ANALISE VOLTAMÉTRICA SIMULTÂNEA DE MERCÚRIO E SELÊNIO EM ÁGUAS UTILIZANDO ELETRODO DE OURO

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Analítica

Autores

Barros Pereira, R. (UFMA) ; Santos da Silva, I. (UFMA) ; Conceição Maravalho, D.E. (UFMA) ; Ramalho da Silva, M.M. (UFMA) ; de Freitas Oliveira Almeida, A.T. (UFMA)

Resumo

Neste presente trabalho foi desenvolvido um método de análise combinando a voltametria de onda quadrada de redissolução anódica usando ouro como eletrodo de trabalho, para determinação simultânea de mercúrio e selênio em amostras de água. Os parâmetros que afetam o sinal analítico (corrente de pico) do método foram otimizados e as melhores condições obtidas foram: ácido sulfúrico 0,05 M contendo 2 mM de KCl como eletrólito de suporte; potencial de deposição de −400 mV; frequência de 50 Hz; amplitude de 40 mV e incremento de potencial de 2 mV. Nas condições otimizadas foram construídas curvas de calibração e adição de padrão obtendo uma faixa linear no intervalo de 5 a 35 ppb para selênio e mercúrio, com os limites de detecção para mercúrio e selênio de 1,1 e 3,4 µg L−1 , respectivamente.

Palavras chaves

mercúrio; selênio; análise de água

Introdução

A contaminação de águas por metais pesados vem recebendo grande atenção dos ambientalistas no que diz respeito a sua toxicidade no meio aquático e à vida humana. Devido ao crescimento populacional e à intensificação de atividades humanas que envolvem estes elementos, a concentrações de metais pesados tem aumentado de forma generalizada nos copos d’água em níveis que ameaçam não somente a biota aquática, mas também os organismos terrestres, incluindo o homem [1]. Dentre os diversos contaminantes presentes no ambiente pode-se mencionar o mercúrio e selênio. O mercúrio apresenta elevada toxicidade em qualquer uma de suas formas de ocorrência na natureza: mercúrio elementar (vapor de mercúrio), sais orgânicos e sais inorgânicos. De acordo com Dietz et al. [2], os resultados mais relevantes de envenenamento por mercúrio em animais são os efeitos adversos sobre a reprodução, dano neurológico, bem como em órgão e tecidos. Já o selênio é um metaloide de grande importância fisiológica e ecotoxicológica, uma vez que é um micronutriente essencial para a maioria dos organismos. Porem, dentre os elementos essenciais o selênio é considerado o mais toxico, pois a diferença entre a dose essencial e a toxica é muito pequena [3,4].Desta forma, o objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia baseada nas técnicas voltamétricas, para a quantificação simultânea de selênio e mercúrio avaliando a concentração de um elemento essencial (selênio)eumcontaminante (mercúrio) em águas. Para isso serão estabelecidas previamente as melhores condições de analise para esses metais, com base na otimização dos parâmetros experimentais que influência na resposta voltamétrica para determinação dos dois analitos simultaneamente. Neste estudo foram empregadas a voltamétria de onda quadrada e cíclica.

Material e métodos

As medidas eletroquímicas foram realizadas com o auxilio de um potenciostato modelo VA 797 (Metrohm®), conectado a um computador equipado com software computrace, verssão 1.3.2.85 (Figura 1). Os experimentos eletroquímicos foram conduzidos em uma célula confeccionada em vidro com capacidade volumétrica de 75 mL, sendo o eletrodo de trabalho um eletrodo de ouro com diametro de 2,0 mm, um fio de platina como eletrodo auxiliar e como eletrodo de referencia um eletrodo de Ag/AgCl (KCl, 3 M). Todos os voltamogramas gerados pelo programa foram tratados e disponibilizados na forma de gráficos usando o programa Origin 8.5 da Micronal®. Os métodos utilizados para o presente estudo foram à voltametria de onda quadrada e voltametria cíclica. Os materiais utilizados nos experimentos (vidrarias, frascos de polietileno, ponteiras, etc.) foram previamente lavados com água de torneira e posteriormente, os mesmos materiais foram lavados com água deionizada e então deixados em contato em uma solução de HNO3 10% (v/v) por alguns dias e em seguida, foram lavados com água deionizada novamente.

Resultado e discussão

O método desenvolvido foi empregado para a determinação de mercúrio e selênio em amostras de água de torneira. Para isto, foi adicionado o eletrólito suporte (28 µL de H2SO4 e 40 µL de KCl) diretamente em 10 mL de amostra. Verificou-se que os voltamogramas de onda quadrada registrados nesta amostra não apresentaram picos relativos a mercúrio e selênio. Este resultado indica que ou o selênio e mercúrio estão ausentes nesta amostra ou estão em concentrações abaixo do detectável pelo método proposto. Visando efetuar a validação do método desenvolvido, foram realizados estudos de adição e recuperação de mercúrio e selênio em água de torneira. A amostra foi enriquecida com 5 µg L-1 correspondendo a primeira medida. O teor de mercúrio e selênio na amostra foi determinado pelo método de adição de padrão. Os voltamogramas de onda quadrada e a curva de adição de padrão obtida para amostra enriquecida com 5 µg L−1 de mercúrio e selênio são apresentados na Figura 14. As curvas de adição-padrão para mercúrio e selênio foram lineares de acordo com as respectivas equações Ip (μA) = 1,36 × 10-7 + 2,52 × 10-7 × CHg com R = 0,9999; Ip (μA) = 1,25 × 10-7 + 4,40 × 10-8 × CSe com R = 0,9994. Assim, constata-se que estas curvas apresentam linearidade satisfatória indicando que a mesma pode ser empregada para a determinação de mercúrio e selênio na amostra. O teor de mercúrio e selênio encontrados na amostra contaminada foram 5,42 e 2,82 µg L−1. respectivamente. Dessa forma os valores de recuperação para mercúrio selênio na amostra enriquecida com 5 µg L−1 de cada elemento foram de 109% e 57%, respectivamente. O baixo valor de recuperação para selênio sugere que a matriz da amostra deve estar interferindo negativamente na determinação desta espécie em amostras reais "in natura".

Conclusões

Foi proposto um método eletroanalítico, dos estudos iniciais verificou-se que as melhores condições de análise foram obtidas em eletrólito suporte consistindo de H2SO4 0,05 M contendo 2 mM de KCl, potencial de deposição de −0,4 V com tempo de deposição estabelecido de acordo com valor da concentração dos elementos presentes na amostra, de tal modo que para baixos valores de concentração altos tempos de deposição (máximo estudado 240 s).Por fim o método foi aplicado em amostra de água potável sem tratamento prévio apresentando recuperações para mercúrio e selênio de 109% e 57%,respectivamente.

Agradecimentos

PIBIC; À UFMA pela bolsa concedida mediante o programa foco acadêmico. Ao Profº Dr. Iranaldo Santos da Silva, pela orientação.

Referências

[1] J.B. Hunn, S.J. Hamilton, D.R. Buckler, TOXICITY OF SODIUM SELENITE TO RAINBOW-TROUT FRY, Water Res., 21 (1987) 233-238.
[2] R. Dietz, F. Riget, E.W. Born, An assessment of selenium to mercury in Greenland marine animals, Sci. Total Environ., 245 (2000) 15-24.
[3] R.T. Bailey, Review: Selenium contamination, fate, and reactive transport in groundwater in relation to human health, Hydrogeology Journal, 25 (2017) 1191-1217.
[4] M. Schiavon, A. Ertani, S. Parrasia, F.D. Vecchia, Selenium accumulation and metabolism in algae, Aquat. Toxicol., 189 (2017) 1-8.