ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: APLICAÇÃO DE OTIMIZAÇÃO MULTIVARIADA BASEADA NO PLANEJAMENTO DOEHLERT PARA DETERMINAÇÃO DE PRATA E COBALTO EM ÁGUA POTÁVEL UTILIZANDO ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA COM ATOMIZAÇÃO ELETROTÉRMICA
AUTORES: PEREIRA, L. A. - UFMG; BORGES NETO, W. - UFMG; CASTRO, M. C. R - COPASA; WINDMÖLLER, C. C. - UFMG; SILVA, J. B. B. SILVA - UFMG*
UFMG - UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS (ALMEIDAP1@IG.COM.BR); COPASA - COMPANHIA DE SANEAMENTO DE MINAS GERAIS
RESUMO: O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de metodologias para determinação de Co e Ag em água potável por GF AAS, utilizando modificadores permanentes. A escolha dos modificadores (Rh, Ir, Ru, Zr e não uso) para cada analito foi feita por construção de curvas de pirólise e atomização, sendo as melhores condições o não uso do modificador para Co e Zr para Ag. A seguir, foi realizado um planejamento Doehlert para escolha das temperaturas de pirólise e atomização de 300 ºC e 2300 ºC para Co e 300 ºC e 1600 ºC para Ag. As curvas de calibração aquosa para os dois analitos apresentaram ótimas linearidades e bons resultados de repetibilidade. Estudos de recuperação com amostras da matriz artificialmente contaminadas e com material certificado apresentaram resultados satisfatórios.
PALAVRAS CHAVES: gf aas, modificação permanente, planejamento doehlert
INTRODUÇÃO: Problemas relacionados à contaminação do ambiente por metais são muito freqüentes. O Co é elemento traço essencial para plantas, animais e seres humanos, mas quando ocorrem exposições em níveis mais altos, apresenta alguns efeitos nocivos como disfunções na pele, no coração e no trato respiratório. A Ag é considerada tóxica pela OMS. Tais metais presentes mesmo em concentrações traço podem representar risco à saúde humana, assim a legislação brasileira (CONAMA 357-2005) prevê seus monitoramentos, justificando o desenvolvimento de metodologias analíticas com essa finalidade. Dentre as técnicas analíticas empregadas na determinação de metais em níveis traço como ICP-OES, ICP-MS e GF AAS, a última tem se destacado pela rapidez, custo reduzido, limites de detecção adequados e em diversos casos não requerendo preparo da amostra. No presente trabalho, utilizou-se GFAAS com modificação química permanentemente. O uso de métodos quimiométricos para otimização multivariada vem sendo aplicado com sucesso em estudos na área de GF AAS (CASELLA et al., 2002), permitindo alcançar condições ótimas para as análises realizando uma quantidade mínima de experimentos.
MATERIAL E MÉTODOS: Os experimentos foram realizados no Laboratório de Águas Tratadas e Poços do Setor Físico-Químico da COPASA. Materiais: Foi utilizado um espectrômetro de absorção atômica da Analítica (modelo GBC AVANTA 909) equipado com um forno de grafite, um amostrador automático (PAL 300) e com corretor de fundo por lâmpada de deutério. Lâmpadas de catodo oco foram utilizadas para as determinações dos metais. Foram empregados tubos de grafite pirolítico. As soluções estoque de Co e Ag, o HNO3 utilizado no preparo das amostras e soluções e as soluções padrões (1000 mg L-1) dos elementos utilizados como modificadores, Zr, Rh, Ir e Ru foram todas de grau analítico. A água purificada foi produzida no próprio laboratório através de um sistema de osmose reversa (18 W cm-1). Métodos – O tratamento dos tubos de grafite foi conduzido como em trabalhos prévios (SILVA et al. 1998) através de 10 injeções sucessivas de 50 mL da solução estoque de cada um dos reagentes usados como modificador, em tubos separados. Nas determinações dos analitos foi feita a injeção de 40 mL das amostras e soluções padrões.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Foram construídas curvas de pirólise e atomização. As temperaturas de pirólise e atomização para Ag e Co foram respectivamente de 300-800 ºC e 1200-2000 ºC; 300-1400 ºC e 1600-2300 ºC. Foram investigados; não uso de modificador; Ir, Ru,Rh e Zr. Os melhores desempenhos foram com o Zr para Ag (mo 27,2 pg) e o não uso de modificador para Co (mo 13,8 pg). Escolheu-se o planejamento Doehlert por permitir avaliar as variáveis mais importantes com número de níveis diferentes, trata-se de uma metodologia de análise de superfícies de respostas executadas para otimização do experimento. O planejamento foi empregado para otimizar as temperaturas de pirólise e atomização que variaram respectivamente de 300-1100 ºC e 1000-1800 ºC para Ag e 300-1300 ºC e 1900-2500 ºC para o Co. A partir das respostas obtidas neste experimento uma superfície de resposta foi construída representando um modelo de interação entre as variáveis. As condições ótimas que produziram as melhores respostas para pirólise e atomização são respectivamente 300 e 2300ºC para Co e 300 e 1600ºC para Ag. Curvas de calibração aquosa foram construídas com as temperaturas otimizadas. As figuras de mérito aparecem na tabela a seguir.
CONCLUSÕES: Ag e Co podem ser determinados satisfatoriamente com a metodologia desenvolvida. Estudos de exatidão e precisão apresentaram bons resultados. Os limites de detecção obtidos foram melhores que os obtidos por outras técnicas e metodologias (CASELLA et al., 2001) que fazem uso de procedimentos de pré-concentração para determinação de Co (2,4 mg L-1). Os limites de quantificação alcançados tornam a metodologia proposta aplicável ao monitoramento dos metais investigados em análises ambientais uma vez que os valores máximos permitidos para Ag são de 10 mg L-1 e para Co 200 mg L-1 (CONAMA 357-2005).
AGRADECIMENTOS:Ao CNPq pelo apoio financeiro, a COPASA pelo apoio dos Laboratórios e a Márcia Ferreira e Reinaldo Teófilo (IQ - UNICAMP) pelas planilhas eletrônicas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:CASSELLA, R, J.; SALIM, V.A.; JESUÝNO, L.S.; SANTELLI, R.E.; FERREIRA, S.L.C.; CARVALHO, M.S. 2001. Flow injection determination of cobalt after its sorption onto polyurethane foam loaded with 2-(2-thiazolylazo)-p-cresol (TAC). Talanta, 54: 61–67
CASSELLA, R. J.; SANT’ANA, O. D.; SANTELLI, R. E. 2002. Determination of arsenic in petroleum refinery streams by electrothermal atomic absorption spectrometry after multivariate optimization based on Doehlert design. Spectrochimica Acta Part B, 57: 1967–1978
SILVA, J. B. B.; GIACOMELLI, M.B.O., SOUZA, I.G.; CURTIUS, A. 1988. Iridium and rhodium as permanent chemical modifiers for the determination of Ag, As, Bi, Cd and Sb by electrothermal atomic absorption spectrometry. Microchem. Journal, 60: 249–257