ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Química Analítica
Autores
Barreto, J.A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Santos, C.R.S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Felix, C.S.A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Aguiar, R.M. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Santos, L.A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA) ; Bezerra, M.A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA)
Resumo
No presente trabalho, um sistema de pré-concentração em linha foi desenvolvido para determinação de Cd e Zn. Este sistema envolve a extração em fase sólida de metais utilizando uma minicoluna preenchida com Amberlite XAD-2 modificada com 2-(5-bromo-2-piridilazo)-5-diethylaminophenol (Br-PADAP) e detecção por espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS). As variáveis envolvidas no desempenho da pré-concentração foram otimizadas pela aplicação de um planejamento Doehlert. O sistema desenvolvido fornece fatores de enriquecimento de 30 e 88 vezes, limites de detecção de 0,63 e 0,38 µgL-1 e precisão (RSD, 20,0 µgL-1, N = 10) de 4,3 e 5,4% para Cd e Zn, respectivamente. Os procedimentos otimizados foram aplicados na determinação de Cd em amostras de fertilizantes e Zn em água potável.
Palavras chaves
extração em fase sólida; cádmio; zinco
Introdução
A determinação de metais em amostras ambientais apresenta algumas dificuldades, tais como: baixa concentração de substâncias a analisar na matriz, que pode ser inferior ao limite de quantificação das principais técnicas analíticas; e os efeitos de interferência da matriz. Por isso recorre-se a procedimentos de pré-concentração e / ou separação de elementos da matriz, visando a melhora de alguns parâmentros destas técnicas analíticas (MANAHAM, 2005; VANDECASTEELE e BLOCK,1997). A extração em fase sólida (SPE) tem sido largamente utilizada devido às suas características vantajosas. Quando utilizada em on-line aumenta seus benéficios como, o tempo de análise reduzido, o uso de pequenos volumes de eluentes, redução na manipulação de amostra, fácil automação, entre outros (LEMOS et al., 2009; SABIHA-JAVIED et al., 2009; THURMAN e MILLS,1998). Neste trabalho, uma nova fase sólida foi sintetizada pelo acoplamento do reagente de 2 - (5-bromo-2-piridilazo)-5-diethilaminofenol (Br-PADAP) com um copolímero poliestireno divinilbenzeno (XAD-2). Esta resina polimérica modificada foi inserida na minicoluna e acoplada a um sistema de pré-concentração em linha para determinação de Cd e Zn por espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS). Os procedimentos de pré-concentração usando este sistema on-line para cada analito estudado foram estabelecidas por meio de um planejamento Doehlert como uma ferramenta para otimização multivariada e aplicado na determinação de Cd e Zn em amostras de adubos e amostras de água potável, respectivamente.
Material e métodos
Um espectrômero de absorção atômica com chama da Perkin Elmer (Norwalk, CT, EUA) AAnalyst 200 equipado com lâmpada de deutério para correção de fundo e lâmpadas de cátodo oco de Cd e Zn foi utilizado para a medição de absorção. Todos os reagentes utilizados foram de alto grau analítico. O sistema de fluxo consistiu de uma bomba peristáltica, equipado com tubos Tygon, uma válvula de seis vias, e uma mini-coluna recheada com a resina modificada XAD-2/Br-PADAP, acoplado a uma espectrômetro de absorção atômica com chama. O sistema de fluxo foi operado no modo baseado no tempo. Os parâmetros relacionados ao sistema de pré-concentração (vazão de amostragem, pH e concentração de HCl) foram otimizados pela aplicação de um planejamento Doehlert. Em toda a etapa de otimização, foi utilizado uma solução 30,0 µg L-1 de Cd ou Zn. A digestão de materiais sólidos (fertilizantes e amostras de padrões certificados de referência) foi realizada por tratamento de 0,2 g de amostra sólida seca com 1:1 (v / v) de solução de ácido nítrico (4,0 mL). Esta mistura foi colocada em um copo de Teflon, colocado numa bomba de digestão Parr e aqueceu-se num sistema de micro ondas durante 1 minuto a 264,9 W. Amostras em branco foram preparadas da mesma maneira. Posteriormente, as amostras foram arrefecidas até a temperatura ambiente, transferidas para um balão volumétrico e completou-se até um volume final de 50,0 ml com água desionizada. Antes do processo de pré-concentração, as soluções de amostras foram neutralizadas com NaOH 1 mol de L-1 e tamponada com tampão borato a pH 9,0. As amostras de água foram coletadas, filtradas e tamponado antes da etapa de pré-concentração. As amostras de água potável foram coletadas na cidade de Jequié, Bahia, Brasil.
Resultado e discussão
Para investigar a influência das principais variáveis no sistema de pré-concentração, um planejamento Doehlert foi aplicada e as variáveis pH, vazão de amostragem e concentração de eluente, foram otimizados. As respostas adotadas foram à absorção de Cd e Zn. Os dados obtidos podem ser satisfatoriamente descrito pelo modelo quadrático envolvendo as três variáveis. Uma curva de nível foi obtida para o Cd e Zn e as maiores respostas podem ser obtidas nas seguintes condições: pH 9,0 e concentração do eluente de 0,30 mol L-1 para ambos os metais. Para razão de amostragem o valor ótimo encontrado foi de 6,9 mL min-1 para cádmio e 12,1 mL min-1 para Zn.
Para o sistema de pré-concentração em linha proposto, os limites de detecção encontrados foram de 0,63 e 0,38 para Cd e Zn, respectivamente e, de uma forma semelhante, os limites de quantificação calculados foram de 2,1 e 1,3 mg L-1. Os valores de precisão (definida como a percentagem de desvio padrão relativo,% RSD) para dez repetições de uma solução de 20 µg L-1 foram 4,3% e 5,4% para Cd e Zn, respectivamente. Os fatores de enriquecimento para Cd e Zn encontrados por esse método foram 30 e 88 vezes, respectivamente.
Os resultados da análise do material de referência (Folhas de tomateiro NIST 1573a) concordaram com aqueles relatados no certificado, de acordo com um teste-t a um nível de confiança de 95%. Os valores de Cd nas amostras de fertilizanntes variou numa faixa de 1,72 ± 0,33 à 6,88 ± 0,22 µg g-1. Um teste de adição de padrão foi utilizado para o Zn em amostras de água de torneira, obtendo-se uma faixa de concentração de 9,20 à 28,3µg L-1 e recuperações de 97%. O sistema de pré-concentração foi aplicado com sucesso para a determinação de cádmio em fertilizantes NPK e zinco em sete amostras de água da torneira.
Conclusões
A otimização da extração em fase sólida em linha de Cd e Zn usando a resina XAD-2 modificada com Br-PADAP foi realizada de forma eficaz usando um planejamento Doehlert, determinando, assim, as condições experimentais que oferecem os melhores parâmetros analíticos, Os resultados da análise de amostras de água e de fertilizantes mostraram que o método desenvolvido pode ser aplicado com sucesso para determinar cádmio e zinco nestas matrizes.
Agradecimentos
CAPES, CNPQ E FAPESB
Referências
LEMOS, V.A.; NOVAES, G.; BEZERRA, M.A. An automated preconcentration system for the determination of manganese in food samples. Journal of Food Composition and Analysis, v. 22, p. 337-342, 2009.
MANAHAM, S.E. Environmental chemistry, 8th edition, CRC Press, 2005.
SABIHA-JAVIED, T. et al. Heavy metal pollution from phosphate rock used for the production of fertilizer in Pakistan, Microchemical Journal, v. 91, p. 94 - 99, 2009.
THURMAN, E.M.; MILLS, M.S. Solid-phase extraction: principles and practice in chemical analysis, John Willey & Sons, New York, 1998.
VANDECASTEELE, C.; BLOCK, C.B. Modern methods for trace element determination, John Willey & Sons, 1997.
Patrocinadores
Apoio
Realização
