Análise de Metais Coordenados ao Ácido Húmico Extraído de Sedimentos do Fundo do Lago Bom Sucesso (Jataí-Go), Por Fluorescência de Raio X.

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Ambiental

Autores

Faria de Souza Lima, E. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS) ; Cavichioli Petrucelli, G. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS) ; Ferreira dos Santos, F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS)

Resumo

O ácido húmido (AH) é um composto macromolecular oriundo da degradação química e biológica de materiais de origem vegetal e/ou animal. Devido suas características estruturais (apresentam sítios básicos de Lewis duros, intermediários e moles) o AH pode complexar diferentes tipos de cátions. Assim o objetivo deste trabalho foi verificar os íons metálicos presentes no AH extraídos de sedimentos do fundo do Lago Bom Sucesso (Jataí-Go). Por fluorescência de raio X empregando o método dos Parâmetros Fundamentais. Após a extração do AH, ele foi purificado antes de ser analisado. A caracterização dos grupos funcionais presentes no mesmo foi feita por espectroscopia de infravermelho. Os resultados apontam a presença dos metais Fe, Ti, Zr, V, Cr, Ga, Ta, Zn, Cu e Mn coordenados ao AH.

Palavras chaves

ácido húmico; metais; complexação

Introdução

Substâncias húmicas são comumente definidas como substâncias de coloração escura, macromolecular, obtidas a partir da lenta decomposição, tanto química como microbiológica, de materiais de origem vegetal e/ou animal. As substâncias húmicas podem ser classificadas segundo a sua solubilidade e reatividade em: humina, ácidos húmicos (AH) e fúlvicos. Os AH’s são a fração escura extraída geralmente em meio alcalino sendo insolúvel em meio ácido diluído (CANELLAS et al, 2005; ROCHA, ROSA, CARDOSO, 2004; STEVENSON,1994). Devido suas características estruturais o AH pode interagir com metais e compostos orgânicos. Dentre esses, é sabido que os metais representam um grupo atípico, devido não sofrerem degradação química ou biológica de forma natural. Contudo, é importante ressaltar que a biodisponibilidade de metais é influenciada principalmente pela forma encontrada na natureza, e não só pela concentração total (CANELLAS et al, 2005; ROCHA, ROSA, CARDOSO, 2004). Nesse sentido o AH se destaca como um potencial suporte para adsorção de cátions metálicos. O AH apresenta em sua estrutura muitos sítios básicos de Lewis, dentre eles pode se citar como exemplo: o oxigênio que é uma base dura, o nitrogênio uma base intermediária e o enxofre uma base mole (segundo a classificação de Pearson). Desta forma, este ácido está apto a coordenar diversos tipos de cátions independente de sua natureza (duros, intermediários ou moles) (LIEBAU, 1985; ROCHA, ROSA, CARDOSO, 2004; SHRIVER, 2006). Assim o objetivo deste trabalho foi verificar os íons metálicos presentes no AH extraídos de sedimentos do fundo do Lago Bom Sucesso (Jataí-Go). Por fluorescência de raio X (XRF), quantificando as espécies encontradas.

Material e métodos

A extração do ácido húmico foi feita segundo o método proposto por Oliveira (OLIVEIRA, 2009). Empregando-se solução de HCl na proporção 1,00 g de sedimento:10 mL de solução. Após a centrifugação da suspensão descartou-se o sobrenadante. A extração alcalina foi feita utilizando-se solução de Na₂CO₃ 0,050 mol L^-1 e NaOH 0,1 mol L^-1, na proporção 1,00 g de sedimento:10 mL, centrifugou-se a suspensão e separou-se o sobrenadante e o acidificou com HCl até a solução atingir pH 1,00. A fração precipitada (AH) foi seca a uma temperatura em torno de 40 ºC. A purificação foi realizada empregando-se uma solução contendo HCl 0,10 mol L ^-1 e HF 0,30 mol L^-1 na razão AH: solução, 1:10 m/v. Deixou-se a suspensão formada agitando por 24 h, após essa etapa ela foi centrifugada, descartou-se o sobrenadante e o AH foi lavado com água destilada e seco a 40ºC. A caracterização dos grupos funcionais presentes no AH, foi realizada em um aparelho de Infravermelho FTIR modelo 4100 da Jasco, as medidas foram realizadas em pastilhas na proporção 1,00 mg de amostra de AH para cada 100 mg de KBr. Para a determinação dos cátions metálicos presentes no AH foi realizada XRF em 3 amostras de regiões distintas do fundo do lago Bom Sucesso. Utilizou-se o aparelho de XRF modelo Ray Ny EDX-720 da Shimadzo. O método de análise utilizado foi a Análise Quali-Quantitativa, usando o método de parâmetros fundamentais (FP). Para as análises de AH foram usadas aproximadamente 1 g de AH, acondicionadas sob um filme de Mylar® de 6 µm de espessura, esticado no fundo de uma cela de polietileno com 32 mm de diâmetro externo e 23 mm de altura.

Resultado e discussão

O espectro de infravermelho (IV), Figura 1, apresentou uma banda destacada na região de 1630. O aparecimento dessa, que é característica de grupos carboxilatos e a presença tênue das bandas na região característica de grupos carboxílicos (1725 a 1700) é um indicativo que os grupos carboxila do AH apresentavam-se complexados a metais. Tal condição, ocorre porque a intensidade relativa das bandas para o grupo carboxilato aumenta enquanto a intensidade das bandas para grupos carboxílicos reduz. Isso em função da complexação de cátions por grupos carboxilato e o consequente desaparecimento do equilíbrio entre o grupo carboxílico e carboxilato (SILVA et al, 2002). A Figura 1 ainda apresenta os outros grupos funcionais presentes na estrutura do AH (Tabela das Principais bandas de absorção que aparecem no espectro de IV para o AH). A Figura 2 apresenta o espectro de XRF para amostra 1, no qual se observa os metais encontrados nas amostras de AH, a escolha deste ocorreu porque ele juntamente com amostra 3, apresentou mais linhas características de elementos. Sendo que todos espectros foram equivalentes diferindo apenas no fato de a amostra 2 não ter apresentado todos as linhas espectrais características dos elementos presentes na amostra 1 e 3. A Figura 2, ainda apresenta a tabela de os teores de metais em mmol g^-1 de AH encontrados pela XRF. O Fe Ti, Zr, V, Cr e Mn foram encontrados em todas as amostras, dentre eles o Fe foi o metal mais abundante. O Ga apareceu apenas na amostra 1 e Tântalo na 3, sendo o primeiro em concentrações muito baixas e além disso, as linhas características desses elementos são muito próximas. Assim, neste caso a quantificação do Ga na análise realizada é pouco confiável e discutível. O Cu e o Zn não foram encontrados apenas na amostra 2.

Espectro de IV para amostra de AH extraída de sedimentos e Tabela das principais bandas de absorção que aparecem no espectro de IV para AH.


Espectro de XRF para amostra 1 de AH (A e B representam as regiões expandidas do espectro) e Tabela de teores de metais encontrados.

Conclusões

A análise por XRF utilizando o método de PF para as amostras de AH extraídas de sedimentos do fundo do lago Bom Sucesso em Jataí – Go, apontaram presença dos cátions metálicos: Fe, Ti, Zr, V, Cr, Ga, Ta, Zn, Cu e Mn complexados em AH. O Fe foi o elemento mais abundante presente nas amostras, enquanto Zn e Cu não apareceram na amostra 2. Por outro lado, Ga e Ta foram quantificados apenas respectivamente nas amostras 1 e 3.

Agradecimentos

CAPES; Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Saúde (PPGCAS) – UFG Regional Jataí; Lab. de Física da UFG – Regional Jataí.

Referências

CANELLAS, L.P.; GURIDI, F.; VELLOSO, A.C.X. & SANTOS, G.A. “Isolamento, purificação e métodos químicos de análise de substâncias húmicas”. IN: Humosfera - Tratado Preliminar Sobre a Química das Substâncias Húmicas. L. P. Canelllas & G. A. Santos (eds.). 2005. pp. 13-26.

Liebau, F.; Structural Chemistry of Silicates, Spring-Verlag, Alemanha, 347, (1985).

OLIVEIRA, Andrea Pinto. Estratégias de Extração em Química: Substâncias Húmicas em Solos e Cobre em Cachaça; São Carlos, 2009, Tese (Doutorado em Ciências) – Departamento de Química, Universidade Federal de São Carlos.

ROCHA, J. C.; ROSA, A. H.; CARDOSO, A. A. Introdução à química ambiental. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2004. 125 -143 p.

Shriver, D. F., Atkins, P. W.; Química Inorgânica; Bookman. Porto Alegre, 2006.

SILVA, W. T. L.; THOBIE-GAUTIER, C.; REZENDE, M. O. O.; EL MURR, N.; Electrochemical Behavior of Cu(II) on Carbon Paste Electrode Modified by Humic Acid, Cyclic Voltammetry Study; Electroanalysis; v. 14; nº 1; p. 71 - 77; 2002.

STEVENSON, F.J., Húmus Chemistry:genesis, composition and reaction. New York: John Wiley; 1994, p214. 496p.