EMPREGO DE SISTEMAS MICROEMULSIONADOS COMO MEIO DE ANÁLISE DE METAIS EM BIODIESEL POR VOLTAMETRIA DE REDISSOLUÇÃO ANÓDICA

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Química Analítica

Autores

Freitas, T.A. (UFMA) ; Conceição, C.A.F. (UFMA) ; Carvalho, P.A.V. (UFMA) ; Yotsumoto Neto, S. (UFMA) ; Lima, M.J.A. (UFMA) ; Marques, A.L.B. (UFMA)

Resumo

Neste trabalho avaliamos as microemulsões como um meio propício e viável para detecção e quantificação de íons metálicos em biocombustível. A técnica utilizada para tais análises foi a Voltametria de Onda Quadrada e o eletrodo de trabalho foi o GPUSBA. A curva de calibração construída apresentou uma ótima linearidade com coeficiente de correlação de 0,996 e 0,994 para os íons Cd²⁺ e Pb²⁺ respectivamente. O método proposto ofereceu boa sensibilidade para os íons Cd (II) e mostrou que em altas concentrações deste metal pode ocorrer uma interferência para determinação simultânea.

Palavras chaves

Microemulsão; Biodiesel; Metais

Introdução

A determinação de metais em combustíveis passou a ter maior importância principalmente após a constatação que tais espécies propiciam a oxidação destas matrizes. Em países tropicais, devido a influência da temperatura, a presença de metais em combustíveis torna-se ainda mais crítica, requerendo metodologias analíticas sensíveis para a verificação da ocorrência destas espécies em níveis traço (FRAZÃO, 2010). A metodologia instrumental mais amplamente empregada para análise de íons de metais é, sem dúvida, a espectrofotometria por absorção atômica (AA). Além desta, o emprego do plasma de acoplamento indutivo (ICP), técnica que emprega a emissão espectral, é bastante conhecida e também empregada. Entretanto, ambas as metodologias requerem instrumentação de custo elevado, empregam fluxo de gases e, no caso da AA, lâmpadas específicas para as determinações. Assim, é de interesse a busca por novas metodologias que propiciem análises de metais em amostras combustíveis de forma rápida, seletiva, acurada e de custo mais acessível (DE JESUS, 2008 e DE QUADROS, 2008). No entanto, para determinação de metais ou outras impurezas em amostras orgânicas, tais como os biocombustíveis, são necessárias métodos de pré-tratamentos. Tem sido proposto na literatura, entre outros, a utilização de microemulsões como um meio satisfatório para a realização de medidas eletroquímicas (MARTINIANO, 2009). O trabalho objetiva aplicar amostras de biodiesel em meio microemulsionado para propor uma metodologia de pré-tratamento alternativo para a análise de traços de metais, analisando inicialmente Cd(II) e Pb(II), pela técnica de voltametria de redissolução anódica.

Material e métodos

A etapa inicial deste trabalho dá-se pela construção de diagramas de fases pseudoternários, formados por biodiesel metílico de babaçu puro (BMB-100), surfactante (polyethylene glycol p-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-phenyl ether – Triton™ x100) e etanol como cotensoativo, sendo a combinação do binário álcool/surfactante na razão 2:1. As regiões de fase foram delimitadas e identificadas. Amostras da região monofásica (microemulsão) foram empregadas como meio de análise do biodiesel por voltametria de redissolução anódica no modo onda quadrada. As medidas voltamétricas foram realizadas em um analisador Autolab (Metron) PGSTAT 302. Para análise, foram usados o eletrodo de compósito de grafite poliuretano modificado SBA-15 (GPUSBA), como eletrodo de trabalho, um fio de platina e Ag/AgCl, como eletrodo auxiliar e referência, respectivamente. A amostra que melhor apresentou resposta eletroanalítica foi selecionada para a otimização das condições experimentais, logo em seguida realizou-se a varredura nas condições voltamétricas otimizadas. Os voltamogramas foram obtidos a partir de adições sucessivas e simultâneas de 20 μL de solução estoque de Cd(II) e Pb(II) 1,00 x 10^-6 mol L^-1 na microemulsão já contendo o biodiesel.

Resultado e discussão

Após a construção dos diagramas de fase, das três amostras da região monofásica selecionadas para testes preliminares de viabilidade para aplicação eletroquímica, a amostra que melhor apresentou resposta eletroanalítica corresponde a uma microemulsão de composição com 30% de Biodiesel metílico de babaçu puro (BMB-100), 60% da combinação do binário tensoativo/cotensoativo (Etanol/Triton™) na razão 2:1 (C/T: 2) e 10% água. Este meio microemulsionado foi usada para as medidas voltametricas como pode ser observado na Figura 1. Nota-se picos anódicos bem definidos e com crescimento do sinal da corrente em relação às concentrações dos íons de chumbo e cádmio. É perceptível também que mesmo em concentrações iguais o pico referente ao Cádmio apresenta maior corrente interferindo de forma direta no sinal gerado pelo pelos íons Pb (II). Em seguida foram estudadas as condições ótimas para determinação destes metais e apresentadas na Tabela 1. Após a otimização do sistema a curva de calibração construída apresentou uma ótima linearidade com coeficiente de correlação de 0,996 e 0,994 para os íons Cd²⁺ e Pb²⁺ respectivamente. No entanto para analises de determinações em concentrações altas do metal de cádmio há a mascaração a presença do Pb²⁺ e o método proposto oferece uma maior sensibilidade para o Cd(II) do que para o Pb(II) em análise simultânea destes dois íons em estudo no biodiesel.

Resposta Voltamétrica para análise de Cd(II) e Pb(II) em microemulsão de biodiesel por Voltametria de Onda Quadrada


Condições experimentais otimizadas

Conclusões

As microemulsões estudadas são meios propícios e viáveis para a determinação de espécies metálicas em biodiesel por técnicas eletroquímicas, pois foi observado uma boa resposta nas análises de Cd (II) e Pb(II) pela técnica Voltametria de Redissolução Anódica por Onda Quadrada, usando um eletrodo de compósito de grafite poliuretana modificado SBA-15 (GPUSBA), já que houve linearidade satisfatória entre as correntes de pico e as concentrações dos íons metálicos.

Agradecimentos

Agradecemos a UFMA e a Capes pela bolsa concedida.

Referências

DE JESUS, A. Desenvolvimento de método analítico para determinação de metais em biodiesel e óleo vegetal por espectrometria de absorção Atômica com chama. Dissertação (Mestrado em Química)- Universidade Federal do Rio grande do Sul, Porto Alegre, 2008.

DE QUADROS, D. P. C. et al.Contaminantes em Biodiesel e Controle de Qualidade. Revista Virtual de Química, v.3, Nº 5, p.376-384, 2011.

FRAZÃO, E. V. P. Determinação Simultânea de metais em biodiesel (B100), por voltametria de redissolução anódica usando eletrodo de filme de mercúrio em meio alcólico. Dissertação (Mestrado em Química)- Universidade Federal do Maranhão, São Luís-MA, 2010.

MARTINIANO, L. C. Validação de um método para determinação de metais em microemulsões de combustíveis por voltametria de redissolução. Tese (Doutorado em Química)- Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2009.