ISBN 978-85-85905-19-4
Área
Química Analítica
Autores
Reis, E.L. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; da Cunha, R.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; Reis, C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; Damasceno, O.I.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; Mayrink, M.I.C.B. (FACULDADE DINÂMICA DO VALE DO PIRANGA) ; Marques, C.O. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; Lopes, N.P.G. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA)
Resumo
Otimizou-se a técnica voltamétrica de pulso diferencial para a determinação de boro. Por ser eletroquimicamente inativo, o boro foi determinado após a reação de complexação com vermelho de alizarina. Foi obtido um pico correspondente à oxidação do grupo antraquinônico em -0,473 V, usando-se como eletrólito ácido acético / hidróxido de amônio 0,1 mol/L. A resposta otimizada foi obtida com pH 7,2, tempo de pulso de 10 ms, amplitude de pulso de 50 mV e velocidade de varredura de 6,2 mV/s. Com os parâmetros otimizados, o sinal voltamétrico do complexo mostrou-se linear entre 0,05 e 1,47 mg/L. Aplicou-se a técnica otimizada para a determinação de boro em amostras de solos. Os resultados obtidos comparados ao método fotométrico não foram estatisticamente diferentes ao nível de 95% de confiança.
Palavras chaves
Voltametria; boro; otimização
Introdução
O boro é considerado um micronutriente essencial para o pleno desenvolvimento e crescimento das plantas. Sua concentração varia de espécie para espécie e a relação entre deficiência e toxicidade é muito estreita (MALAVOLTA, 2006). Em seres humanos e animais as evidências quanto a sua essencialidade vêm aumentando sendo considerado um mineral importante para nutrição humana. Com a ampla utilização de compostos à base de boro em várias áreas, a determinação de boro tornou-se importante devido a sua grande inserção no meio ambiente. Sua determinação é uma das mais complexas entre os elementos químicos e várias técnicas analíticas estão disponíveis (LIU & LEE, 2009). O boro é eletroquimicamente inativo, mas as técnicas voltamétricas podem ser utilizadas, com facilidade, após sua complexação com espécies eletroativas como, por exemplo, o vermelho de alizarina S (TANAKA et al., 2006). O propósito deste trabalho foi otimizar, por meio de planejamentos experimentais, a técnica de voltametria de pulso diferencial (VPD) empregando eletrodo de mercúrio de gota pendente (HMDE) na determinação de boro a nível de traço.
Material e métodos
Foi utilizado o analisador voltamétrico modelo 797 VA Computrace da Metrohm operando com HMDE como eletrodo de trabalho, um eletrodo de referência de Ag/AgCl e um eletrodo auxiliar de platina. As soluções de boro, alizarina red S e o eletrólito ácido acético / hidróxido de amônio 0,1 mol/L foram preparadas segundo marchas pré-estabelecidas. Para as análises estatísticas utilizou-se o software Statistica 7.0. Com a finalidade de definir quais variáveis afetam significativamente a resposta voltamétrica foi realizada a triagem das variáveis: pH, potencial de acumulação (PA), tempo de acumulação (TA), amplitude de pulso (AP), tempo de pulso (TP), incremento de voltagem (IV) e incremento de tempo (IT) empregando um planejamento saturado do tipo Plackett-Burman (ESTEBAN et al. 2006).
Resultado e discussão
Após a triagem das variáveis realizou-se o planejamento composto central com
as variáveis pH, amplitude de pulso (AP) e velocidade de varredura (v). A
variável velocidade de varredura foi inserida como parâmetro para otimização
por ser a razão entre as variáveis incremento de voltagem e incremento de
tempo. Como o incremento de voltagem (IV) foi significativo e o incremento
de tempo (IT) foi não significativo, variando apenas o fator incremento de
voltagem (IV) diferentes valores de velocidade de varredura foram obtidos.
Através do software Statistica 7.0 os coeficientes do modelo da regressão,
erros e limite de confiança para a resposta voltamétrica ao nível de 95% de
confiança foram obtidos e as variáveis independentes, termo linear da
velocidade de varredura e termo quadrático do pH, influenciaram
significativamente a resposta voltamétrica. O modelo estimado foi
satisfatório por ser estatisticamente significativo, ao nível de 95% de
confiança. Além disso, não houve falta de ajuste garantindo um modelo
quadrático bem ajustado aos valores experimentais da resposta em cada ponto
do planejamento.
Com as variáveis otimizadas, os voltamogramas foram obtidos referentes ao
ligante livre VAS e ao complexo VAS-B. Os limites de detecção e de
quantificação foram 9,72 e 32,4 mg/L, respectivamente. Aplicou-se a técnica
otimizada na determinação de boro em amostras de solo, comparando-se com a
metodologia espectrofotométrica baseado na reação com curcumina (LIU & LEE,
2009). Os resultados obtidos não foram estatisticamente diferentes ao nível
de 95% de confiança.
Conclusões
O limite de detecção para a técnica otimizada foi inferior aos relatados na literatura. Portanto, a etapa de otimização foi fundamental para determinação de boro a nível de traços empregando a técnica voltamétrica de pulso diferencial, usando-se o composto vermelho de alizarina S, como complexante. Os resultados obtidos para a determinação de boro em amostras de solo não foram estatisticamente diferentes ao nível de 95% de confiança, quando comparados à metodologia espectrofotométrica tradicional.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao CNPq e à FAPEMIG pelos apoios financeiros concedidos.
Referências
1. MALAVOLTA, E. Manual de nutrição mineral de plantas. São Paulo: Editora Agronômica Ceres, 2006. 638p.
2. LIU, Y. M.; LEE, K. Marine Chemistry, 2009, 115, 110-117.
3. TANAKA, T.; NISHU, K.; NABEKAWA, H.; HAYASHI, H. ISIJ International, 2006, 46, 1318-1323.
4. ESTEBAN, M.; ARIÑO, C.; DÍAZ-CRUZ, J. M. Trends in Analytical Chemistry, 2006, 25, 86-92.
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