença do indicador negro de
eriocromo.
Foram realizadas sete replicatas de cada
concentração, onde os resultados obtidos, bem como
a média e o desvio-padrão amostral “s” para cada
concentração, estão descritos conforme tabela 1.
Resultados
O LD foi estimado através da experiência do
analista sendo 3 mg/L. Para a determinação do
LQ foi realizada uma análise crítica através do
coeficiente de variação e da recuperação em relação
aos resultados obtidos, levando em consideração a
melhor e a menor reprodução do analito.
Para calcular a recuperação foram utilizadas
seis concentrações de amostra fortificada sendo:
3, 5, 15, 100, 150 e 250 mg/L. De acordo com a
AOAC Peer-Verified Methods Program, Manual
on policies and procedures, Arlington, Va., USA
(1998), o critério de aceitação para recuperação da
concentração de 3, 5 e 15 mg/L é de 80 – 110%, para
a concentração de 100, 150 e 250 mg/L o critério é
de 90 – 107%, conforme demonstra a Figura 1 todas
as concentrações analisadas, apresentaram resultado
satisfatório quanto ao intervalo de aceitação para
recuperação.
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A legislação preconiza que o valor máximo
admissível é de 500 mg/L para água de consumo,
porém a indústria necessita conhecer a dureza
em concentrações inferiores ao preconizado pela
legislação. Devido a esta necessidade o laboratório
adotou este limite de quantificação sendo confiável
para garantir o monitoramento da água da indústria
e considera que o parâmetro para água potável e
também o parâmetro para água dura pode variar de
60 a 500 m/L (CaCO3).
Bibliografia
De acordo com a AOAC Peer-Verified Methods
Program, Manual on policies and procedures,
Arlington, Va., USA (1998), o critério de aceitação
para o coeficiente de variação para a concentração de
3 e 5 mg/L é de 11%, 15 mg/L é 7,3%, 100, 150 e
250 mg/L é de 5,3%. Conforme observado no gráfico
somente a concentração de 3mg/L apresentou resultado
insatisfatório quanto ao coeficiente de variação,
as demais concentrações analisadas apresentaram
resultado satisfatório quanto a este critério.
Foi determinado o limite de quantificação através
da análise da recuperação e do coeficiente de
variação, haja visto que a concentração de 15 mg/L
obteve um coeficiente de variação menor em relação
as concentrações de 3 mg/L e 5 mg/L e esta foi a menor
concentração reproduzida pelo laboratório, embora
as demais concentrações também apresentaram o
coeficiente de variação menor.
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19th edition (2012) - AOAC Official Method.
Vania Regina Kosloski, Deisy Maria Memlak,
Joceane Pigatto e Lilian Regina Barosky Carezia
trabalham no Senai de Chapecó (SC) – vania@
sc.senai.br; [email protected]; joceane@
sc.senai.br; [email protected]
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