Balança quimica analitica quantitativa

BALANÇAS ANALÍTICA E SEMI ANALÍTICAS

Antes de começar a falar em balanças temos que compreender dos termos fundamentais: peso e massa. Por causa do senso comum muitas vezes eles são usados com o mesmo significado. Porem a massa de um corpo é uma grandeza física fundamental, ela dá a medida da inércia ou da resistência de um corpo em ter seu movimento acelerado. Ela também é a origem da força gravitacional atuante sobre os corpos no Universo e sua unidade no sistema internacional de unidades (SI) é o quilograma (Kg). O peso por outro lado é a força gravitacional sofrida por um corpo na vizinhança de um planeta ou de outro corpo celeste de massa significativa. O peso é uma grandeza vetorial, portanto apresenta intensidade, direção e sentido e sua unidade no SI é o newton (N). Na análise quantitativa o interesse recai na quantidade de matéria contida no corpo, ou seja, sua massa. A balança, estritamente, determina massa e não peso.

• Princípios básicos de funcionamento de uma balança

A pesagem é a operação empregada pela balança. Ela é realizada através da comparação direta entre dois objetos, um de massa desconhecida e outro de massa conhecida. A balança nada mais é que uma alavanca, pois ela funciona como uma barra rígida que se move em torno de um ponto sendo  suportado por um ponto de apoio.

A balança mecânica tem um travessão rígido e um ponto de apoio no centro, onde há a ligação de um fiel (haste oscilante), na qual a ponta percorre uma escala graduada. O travessão é dividido em  dois braços e em cada extremidade existe um prisma que sustenta os pratos da balança.

• Balança de dois pratos

Há relatos que a balança de dois pratos tenha se originado no Egito Antigo e por aproximadamente 40 séculos ela tenha tido essa característica.

Na antiguidade a balança tinha como objetivo principal em diversos povos a área comercial e econômica. Porem em algumas civilizações ela também tinha uma associação subjetiva no campo místico. Um exemplo é encontrado na cultura do Antigo Egito, mas precisamente no “Livro dos Mortos”, onde simbolicamente representava a pesagem do coração do morto contra o peso da verdade. Dependendo das culpas que o morto carregava, ela tanto poderia pender para o coração que significava condenação da alma, quanto para a pena que representava a felicidade eterna. Ainda no campo místico, hoje o simbolo da balança é muito conhecido como a representação do signo de Libra, pois para os babilônios a balança representava a igualdade entre o dia e a noite, e como a constelação de Libra tem o sol presente no equinócio de Outono que é quando o dia e a noite tem igual duração, o signo ficou representado por uma balança.

     

    Durante aproximadamente 30 séculos os modelos de balanças tiveram poucas variações, isso porque sempre houve praticamente o mesmo emprego a elas no decorrer desse tempo. A tecnologia utilizada nas balanças só começou a se modernizar com o advento da iatroquímica que é a percursora da química médica, isso em torno do século XVI, pois se tornou intensa o uso de substâncias venenosas na composição de medicamentos, com isso se tornou necessária uma pesagem mais rigorosa.

Com o renascimento da tecnologia química a inserção do uso da balança e o seu rigor tomou forma acarretando as primeiras grandes obras nessa área. Nesse período já se sabia que determinadas matérias-primas não se podiam fabricar em quantidades excessivas em um produto quando se tratava de economia, era preciso reagir quantidades determinadas exatas.

Georgius Agricola (1494-1555) na sua principal obra, “De Re Metallica” (1556), deu grande importância a balança, mencionando três tipos. A primeira era destinada à pesagem bruta de fundentes, cimento ou chumbo; a segunda, mais sensível que a primeira, era usada para pesar o minério ou o metal a serem analisados. A terceira por sua vez dentro de uma vitrina, era a mais sensível de todas e era utilizada para a determinação da massa do produto resultante da copelação (método muito utilizado e muito preciso para determinar a pureza do ouro).    

No principio do século XIX a balança sofreu uma importante transformação estrutural. Nela o travessão deixou de se ligar diretamente à haste da balança e passou a repousar sobre o cutelo (apoio triangular). Apesar da evolução técnica estagnar novamente a balança teve um grande crescimento de usual  na Química, já que a determinação de massas estava muito ligada a descoberta de leis ponderais e de novos elementos químicos. Nesse período já se usava uma afirmação que se usa até nos dias de hoje: “toda operação química de precisão começa e termina na balança”.

Em 1870, Florenz Sartorius (1846-1882), desenvolveu uma balança extremamente leve, de braços curtos e com uma caixa de vidro montada na sua própria estrutura. Com isso as balanças começaram a figurar nos catálogos mas foi só em 1895 que se verificou uma grande diversificação de modelos.

No fim do século XIX houve a incorporação definitiva da balança em todos os domínios da  química, desde o ensino até a utilização industrial. Nessa época existiam a fabricação de dois modelos de balanças de dois pratos: as chamadas balanças de mesa ou de bancada, destinadas à pesagem de líquidos corrosivos e sólidos que atacavam a balança analítica e as balanças analíticas, encerradas em caixas de vidro e madeira (eventualmente, metal), e muitas vezes colocadas em salas separadas, à parte do ambiente de laboratório.

No início do século XX houve uma popularização do uso do cavaleiro sobre uma escala montada a cima do travessão da balança. O uso do cavaleiro dispensou o uso de pesos extremamente pequenos que eram difíceis de serem fabricados.

• Balança de um prato

As balanças de um prato tornaram-se conhecidas a partir de 1946, pois ela foi introduzida no mercado científico que se expandia rapidamente com o fim da 2ª Guerra Mundial. Na balança de um prato o segundo prato foi substituído por um contrapeso. Ao se colocar um objeto sobre o prato os pesos colocados sobre o eixo da balança são retirados para compensar a massa do objeto. A pesagem se completa quando o travessão estiver novamente na posição de repouso. A leitura do descolamento do travessão é feita através de uma escala ótica calibrada que permite a leitura de valores inferiores a 100mg. Este modelo de balança ainda está em uso em vários laboratórios.