ELABORAÇÃO DE METODOLOGIA DE ABERTURA DE AMOSTRA DE SOLO POR DIGESTÃO VIA MICRO-ONDAS COM COMPARAÇÃO ESTATÍSTICA DE DADOS.

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Química Analítica

Autores

Lemos, I.J.R. (UFPA) ; Silva, A.T.L.S. (EMBRAPA) ; Souza, C.M.A. (EMBRAPA) ; Teixeira, O.M.M. (EMBRAPA)

Resumo

A grande parte das metodologias químicas utilizadas para determinações de analitos em amostras, requerem que estas sejam de rápida execução, estejam na forma de uma solução aquosa sem resíduos, que possuam uma taxa de amostragem compatível com o procedimento analítico utilizado. Foram analisadas 10 matrizes de amostras de solo certificadas, onde foram comparados 2 metodologias de abertura dessa matriz para fins de determinação analítica, sendo elas a digestão via via micro-ondas e em bloco digestor, Analisou-se que as metodologias não possuem diferenças estatísticas significativas entre si, através da avaliação da concentração de P, por determinação fotocolorimétrica. Ressalta-se ainda que para as amostras de solo ricas em matéria orgânica, deve-se utilizar uma quantidade menor de amostra

Palavras chaves

Analito; Dissolução ; Metodologia

Introdução

A química analítica possui varias técnicas que realizam determinações de analitos em amostras no estado sólido. Mas existe em numero reduzido. Na maioria das ocasiões, as determinações só pode ser realizadas com amostras em solução, normalmente aquosa, ou ainda como suspensão. Com isso no geral, as técnicas usadas, geralmente, necessitam de algum tipo de preparo de amostras, para converter a forma original da amostra em forma mais apropriada para as determinações. Sendo que, as etapas de dissolução das amostras requerem atenção, com a finalidade de garantir uma boa exatidão e precisão e minimizar os erros analíticos. Sendo que dentre as particularidades experimentais que são destacadas são as características dos analitos e a sua faixa de concentração, assim como ás características da técnica analítica que será utilizada (SOUSA et al, 2015). Dentre os métodos de dissolução de amostra, a alta temperatura é empregada, com destaque para as realizadas em via úmida, como via a Microondas, ou aquecimento por convecção (blocos digestores, chama e chapa aquecedora), onde são normalmente empregando ácidos minerais oxidantes e peroxido de hidrogênio (NOGUEIRA, 2003). Para a metodologia via forno de microondas em relação a outras metodologias, são observadas como características, a maior eficiência na dissolução, a possibilidade de utilização de somente ácido nítrico ou solução aquosa deste para a decomposição da amostra, para uma dissolução total é necessário o emprego de ácido fluorídrico para dissolução da sílica, tem-se uma redução de riscos de perdas de analitos por volatilização e também reduz o risco de contaminação devido ao ambiente de trabalho(KINGSTON & HASWELL, 1997).

Material e métodos

Foram analisadas 10 amostras de solo certificadas, em triplicata, com os métodos: Via bloco digestor e via micro-ondas. A massa pesada em ambos os métodos foi de 0,1 g. No método via bloco digestor, a amostra foi adicionada juntamente com 2 mL de H2SO4 p.a. em tudo de digestão de 50 mL. Em seguida, aqueceu-se em bloco digestor a 280ºC/1h, posteriormente, deixou-se esfriar por 5 mim. Em seguida colocou-se 1 mL de H2O2, resfriando-se em ambiente por 5 mim com posterior retorno ao aquecimento de 280ºC/30 mim. Em seguida, resfriou-se de 5 mim, acrescentou-se mais 1 mim de H2O2, resfriando-se em seguida por mais 5 mim, aquecendo-se, em seguida, por 30 mim. Procedeu- se a filtração qualitativa nas amostras torna-las límpidas (Com a retirada dos resíduos de sílica). Em seguida, transferiu-se quantitativamente para um balão volumétrico de 50 mL e aferiu-se com água deionizada, acondicionou-se. Para o método via micro-ondas, as amostras foram acrescidas de 6 mL de HNO3 p.a. e 2 mL de H2O2 p.a. em recipiente de PTFE-TFM. Foi verificado se todos os parâmetros da programação do micro-ondas estavam de acordo com . Posteriormente, iniciou-se o processo de digestão com uma rampa de aquecimento e resfriamento, de 20 mim e 10 mim, respectivamente, com potencia de 850 W em rotação constante no aparelho de micro-ondas Multiwave ECO Paar. Com posterior diluição e filtração. Procedeu-se a quantificação do fósforo das amostras, pelo método de Murphy-Ralley (1962), nas amostras para verificar se a análise os resultados sofria divergência por causa dos processos de digestão empregados. Foram procedidas as analises estatísticas com determinação do teste-t, dos coeficientes de correlação entre as metodologias (R2) e d.m.s, para identificar diferenças estatísticas entre os métodos.

Resultado e discussão

Após a dissolução das amostras de solo certificadas pelas metodologias propostas, foi constatado que nova metodologia correspondia de modo eficiente. Com resultados foram obtidas amostras límpidas, incolores e com resíduo branco de fundo (Sílica não dissolvida, desprovida de matéria orgânica, onde foi necessária a filtração). Apesar dos resíduos resultantes, estes são os aspectos desejáveis para a metodologia fotocolorimétrica de quantificação fotocolorimétrica realizado nos laboratórios. Depois da realização dos digestões clássica e por micro-ondas, foram determinadas as concentração de fósforo nestas pelo método de Murphy-Reiley (1962). Foram utilizados três amostras de branco, podem-se observar os resultados obtidos para as amostras de solo na tabela 01. Para os métodos de abertura de amostra testados, foi possível observar uma boa correlação entre os métodos, com R2=0,9329(y=1,0001x-0,003), o que nos fornece indícios que as metodologias não se diferem entre si. O método de digestão via micro- ondas demostrou possuir uma capacidade de digestão de amostras similar a digestão em bloco digestor (tcal<d.m.s. e Fcal< Ftab para verificação da variação dos métodos). Pelos cálculos realizados, podemos verificar a boa similaridade entre as metodologias testadas (Tabela 02).

Tabela 01- Resultados das analises de determinação de Fósforo das amostras, pelo método clássico e por digestão em micro-ondas e comparação estítica.


Comparação de parâmetros analíticos das metodologias testadas.

Conclusões

Nos métodos testados foi possível verificar que não ocorram diferenças estatísticas significativas, podendo o método via bloco digestor ser substituído sem perdas analíticas pelo método via micro-ondas, no caso do solo. Sendo que, os métodos de dissolução de amostras testados levaram em consideração o método de determinação, como no caso do fosforo, que ainda se utiliza a cor como parâmetro, o que requer amostras límpidas e incolores. Neste tipo de determinação, as amostras coloridas dificultam o processo de determinação, criando a necessidade de estudas novos métodos de preparo de amostra.

Agradecimentos

Agradecemos a Embrapa pelo apoio metodológico e a UFPA pelo apoio acadêmico.

Referências

1-KINGSTON, H. M., & HASWELL, S. J. (1997). Microwave-enhanced chemistry: fundamentals, sample preparation, and applications. Washington, DC, American Chemical Society.
2-MURPHY, J. AND RILEY, J.P. (1962) A Modified Single Solution Method for the Determination of Phosphate in Natural Waters. Analytica Chimica Acta, 27, 31-36.
3-NOGUEIRA, A. R. de A. Preparo de amostras. In: ENCONTRO NACIONAL SOBRE MÉTODOS DOS LABORATÓRIOS DA EMBRAPA, 8., 2003, Jaguariúna, SP. Novas perspectivas para os laboratórios da Embrapa. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente, 2003.
4-SOUSA, R. A. de; CAMPOSA, N. S.; ORLANDOC, R. Apostila de Apoio em química analítica avançada- Instituto de Ciências Exatas – Departamento de Química, UFJF; b Instituto de Ciências Exatas – Departamento de Química, UFMG. Juiz de Fora, junho de 2015.