desenvolvimento de mÉtodos para determinaÇÃo de …livros01.livrosgratis.com.br/cp019357.pdf ·...
TRANSCRIPT
UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES
ALEXANDRE CORREA DE LIMA
DESENVOLVIMENTO DE MÉTODOS PARA
DETERMINAÇÃO DE FOSFATO E CARBONO TOTAIS
UTILIZANDO SISTEMA EM FLUXO BIFÁSICO NÃO-
SEGMENTADO.
Mogi das Cruzes, SP
2006
Livros Grátis
http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES
ALEXANDRE CORREA DE LIMA
DESENVOLVIMENTO DE MÉTODOS PARA
DETERMINAÇÃO DE FOSFATO E CARBONO TOTAIS
UTILIZANDO SISTEMA EM FLUXO BIFÁSICO NÃO-
SEGMENTADO
Dissertação apresentada ao programa de Pós-Graduação da Universidade de Mogi das Cruzes como parte dos requisitos para a obtenção do grau de Mestre em Biotecnologia. Área de Concentração: Exatas
Orientador: Prof/ Dr. André Fernando de Oliveira
Mogi das Cruzes SP
2006
Dedico esta
Ao professor Dr. Mário Alberto Tenan
Às minhas irmãs Elaine, Keila e Anne, e ao meu irmão
Josiel, com muito carinho
À minha mãe Irene e ao meu pai Mário, por tudo o que
me ensinaram e proporcionaram ao longo de minha vida
À Kátia, minha esposa, amiga fantástica! Com muito
carinho
Agradeço
a Deus, por todas as oportunidades concedidas
ao Prof. Dr. André Fernando de Oliveira, pela orientação desde minha
iniciação científica e também neste trabalho de mestrado, como também pelo convívio,
amizade, dedicação, sabedoria e incentivo, que foi impressionante o tempo todo.
à Profª. Drª. Astréa, por sua co-orientação, amizade e palavras de conforto nas
horas difíceis.
à Kátia, pelo apoio, carinho, compreensão e cuidados ilimitados.
à Profª. Drª. Elisa Espósito, e ao Prof. Dr. Flávio Rodrigues pela análise crítica
deste trabalho.
ao Alexandre Silva, a Adriana Perreti, a Ana, ao Chrispim, ao Hosney, ao
Leandro, ao Sebastião e ao Sérgio pelas agradáveis discussões e esclarecimentos.
à Aline, Débora, Josimara, Jonas e Mônica, amigos do laboratório, pela
agradável convivência e apoio.
às secretárias da pós- graduação, técnicos da oficina mecânica, pela atenção.
aos bibliotecários da Biblioteca Central da UMC e da Biblioteca do Instituto de
Química da UNICAMP.
a FAEP/ FAPESP/ DAEE/ UMC
RESUMO
Diferentes metodologias que utilizam o sistema de injeção em fluxo para a quantificação de carbono total e fósforo total são apresentadas na literatura. Esses métodos envolvem a oxidação, a quente, da matéria orgânica. As técnicas de aquecimento descritas utilizam principalmente do forno de microondas, que traz a inconveniente formação de bolhas, elevando a pressão hidrodinâmica do sistema e diminuindo a repetibilidade. Isso por modificar, de forma aleatória, o padrão de dispersão do sistema de injeção em fluxo. Alternativas têm sido propostas, porém são complexas e necessitam de etapas de resfriamento e desborbulhamento. Utilizando-se do sistema de Fluxo Bifásico Não Segmentado (FBNS), há um grande aumento na eficiência de aquecimento, obtendo-se as fases: líquido/ vapor sem segmentação entre si, que permite a manutenção do perfil de escoamento com dispersão controlada. Para eliminar o sistema de resfriamento utilizou-se de câmaras separadoras de fases, confeccionadas em acrílico. Substitui-se assim, o forno de microondas por resistências elétricas circundadas com tubos politetrafluoretileno (PTFE). Para a curva analítica, no sistema carbono total, utilizou-se padrão de bicarbonato de sódio e para avaliação da eficiência de oxidação desse sistema utilizou-se glicose e ainda o ftalato ácido de potássio como composto de difícil oxidação. Para o sistema fósforo total, utilizou-se padrão de dihidrogenofosfato de sódio e para avaliação da eficiência de oxidação desse sistema utilizou-se do ácido fítico como composto de difícil oxidação. A configuração para o sistema de oxidação foi a mesma para ambos analitos, carbono e fósforo, totais, variando apenas as concentrações dos reagentes e variáveis como a vazão total do sistema, padrões e estratégias para a formação dos cromóforos. As condições de trabalho para o sistema carbono total foram: concentração do K2S2O8 de 25 %/(m/V), de prata 50 mmol/L, de ácido nítrico 0,375 mol/L, a rotação da bomba peristáltica 1,0, alça de amostragem de 200cm, azul de bromotimol 5 x 10-5 mol/L, pH 6,66 numa vazão de 1,125 mL/min, a vazão do cromóforo de 1,327 mL/min, comprimento do cabo após câmara separadora de 70 cm e potência de 100 W, obtidos com duas resistências de 50W e 220V em série. A conversão da matéria orgânica a CO2 foi em torno de 100% para o ftalato de potássio e também para a glicose. A faixa analítica é de 3,13 x 10-4 mol C/L a 2,5 x 10-3 mol C/L, com sensibilidade em torno de 22,55 L/mol e o limite de detecção é de 0,053 mmol/L, com uma freqüência analítica de 40 amostras h-1. Para o sistema fósforo total ficou definida a seguinte condição experimental: a concentração do K2S2O8 de 4 %/(m/ V), de prata 3,125 mmol/L, de ácido nítrico 0,094 mol/L, a rotação da bomba peristáltica 0,5, alça de amostra de 100cm, reagente cromogênico (reagente de Motomizu), numa vazão de 1,125 mL/min, a vazão do cromóforo de 1,327 mL/min, comprimento do cabo após câmara separadora de 70 cm e potência de 50 W. A faixa analítica é de 26,9 µg P/L a 320 µg P/L, com sensibilidade em torno de 0,27 L/mg. O limite de detecção é de 9 µg/L, e freqüência analítica de 40 asmostras h-1. Palavra-chave: FBNS, Carbono Total, Fósforo total
ABSTRACT
Several methodologies that use flow injection system to determine total carbon and total phosphorus are described in literature. The oxidation, by heating, of organic matter is used. The techniques of heating described employ largely microwave heating that have inconvenience formation of bubbles, by increasing the hydrodynamic pressure of the system, thus reducing the repeatability of the analytical signal, of the random form, the pattern of the dispersion of the flow injection system. Alternatives have been proposed, however are complexes and are necessary stages of the forced cooling and debubbler. With use of the system biphasic nonn segmented flow there is an increase of efficiency of heating by obtain the phases: liquid/ steam nonn segmented phases that permit the maintenance of the profile of flow with controlled dispersion. To eliminate the system of the forced cooling, chamber for phases separation was confectioned in acrylic. So, by replacing, the microwave oven by electric resistances with a PTFE tube coiled around it. By using NaHCO3 as standard solution in system for total carbon and for oxidation efficiency by using glucose and potassium acid phthalate as model substances. In the system for total phosphorus by uses phosphate as standard to evaluate the oxidation efficiency and fitic acid as substance of hard oxidation. The design of the oxidation system was the same to both analytes, carbon and phosphorus, by varing only the concentration of the reagents and work conditions: system flow rate, standards and strategies to formation of chromophores. Working conditions for total carbon were: 25% (m/V) K2S2O8, 50 mmol/L silver, 0,375 mol/L nitric acid, 1,0flow rate to peristaltic pump, 5 x 10-5 mol/L bromothimol blue, 6,66 pH flow rate of the 1,125 mL/ min, flow rate chromophore of 1,327 mL/min, tube pos chamber 70 cm, and power of 100W, with two electric resistanceS of 50W and 220V placed in series. The recovery of organic matter in CO2 was around 100%. The range analytical is 3,13 x 10-4 mol C/L to 2,5 x 10-3 mol C/L, with sensitivity around 22,55 L/mol. To system total phosphorus by having a experimental condition: concentration of K2S2O8 of 4% (m/V), of silver 3,125 mmol/L, nitric acid 0,094 mol/L, rate flow chromophore of 1,327 mL/min, tube pos chamber 70 cm and power of 50W. The oxidation efficiency is around 100% to fitic acid. The range analytical is 26,9 µg P/L to 320 µg P/L, with sensitivity around 0,27 L/mg. Keywords: FBNS, Total Carbono, Total Phosphorus
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Variações nas voltagens para cada resistência utilizada, R1 e
R2, ambas com valores nominais de 110V e 220V. . . . . . . ..
23
Tabela 2 – Sensibilidade e eficiência de oxidação do ácido fítico em
função da concentração de ácido nítrico. . . . . . . . . . . . . . . . .
33
Tabela 3 – Avaliação da repetibilidade para os dados coletados durante
avaliação da câmara com entrada oposta ao leito reacional. 48
Tabela 4 – Avaliação da sensibilidade analítica em função da
concentração e pH do Azul de Bromotimol. . . . . . . . . . . . . . 52
Figura 6 – Diagrama esquemático do sistema FIA utilizado na determinação de fosfato. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
Figura 7 – Diagrama esquemático da câmara separadora da fase para descarte da fase líquida (com espiral). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
Figura 8 – Diagrama esquemático do sistema FIA utilizado na determinação de carbono. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
Figura 9 – Fórmula estrutural do ácido fítico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Figura 10 – Curvas analíticas para fosfato e ácido fítico na ausência de oxidantes. . . 30
Figura 11 – Avaliação da influência concentração de persulfato de potássio, sobre a eficiência de oxidação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Figura 12 – Avaliação da concentração de persulfato sobre a eficiência de oxidação. . 32
Figura 13 – Comparação entre as curvas analíticas para o ácido fítico e para o fosfato 33
Figura 14– Avaliação da influência da potência das resistências no aumento da eficiência de oxidação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Figura 15–Avaliação da influência da potência das resistências no aumento da sensibilidade analítica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Figura 16 – Avaliação da influência da rotação da bomba peristáltica na eficiência de oxidação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Representação da composição de nucleotídeos ligando-se através da ligação fosfodiéster. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Figura 2 – Figura 2 – Representação esquemática de uma dupla hélice do DNA. . . 3
Figura 3 – Avaliação da concentração de fósforo total na lagoa de Patos . . . . . . . . . 5
Figura 4 – Diagrama esquemático da unidade de aquecimento para a geração do perfil FBNS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figura 5 – Diagrama esquemático para a câmara separadora de fases para coleta da fase líquida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Figura 17 – Avaliação da influência do comprimento da alça de amostragem(volume) na eficiência de oxidação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
Figura 22 – Comparação entre métodos para fosfato total. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43
Figura 23 – Diagrama esquemático da câmara separadora da fase líquida . . . . . . . . . . 44
Figura 24 – Medidas de absorbância do cromóforo formado com o CO2. . . . . . . . . . . .
45 Figura 25– Diagrama esquemático da câmara separadora da fase líquida/ entrada
inclinada oposta ao leito reacional. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Figura 26–Curva analítica utilizando câmara separadora de fases com entrada inclinada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Figura 27 – Dispositivo espiralado separador de fases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Figura28 – Curva analítica obtida com a utilização do dispositivo espiralado separador de fases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Figura 29– Avaliação da influência da sucção do cromóforo na sensibilidade analítica 52 Figura 30– Curva analítica para uma vazão do Azul de Bromotimol de 1,125 mL/ min 54 Figura 31– Avaliação do cabo da câmara ao detector. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Figura 32– Avaliação da influência do volume de amostra sobre a sensibilidade
analítica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Figura 33 – Avaliação da influência da vazão total sobre a sensibilidade analítica. . . . 57 Figura 34 – Avaliação da influência da concentração de persulfato sobre a eficiência
de oxidação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Figura 35– Curvas analíticas para bicarbonato de sódio, glicose e ftalato ácido de potássio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Figura 18– Avaliação da influência do comprimento da alça de amostragem (volume) na sensibilidade analítica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
Figura 19 – Influência da concentração de prata na eficiência de oxidação. . . . . . . . . . 39
Figura 20 – Influência da concentração de prata na sensibilidade analítica . . . . . . . . . 40
Figura 21 – Curva analítica para o ácido fítico e para o fosfato . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Figura 36 – Avaliação da influência do ácido nítrico sobre a eficiência de oxidação. . 60
Figura 37 – Curvas analíticas para melhor concentração de persulfato. . . . . . . . . . . . . 61
Figura 38 – Avaliação da eficiência de oxidação do ftalato ácido de potássio. . . . . . . . 62
Figura 39 – Avaliação da concentração de prata. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Figura 40 – Avaliação da influência da concentração de prata sobre a sensibilidade analítica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Figura 41 – Influência da potência nas resistências elétricas sobre a sensibilidade analítica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Figura 42 – Influência da potência nas resistências elétricas sobre a eficiência de oxidação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Figura 43 – Curva analítica para a condição ótima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Figura 44 – Comparação entre o método proposto e TOC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
68
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Carbono e fósforo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Estudos Limnológicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 Importância ambiental da avaliação de fósforo e de carbono 6 1.4 Metodologias para quantificar espécies de fósforo. . . . . . . . . . . 8 1.41 Espectrofotometria de fluorescência molecular. . . . . . . . . . . . 8 1.4.2 Espectrofotometria molecular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.3 Determinação enzimática de fosfato. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.5 Metodologias para determinação de carbono. . .. . . . . . . . . . . . 10 1.5.1 Detecção condutométrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.5.2 DBO e DQO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.6 Análise por injeção em fluxo (FIA). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.7 Uso do forno de microondas no sistema FIA. . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.8 Conceito do sistema FBNS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2 OBJETIVO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3 MÉTODO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.1 Fosfato Total. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.1.1 Reagentes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.1.2 Procedimento Experimental. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.2.1 Câmara de separação da fase vapor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.2. Carbono Total. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2.1 Reagentes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2.2 Procedimento Experimental. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.2.2.1Câmara Separadora da Fase Líquida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5 CONCLUSÕES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 6 ETAPAS FUTURAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
REFERÊNCIAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
1 INTRODUÇÃO
1.1 Carbono e Fósforo
A reserva hídrica do planeta é formada por apenas 2% de água doce, as quais estão nas
calotas polares, rios e aqüíferos (JARDIM, 1992). Com tal disponibilidade de água doce e a
crescente poluição nesses corpos d’água (CETESB, 1999; CETESB, 1995), há uma
preocupação, também crescente, com os estudos dos ecossistemas associados a esse tipo de
água. Os estudos das interações de espécies químicas no corpo d’ água, na interface água/
sedimento, água/ particulado suspenso, água atmosfera, assim como a composição das fases
do sedimento são de grande importância para a compreensão do equilíbrio ecológico e para a
avaliação do impacto ambiental das atividades antrópicas (MOZETO e JARDIM, 2002).
Esses estudos são chamados de limnológicos e são realizados após avaliação de diversos
parâmetros de um mesmo ecossistema. Entre esses estão: fósforo total e carbono total.
A limnologia avalia a biodiversidade em relação aos nutrientes, e outros elementos,
num determinado ambiente. Com tal avaliação pode-se responder questões relacionadas com
o excesso de um determinado nutriente e suas causas. Também chega-se a responder o porquê
do aumento populacional de microorganismos. Após diversas avaliações chega-se a respostas,
na maioria das vezes, de extrema importância ambiental. E a partir daí pode-se traçar planos
para minimizar ou até mesmo extinguir os problemas então encontrados.
O carbono é considerado o elemento principal em relação à população de um ecossistema.
Ainda que estejam presentes outros elementos essenciais à vida, como nitrogênio, oxigênio e
fósforo, é o carbono que delimita essa população, uma vez que a partir dele é que se formarão
as principais moléculas que regem a vida. A presença de matéria orgânica num ecossistema é,
12
portanto, essencial, mas que, em excesso, pode passar de essencial a um problema para o
meio. Grandes quantidades de matéria orgânica em um corpo d’água consomem o oxigênio
disponível aos demais participantes desse ambiente aquático. Isto pode ocorrer devido ao
número elevado de indivíduos utilizando o oxigênio dissolvido nos processos de respiração ou
pela degradação da matéria orgânica (oxidação). O consumo do oxigênio dissolvido em uma
taxa mais elevada que sua produção no meio (evitando a sua autodepuração) pode levar à
anoxia, favorecendo então a respiração anaeróbica e conseqüentemente gerando odores
desagradáveis; causando a mortandade de peixes, levando à formação de compostos tóxicos;
elevando a turbidez do meio o que impede a penetração da luz interferindo em processos de
fotossíntese e, por portanto, levando ao desequilíbrio ecológico (DORNFELD, 2002). Quanto
ao fósforo, como já comentado sua importância em biomoléculas, aquelas que melhor
representam sua importância são os nucleosídeos fosfato (Figura 1) que são unidades méricas
de macromoléculas complexas como: ácido ribonucléico (RNA) e ácido desoxirribonucléico
(DNA), Figura 2. A hidrólise de ligação fosfato – fosfato é a base da transferência de energia
em processos biológicos.
Figura 1 – Representação da composição de nucleotídeos ligando-se através da ligação fosfodiéster. Em destaque o grupo fosfato, região de ligações fosfodiésteres.
G uanosina 5’-m onofosfato
�
�
��
��
��
�
�
�
� ��
�
PO
O
O
C
O H
OC
C
O H
C
O
H
C H 2
H HH
G uanosina 5’-m onofosfato
�
�
��
��
��
�
�
�
� ��
�
PO
O
O
C
O H
OC
C
O H
C
O
H
C H 2
H HH
13
Figura 2 – Representação livre de uma dupla hélice do DNA. Na faixa têm-se os átomos de fósforo com participação fundamental para a formação da molécula da vida.
O fósforo é usualmente um nutriente limitante ao crescimento e reprodução de
organismos em ambientes aquáticos tropicais. Grandes quantidades de fósforo presentes num
corpo d’água, portanto, podem gerar a eutrofização, que é o crescimento intenso de algas.
Esse crescimento excessivo impede a penetração da radiação solar e assim interfere no
equilíbrio ecológico, impedindo a realização da fotossíntese por organismos presentes em
maiores profundidades. Outro problema causado pela eutrofização está associado ao aumento
da matéria orgânica discutido anteriormente. Em defesa contra predadores, algumas algas
produzem toxinas (GRASSI, 2001). As toxinas mais conhecidas são as neurotoxinas:
formadas por alcalóides ou organofosforados neurotóxicos e as hepatotoxinas: formadas por
peptídeos ou alcalóides hepatotóxicos. Assim, grandes quantidades de algas podem gerar
grande toxicidade, interferindo em todo o sistema, desde um microorganismo até mesmo a
peixes de porte considerável ou mesmo ao ser humano, além de problemas estéticos.
14
sedimento. E também, durante um processo de depuração onde é muito usual, a diminuição da
entrada de nutrientes no corpo d’água e visando manter o equilíbrio entre a fase dissolvida e o
sedimento, os nutrientes presentes nesse último compartimento retornarão a dissolução. Esse
retorno pode estar associado com processos biológicos, físicos, mecânicos ou químicos, de
forma natural ou por intervenção humana.
Assim, é importante o monitoramento do teor de matéria orgânica no meio, assim
como de compostos contendo fósforo.
Os compostos contendo fósforo podem ser classificados em três classes: (i) compostos
orgânicos contendo fósforo (fósforo orgânico); (ii) polifosfatos inorgânicos (difosfato,
trifosfato, etc.); e (iii) orto-fosfato (PO43- e suas espécies protonadas: HPO4
2-; H2PO42-). A
assimilação do fósforo por microorganismos ocorre principalmente através de o-fosfato,
enquanto águas de lavagem (de roupas, principalmente) são a fonte principal de polifosfatos,
utilizados em sabão em pó.
1.2 Estudos limnológicos
A limnologia é uma ciência que surgiu por volta de 1902, após o médico François
Forel publicar o livro: “Manual da ciência dos lagos”, com subtítulo de Limnologia geral.
Essa ciência é voltada aos estudos de rios, lagos e águas subterrâneas, ou seja, caracteriza
esses ambientes. Nos dias atuais vivemos momentos de apreensão quanto a preservação dos
corpos d’água, os quais, em grande parte, estão sendo ou já estão poluídos, diminuindo a
demanda de água doce. A importância da limnologia torna-se mais evidente devido ao
aumento significativo da poluição aquática. Rodrigues e col. (2002) analisaram as flutuações
temporais de algumas variáveis limnológicas, entre elas as espécies de fósforo (fósforo total,
15
fósforo dissolvido, fósforo solúvel reativo). Avaliaram também fatores climatológicos e
hidrológicos, no período de um ano (março de 1993 a fevereiro de 1994) na região limnética e
litorânea de uma lagoa de inundação (lagoa de Patos) da planície de inundação do Alto Rio
Paraná. No início do estudo as concentrações de fósforo total, em amostras de fundo, eram de
aproximadamente 10 µg L-1, e em fevereiro de 1994, já chegava a 60 µg L-1, havendo
alterações cíclicas durante esse período, como pode ser observado na Figura 3. O estudo
mostrou a importância do regime hidrológico sobre a dinâmica das variáveis limnológicas.
Durante eventos de inundação, observaram a diluição dos nutrientes da lagoa, especialmente
das espécies de fósforo. Além disso, houve a fertilização do solo por nutrientes presentes na
região marginal inundada e que, nos períodos de baixa conectividade, eventos autóctones
como ressuspensão do sedimento causada por chuva e ventos regem os eventos limnológicos
na lagoa.
Figura 3 – Avaliação da concentração de fósforo total na lagoa de Patos – (Extraído de BRAZILIANS ARCHIVES OF BIOLOGY AND TECHNOLOGY)
Guiraud e col. (2004) analisaram algumas variáveis ambientais que influenciam a
perda de macronutrientes (nitrogênio, fósforo e potássio) na bacia hidrográfica do rio Ivaí,
afluente do rio Paraná através de amostras compostas de água coletadas mensalmente. A
análise estatística dos dados revela que a quantidade de cada macronutriente levada pelas
16
águas do rio Ivaí é correlacionada aos níveis fluviométricos do rio, em nível de 95% de
confiança. Esse estudo foi de grande importância para a compreensão da origem desses
nutrientes e das quantidades perdidas: 25.136,0 em ton de nitrogênio/ ano, 21.010,0 em ton
potássio/ano e 1.161,2 ton fósforo/ano.
Os estudos limnológicos podem ainda ser relacionados entre si para maior
compreensão de um sistema de lagos. Bos e Cumming (2003), estabeleceram modelos para
avaliar o passado de 53 lagos, destacando que as espécies de fósforo foram as mais estudadas
anteriormente a seus estudos e que foi a espécie com maior diversidade de interação com
compostos diferentes, de maneira que foi possível o desenvolvimento de um modelo
matemático para estimar quantidades de fósforo nos lagos estudados.
1.3 Importância ambiental da avaliação de fósforo e de carbono totais.
Devido à dificuldade intrínseca associada à especiação de todos os compostos contendo
carbono, fósforo ou nitrogênio, é usual realizar a quantificação de teores totais de classes de
compostos.
Os teores de fósforo, nitrogênio e carbono, totais, são considerados essenciais para
manter o funcionamento do ecossistema, pois além de serem essenciais para plantas e outros
seres, estão também relacionados com as características de sorção e dessorção de metais e
pesticidas e outros poluentes nos particulados, sedimentos e solos (HAMILTON, 1997),
(BIDDANDA e col. 1997), (HONGVE, 1997), (LANGMUIR, 1997), (SCHINDLER, 1990),
(THOMAS, 1970).
Esses nutrientes podem ter origem em descargas de efluentes industriais e domésticos,
arrastados por lixiviação do solo, tanto na região urbana como na região rural.
17
Vale ressaltar que na região rural há grandes possibilidades de lixiviação desses
nutrientes para corpos d’água devido à ausência de fiscalização para conter águas de irrigação
ou até mesmo de chuvas. Essas águas podem estar ricas em adubos e inseticidas, ou ainda, de
resíduos de chiqueiros e até mesmo provenientes de matéria orgânica em decomposição.
Devido à variedade de compostos orgânicos, assim como sua importância, há então diferentes
estudos desses compostos, como quantificação, identificação, interação, degradação, etc,
(PASSELL e col., 2005) (RESZAT e JIM, 2005), (MECKLER e col., 2004), (PAVAN e col.,
2002), (PLETCHER e WARBURTON, 1989).
Dãnet e col. (2003), destacam a importância em determinar concentrações de
inseticidas contendo carbamatos e organofosforados, assim como seus produtos de
degradação, visando uma agricultura moderna com uso muito racional desses compostos para
que através de lixiviação e percolação no solo não causem impacto no meio. A preocupação
maior está relacionada aos perigos dessas substâncias quando presentes em águas, pois muitas
dessas são carcinogênicas, outras promovem a infertilidade, problemas imunológicos,
neurológicos e até mesmo respiratórios, provocam mortalidades e desequilíbrio ecológico. Os
autores propuseram uma nova metodologia para a determinação de inseticidas
organofosforados baseados na inibição irreversível da acetilcolina esterase por inseticidas
organofosforados com determinação espectrométrica utilizando o reagente de Ellma. Este
reage especificamente com a tiocolina, que foi produzida na hidrólise enzimática, formando o
composto colorido a ser determinado por espectrofotometria. Com esse método é possível
detectar a presença dessas substâncias numa faixa de 2 a 70µg/ L, mas é um método de
determinação específica, ou seja, determina apenas grupos de substâncias inseticidas
organofosforados. Essa metodologia utiliza o sistema de injeção em fluxo (FIA).
18
Alguns estudos têm mostrado a diferença existente entre o material particulado
suspenso e o sedimento, em relação ao teor de fósforo, nitrogênio e carbono, totais, assim
como em relação à quantidade de metais pesados presentes (STECKO e BENDELL, 2000).
1.4 Metodologias para quantificar espécies de fósforo
Encontram-se na literatura diferentes metodologias que utilizam o sistema de injeção
em fluxo para a quantificação de espécies de fósforo (MOTOMIZU e col., 1982),
(MOTOMIZU e OSHIMA, 1987), (McKELVIE e HART, 1989), (BAND e col., 2004)
(DASGUPTA, e DONG, 1991), (WANG e col.,2005) principalmente a orto-fosfato. A
determinação de fósforo total envolve a oxidação da matéria orgânica na amostra, com auxílio
de oxidantes fortes e aquecimento para a liberação do orto-fosfato.
1.4.1 Espectrometria de Fluorescência Molecular
As técnicas analíticas baseadas na fluorescência são consideradas de grande
sensibilidade analítica com baixos limites de detecção e muito útil até mesmo para compostos
não fluorescentes, os quais podem ser quantificados a partir de estratégias como, por exemplo,
a derivatização. Beck e Zhang (2001) propuseram um método com determinação
fluorométrica de fosfato por injeção em fluxo baseada na formação do ácido 12-
molibdofosfórico em solução ácida e posterior reação com tiamina em pH 9,0 produzindo um
composto altamente fluorescente, com máximo de excitação e emissão em 370 nm e 440 nm
19
respectivamente. A faixa analítica foi de 6,50 µg P/ L – 65 µg P/ L, com limite de detecção de
3,25 µg P/ L. Porém a técnica de detecção utilizada nem sempre está disponível em
laboratórios.
1.4.2 Espectrofotometria molecular
A determinação de orto-fosfato tem sido realizada classicamente pela reação do
fosfato com molibdato em meio ácido, formando o poliácido fosfomolíbdico (‘amarelo de
molibdênio’), cuja espécie reduzida (‘azul de molibdênio’) apresenta dois picos largos
sobrepostos, com um máximo ao redor de 700 nm e outro, mais intenso em 880 nm
(CRESSER e col,. 1992); (RAIMBAULT e col,. 1999); (MURPHY e RILEY, 1962). Em
métodos baseados na formação do par iônico entre o Amarelo de Molibdênio e o corante
catiônico, o Verde Malaquita, utiliza-se um máximo em 440 nm e em 650 nm.
Vlessidis e col. (2004) utilizaram o persulfato como agente oxidante para liberar
fósforo que interage com a matéria orgânica, da incidência da radiação ultravioleta e ainda do
reagente molibdato/ verde malaquita, para formar o cromóforo a ser determinado
espectrofotometricamente. A faixa analítica é em torno de 0 – 50 mg /L
Visando determinar concentrações extremamente baixas de fósforo em água ultrapura
para uso pela indústria de semicondutores, Oshima e col., (2003) utilizaram, um sistema de
injeção em fluxo para determinar concentrações de fósforo a uma faixa analítica de 8 µg PO43-
/L a 500 µg PO43-/L. Os autores utilizaram uma pré–concentração de amostras por
evaporação. O orto-fosfato gerado reage com o molibdato e verde malaquita para serem então
detectados em 627 nm.
20
1.4.3 Determinação enzimática de fosfato
Nakamura e col. (2003) descrevem uma metodologia para determinação do íon fosfato
em águas utilizando um biossensor de quimilumiscência em conjunto com o sistema de
injeção em fluxo (FIA). O sistema enzimático descrito é combinado das enzimas: maltose
fosforilase (MP), mutarotase (MUT) e glicose oxidase (GOD). Este sistema foi representado
por MP–MUT-GOD. O sistema sofre interferência de outros íons presentes nas amostras essa
interferência foi eliminada utilizando o tratamento com resina de troca iônica.
No mesmo ano T. Yao e col. (2003) propuseram um outro biossensor para a
determinação simultânea de orto-fosfato e fosfato total combinando as mesmas enzimas para
montarem o biossensor para orto-fosfato. Um poli filme (1,2–diaminobenzeno) foi
hibridizado para uma membrana trienzima. Através das três reações enzimáticas sucessivas o
orto-fosfato pode ser determinado baseado na formação de peróxido de hidrogênio como
produto final, o qual é determinado amperometricamente. Ainda, uma fosfatase ácida (AcP)
foi imobilizada na superfície de aminopropil em um reator enzimático no sistema de análise
por injeção em fluxo. Os fosfatos e nucleotídeos foram enzimaticamente hidrolisados para
produzir orto-fosfato durante a passagem através do reator AcP. O orto-fosfato produzido foi
detectado no biossensor no sistema FIA.
Um biossensor com piruvato oxidase para fosfato foi proposto por Mak e col., (2003).
A concentração do analito foi medida utilizando um sistema com três eletrodos: um eletrodo
de platina como eletrodo de trabalho, um eletrodo prata cloreto de prata como eletrodo de
referência e o contra-eletrodo de platina. O princípio foi baseado na Equação 1.
21
Fosfato + Piruvato + O2 � Acetil fosfato + CO2 + H2O2 (Equação 1)
A concentração de orto-fosfato foi proporcional a concentração de H2O2 produzido
pela reação enzimática. Vale lembrar que esta metodologia também está acoplada ao sistema
de análise por injeção em fluxo. A faixa analítica foi de aproximadamente 20 a 200 µg P/L.
A nanotecnologia tem sido muito promissora em diversas áreas e na química analítica
não tem sido diferente. Huang e col., (2005) produziram um nanoeletrodo a partir da
deposição de ouro sobre uma superfície nanoporosa de uma membrana de policarbonato e
uma camada modificada de 2 – aminoetanotiol, uma fosfatase alcalina e um filme poroso de
4-vinilpiridina – co – estireno (PVP), em sistema de injeção em fluxo. A faixa analítica foi de
0,3µg P/L a 3,0 µg P /L e limite de detecção de 0,3µg P/L.
1.5 Metodologias para determinação de carbono
1.5.1 Detecção condutométrica
Kondo e col (2002) utilizam-se do sistema FIA com reação foto - Fenton para oxidar a
matéria orgânica. Uma mistura da amostra e de peróxido de hidrogênio foi introduzida no
fluxo de uma solução ácida de Fe2+ em direção a um reator tubular o qual é irradiado com luz
UV. O CO2 gerado é então quantificado condutometricamente. A faixa analítica é de 0,1 a 30
mg/ mL de carbono orgânico, porém alguns tipos de compostos como: acetona, cafeína,
EDTA, Isopropanol, tiveram uma oxidação em torno de 75%. Para os compostos, glicose,
hidroquinona, metanol, fenol, piridina, etanol, resorcinol e 1,4 dioxano, entretanto, a
eficiência de oxidação foi de 100%.
22
1.5.2 DBO e DQO
A demanda bioquímica de oxigênio (DBO), (ASTM, 2005) é uma metodologia
recomendada para avaliação da biodegradabilidade de matéria orgânica em determinados
tipos de águas e efluentes. Porém, algumas vezes, vê-se a idéia de que essa metodologia seja
quantitativa para matéria orgânica, o que não é verdade. Inicialmente, mede-se o oxigênio
dissolvido na amostra, essa então é a quantidade de oxigênio dissolvido no tempo zero,
imediatamente lacra-se o frasco e incuba - o por um período de cinco dias à temperatura
controlada de 20°C ± 1°C. Após esse período mede-se, novamente a quantidade de oxigênio
dissolvido, (OD final).
A diferença entre o OD final e o OD inicial representa a quantidade de oxigênio
necessário para que cerca de 90% da matéria orgânica presente na amostra tenha sido
consumida por microorganismos nela presente. Esses microorganismos podem ser naturais da
amostra ou ainda de uma colônia criada seguindo alguns critérios. Conhecendo-se a
quantidade de oxigênio consumido tem-se então uma idéia de poluição ou ainda da
biodegradabilidade da amostra, porém não se quantifica a matéria orgânica, afinal houve uma
degradação dessa matéria, mas não se sabe a relação estequiométrica uma vez que os
compostos são desconhecidos e ainda nessa metodologia, não se dispõem de dados que
orientem em relação à quantidade de oxigênio consumido por microorganismo. Vale ressaltar
que a respiração de microorganismos novos é bem diferente da respiração de
microorganismos velhos. Um outro problema dessa metodologia é a difícil reprodutibilidade
dos resultados e também o desenvolvimento de microorganismos que atendam os critérios
propostos nela. Além disso, a metodologia apresenta um longo período para a obtenção do
resultado.
23
Uma outra metodologia que auxilia na avaliação da matéria orgânica presente na
amostra é a demanda química de oxigênio (DQO), (ASTM, 2005). Nessa metodologia, a
matéria orgânica presente na amostra é oxidada na presença de dicromato de potássio em
meio fortemente ácido. Na Equação 2, tem-se a semi-reação de oxi- redução do dicromato:
Cr2O72- + 14H+ + 6e � 2Cr(III) + 7H2O Equação 2
O tempo de análise é em torno de duas horas. A DQO, que é expressa em mg de O2/L,
deve ser considerada um parâmetro químico e não um analito, uma vez que são determinados
vários compostos com uma característica em comum: capacidade de redução do dicromato no
meio reacional usado, não são determinados diretamente e sim através de uma relação
equivalente do oxigênio com o dicromato de potássio consumido.
Korenaga e col.(1980) utilizaram permanganato de potássio em meio ácido
para determinação da demanda química de oxigênio utilizando o sistema FIA. O método é a
temperatura ambiente e usou como padrão o oxalato de sódio, e o sistema de detecção
utilizado por ele foi o espectrofotométrico. A faixa analítica foi de10 a 170 mg/L.
1.6 Análise por injeção em fluxo (FIA)
O sistema de injeção em fluxo (FIA) foi proposto por Ruzicka e Hansen (1974), após
uma reavaliação do sistema segmentado para análise em fluxo (SCFA), proposto por Skeggs
(1957). O sistema SCFA utilizava o aprisionamento de amostras entre várias bolhas de ar, que
circulavam no sistema até completar a reação para daí então, após remoção das bolhas,
passarem ao detector. Essa forma foi utilizada porque acreditavam que a reação entre amostra
e reagente deveria ser completa e que sem o aprisionamento da amostra entre bolhas não
haveria mistura adequada e ocorreria interpenetração acentuada entre as amostras.
24
Na reavaliação de Ruzicka e Hansen, o diâmetro interno da tubulação foi diminuindo,
de 2mm, para 0,8 mm. Com essa alteração, a dispersão que antes era um problema, passou a
ocorrer de forma controlada, criando um gradiente de concentração. Criou-se, então, um novo
conceito na química analítica, a dispersão controlada que permite o monitoramento analítico
da reação antes do seu estado estacionário. O FIA é um sistema de alta repetibilidade e alta
freqüência de amostragem, de 60 - até 120 amostras/ h, e permite uso de vários acessórios
(difusão gasosa, filtração, destilação, reagentes em estado sólido, FBNS, resinas de troca
iônica, de quelação, etc.) que quando combinados de forma conveniente podem criar
inúmeros sistemas automatizados para realizar análises químicas, além da versatilidade em
acoplar diferentes técnicas de detecção (condutivimetria, eletrodos íon seletivos, fluorescência
molecular, espectrofotometria de absorção atômica, emissão óptica por plasma (ICP-AES),
espectrofotometria molecular, turbidimetria, microbalança, etc).
Inúmeros artigos de revisão sobre FIA têm sido apresentados na literatura
(ANDREEV e col., 2001), (SHPIGUN e col., 2003), (ENEIM e col., 2003), (MOSKVIN e
col., 2004), (XU e col., 2005), (KOZAK e col., 2006), assim como para a nova geração do
sistema FIA (HANSENa, 2004) (HANSENb e WANG, 2004) ou mesmo relacionado-o com a
química verde (ROCHA e col., 2001).
1. 7 Uso do forno de microondas no sistema FIA
O interesse do acoplamento do forno de microondas em sistemas de injeção em fluxo
se deve as possibilidades de reduzir limitações de ambos. Desde a proposta dos sistemas de
25
injeção em fluxo até 1986, não surgiram procedimentos robustos para solubilização de
amostras nesses sistemas. Por outro lado, devido a necessidade de redução de tempo de
decomposição de amostras, e de procedimentos “limpos”, os sistemas de injeção em fluxo
com forno de microondas acoplado são uma alternativa para isolamento da amostra em
relação ao ambiente (e ao operador) e vice - versa, considerando ainda a manipulação de
pequenas quantidades de analito, baixo consumo de reagentes e elevada freqüência de
determinação, com possibilidades de se acoplar diferentes técnicas de detecção.
O primeiro trabalho com acoplamento do forno de microondas foi proposto por
Burguera (1986), para a determinação de zinco, ferro e cobre em amostras de sangue. Foi
utilizado um sistema com zonas coalescentes para inserção da amostra (sangue em meio
Triton X-100) e do reagente para a digestão. A mistura foi conduzida a uma bobina reacional
dentro de um forno de microondas doméstico, quando o fluxo foi interrompido e a amostra na
bobina foi irradiada com microondas por 26 s, após o que, a zona de amostra contendo Fe, Zn
e Cu dissolvidos foi conduzida para o nebulizador de um espectrofotômetro de absorção
atômica.
Ainda que tenha sido um sucesso o acoplamento, o sistema apresentou limitações
impedindo uma irradiação dessa mistura por mais de 26 s, devido a formação de gases e
vapor, mesmo em condições brandas de acidez (HNO3 0,2 mol/L e HCl 0,15 mol/L), levando
à distorções do sinal, reduzindo sua precisão.
Essa “limitação” encontrada pelo grupo venezuelano tem sido a principal preocupação
nesse tipo de acoplamento. Se por um lado a geração de bolhas causa uma menor
repetibilidade do sistema, por modificar aleatoriamente o padrão de dispersão controlada do
sistema de injeção em fluxo e causa aumento na pressão hidrodinâmica do sistema, por outro
lado, a presença de bolhas de gases tem sido considerada essencial para a digestão de algumas
amostras, ainda que não se tenha compreendido seu mecanismo (BURGUERA e
26
BURGUERA, 1998). Dessa forma, podem-se separar as estratégias para contornar esse
problema em três categorias:
a) uso de válvulas para restringir a região sob irradiação e isolar o resto do sistema da
pressão formada (KARANASSIOS e col., 1991).
b) uso do sistema de injeção em fluxo como uma etapa isolada do sistema de
detecção (STURGEON e col., 1995) e utilizando ar como carregador (ARRUDA e
col., 1996).
c) após a digestão ocorre a reamostragem dos analitos solubilizados (HASWELL e
BARCLAY, 1992).
Nas duas primeiras estratégias, há a necessidade de desborbulhadores e sistema para
resfriamento. No último, essa etapa é desnecessária.
Entre os desborbulhadores utilizados, pode-se citar dois separadores de fase, propostos
por Burguera e Burguera (1993), formado por uma câmara de difusão gasosa, e por De La
Guardia e col., (1993), que utilizaram uma pequena câmara aberta imersa em um banho de
gelo, atuando assim como desborbulhador e banho de resfriamento.
A possibilidade da solubilização on-line permitiu o desenvolvimento de procedimentos
híbridos, compostos pelo acoplamento de diversas técnicas analíticas que não seriam
possíveis, utilizando cada técnica individualmente.
Um exemplo é a especiação de selênio inorgânico e selenoaminoácidos (LAFUENTE
e col., 1996), utilizando-se para tal, o sistema híbrido HPLC- solubilização com forno de
microondas e detecção com geração de hidretos e técnicas de espectrometria atômica. Um
sistema de injeção em fluxo faz a hifenação entre as técnicas/ procedimentos citados. Os
compostos de selênio foram separados em uma coluna cromatográfica em fase reversa e o
selênio contido em cada pico separado foi convertido em Se (IV) em meio de KBrO3/ HBr em
27
um reator colocado em um forno de microondas focalizado. Cada zona de analito
(correspondentes aos picos cromatográficos) emergente do forno é conduzida para um sistema
de geração de hidretos, em meio tetraborato de sódio, sendo então o selênio (IV) protonado
formando o seleneto de hidrogênio, que é volátil, sendo então conduzido ao detector, após
passar por um separador de fases. Foram avaliados três detectores: ICP- MS, ICP- AES e
espectrofotômetro de absorção atômica com célula de quartzo sobre a chama (QC- FAAS). O
sistema foi aplicado na especiação de selênio em urina. Todos os três detectores foram
adequados, entretanto os limites de detecção para ICP- MS foram muito mais baixos (0,2- 0,6
µg/L) do que aqueles obtidos para o QC- FAAS (cerca de 6 µg/L), que por sua vez também
foram inferiores daqueles obtidos para ICP- AES (20- 40 µg/L).
1.8 Conceito do sistema FBNS
O Sistema em Fluxo Bifásico Não-Segmentado (FBNS) foi proposto por Oliveira e
Fatibello (1999) e (Oliveira, 1999), tendo como fonte de aquecimento, um forno de
microondas de uso doméstico.
Um estudo inicial sobre a região na cavidade do forno de microondas onde ocorre a
maior incidência da radiação levou à focalização da bobina reacional defronte à antena do
magnetron, onde a radiação é gerada. Essa focalização proporcionou uma eficiência de
aquecimento muito elevada, formando duas fases contínuas, a líquida e a vapor, ou seja, não
há segmentação por bolhas como ocorrem em outros sistemas de aquecimento. Determinou –
se, então, uma dispersão controlada e repetitiva, tanto na fase líquida quanto na fase vapor.
28
A formação das fases foi atribuída à elevada taxa de aquecimento na bobina reacional
focalizada, pois a fase vapor forma-se rapidamente, em uma única bolha, que se expande
rapidamente (ou várias, que ao expandirem, coalescem formando uma maior).
A formação dessa bolha única de vapor e a expansão brusca de volume pressionam o
líquido remanescente na tubulação do sistema para todos os sentidos. Como há a propulsão
permanente da bomba peristáltica, o líquido à frente da bolha tem sua vazão aumentada,
sendo empurrado.
Toda a tubulação a partir do ponto de aquecimento na bobina reacional, até a separação
das fases, fica então preenchida com vapor, restando apenas um filme de solução (mais
concentrada, devido à evaporação do solvente) localizado nas paredes do tubo, que é
impulsionado pelo vapor.
Devido, entretanto, à hidrofobicidade do PTFE da tubulação e própria tensão superficial
do filme, este se rompe em algum ponto da bobina reacional, transformando-se em um
“filete” de solução de diâmetro muito menor que aquele da tubulação. Esse “filete” contínuo
de solução é impulsionado a uma velocidade linear mais elevada.
Esse processo é contínuo, pois há a entrada constante de solução na bobina reacional,
permitindo ao sistema entrar em regime de trabalho com a fase líquida fluindo pela parede da
tubulação, sem segmentação por bolhas e impulsionado pelo vapor que preenche a totalidade
dessa tubulação.
Devido a essas condições acredita-se que o escoamento da fase líquida seja turbulento,
reduzindo assim a dispersão do sistema. Por outro lado, embora se acredite que a fase vapor
também esteja em regime turbulento, a difusão molecular deve ser mais acentuada, o que
pode aumentar a dispersão nessa fase. A ausência de segmentação, no filete ou no filme, é um
dos fatores que determinam boa repetibilidade dos sinais transientes obtidos nesse sistema de
análise por injeção em fluxo. Para eliminar o sistema de resfriamento utilizou-se uma câmara
29
separadora de gases, confeccionada em acrílico. Esse primeiro sistema FBNS foi aplicado na
determinação de açúcares redutores em diferentes amostras (OLIVEIRA e col., 2000),
analisando a fase líquida. O uso da fase vapor foi utilizado para a determinação de etanol em
meio fermentativo, utilizando um destilador em fluxo.
30
2 OBJETIVO
Objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema de injeção em fluxo bifásico
não-segmentado para a determinação de fósforo total e carbono total em águas de rios, pela
oxidação, a quente, com persulfato. O sistema de focalização em forno de microondas foi
substituído por um sistema de aquecimento, de pequeno porte, econômico e de baixo custo.
31
3. MÉTODO
3.1 Fosfato total
3.1.1 Reagentes
Todos os reagentes utilizados são de grau analítico e foram preparados com água
deionizada ou do tipo 1 (Milli Q).
Solução estoque de persulfato de sódio 15% (m/V)
Uma massa de 15,0 g de persulfato de potássio (Aldrich) foi dissolvido em água e
diluído para 100,0 mL.
Solução estoque de prata 50 mmol/L
Uma massa de 8,4935 g de nitrato de prata (Carlo Erba) foi dissolvido em água e
diluído para 1000,0 mL.
Solução estoque de ácido nítrico 0,7 mol/L
Um volume de 50 mL de ácido nítrico concentrado (QM) foi dissolvido em 500,0 mL
e diluído com água para 1000,0 mL.
Preparo do reagente cromogênico (Reagente de Motomizu)
Em aproximadamente 500,0 mL de água foi dissolvido 20,0 g de molibdato de amônio
tetrahidratado (Synth) e 92,0 mg de verde malaquita (Nuclear). Sob agitação constante diluiu-
32
se 250,0 mL de etanol absoluto (F. Maia) e 70,0 mL de ácido sulfúrico concentrado (F. Maia).
Após completa dissolução desses reagentes completou-se o volume com água para 1000,0
mL. A seqüência de adição dos reagentes deve ser a descrita acima, caso contrário a solução
não será estável e ocorrerá precipitação de material.
Solução estoque de ácido fítico 100 mg P/L
Uma massa de 0,0710 g de ácido fítico - 50% - (Acros) foi dissolvido em
aproximadamente 50,0 mL de água e diluído para 100,0 mL, também com água.
Solução estoque de fosfato 100 mg P/L
Uma massa de 0,4394 g de dihidrogenofosfato (F. Maia) foi dissolvido em água e
diluído para 1000,0 mL.
3.1.2 Procedimento Experimental
O sistema de propulsão utilizado foi uma bomba peristáltica de 8 canais, Ismatec,
modelo IPC-8 (com tubos de Tygon de diferentes diâmetros), um injetor comutador manual,
de acrílico, tubos de polietileno e PTFE de 0,8 mm de diâmetro interno. A calibração dos
tubos foi realizada relacionando a vazão com a massa de água liberada em cinco minutos de
bombeamento. O padrão FBNS foi gerado em uma unidade de aquecimento composta por
duas resistências (Master) de 50W (220V), de uso em aquário. A configuração da unidade de
aquecimento pode ser observada na Figura 4.
33
Para a diminuição da potência da resistência para 25W, a mesma foi ligada em 110V
AC. Na Tabela 1 são apresentadas as combinações usadas para as potências a serem
estudadas.
Figura 4 – Diagrama esquemático da unidade de aquecimento para a geração do perfil FBNS. R1 e R2 são as resistências com potência de 50W e 220V, em série, circundadas com tubos PTFE (200cm).
Tabela 1- Valores de diferença de potencial aplicados sobre as resistências para obtenção da potência necessária
Resistência 1 /Volts Resistência 2 /Volts Potência final (W)
110 0 25
220 0 50
220 110 75
200 200 100
3.1.2.1 Câmara de separação da fase vapor
R 1 R 2 R 1 R 2
34
A determinação de fósforo total foi realizada utilizando-se a fase líquida do FBNS,
assim para a separação da fase vapor, utilizou-se de uma câmara separadora de fases
construída em acrílico de acordo com a Figura 5 (OLIVEIRA, 2000).
As medidas de absorbância foram feitas em um espectrofotômetro de feixe simples
Micronal B 474 com célula de fluxo de vidro. O diagrama esquemático do sistema em fluxo
para as determinações de fósforo total pode ser observada na Figura 6.
No sistema, uma alíquota de 250 µL de amostra ou de solução de referência foi
inserida em fluxo de carregador recebendo por confluência os reagentes R1 (persulfato de
potássio) e R2 (nitrato de prata) e conduzidos para a bobina de 50 cm seguindo para o sistema
FBNS, onde ocorre a oxidação da matéria orgânica presente na amostra, neste caso o ácido
fítico. Após esse sistema a fase líquido/ vapor segue para a câmara separando a fase vapor, a
fase líquida contendo o ortofosfato produzido recebeu o R3 (Reagente de Motomizu),
Figura 5 – Diagrama esquemático para a câmara separadora de fases para coleta da fase líquida. (E) entrada das fases líquida e vapor, (SV) saída da fase vapor, (S) saída da fase líquida, aspirada ao detector.
S
E
5 mm 2 mm. SV
2 mm.
2 mm. 30 mm
35
formando um cromóforo, seguindo então, para o detector espectrofotométrico para leitura em
650nm, sendo a partir daí enviada para o frasco de descarte de amostras.
Figura 6- Diagrama esquemático do sistema FIA utilizado na determinação de fosfato. ( C) carregador/ água,
(r1) persulfato de potássio, (r2) nitrato de prata em meio ácido, (RM) reagente de Motomizu, (S) amostra, (R1 e R2) resistências elétricas, (CS) câmara de separação de fases, (CR) cromóforo, (D) detector espectrofotométrico/ 650 nm, (A) aspiração para descarte. As vazões, em mL/ min, estão entre parênteses.
3.2 Carbono total
3.2.1 Reagentes
S
R R 2 R 1 R 2 R R 2 R 1 R 2 R R 2 R R 2
C (3,3515)
CS
S
R R 2 R 1 R 2 R R 2 R R 2 R R 2 R R 2 R R 2 R R 2 R R 2
C
CS
r 1 (0,5705)
r 2 (0,5705)
A (2,0010)
2 3
RM (1,1250)
D
CR (2,0010)
r 1 (0,5705)
r 2 (0,5705)
A (2,0010)
2 3
2 3
2 3
RM (1,1250)
D
CR (2,0010)
36
Todos os reagentes utilizados são de grau analítico e foram preparados com água
deionizada.
Solução estoque de azul de bromotimol 5. 10-3 mol/L
Uma massa de 0,3122 g de azul de bromotimol (Merck) foi dissolvido num meio
levemente alcalino e diluído para 1000,0 mL.
Solução estoque bicarbonato de sódio 2.10-2 mol/L
Uma massa de 1,6801 g de bicarbonato de sódio (Carlo Erba) foi dissolvido em água e
diluído para 100,0 mL. Para a curva de calibração utilizou-se bicarbonato de sódio. A glicose
foi utilizada como composto de fácil oxidação e ftalato ácido de potássio (FAP), marca Carlo
Erba, como composto de difícil oxidação, ambas nas concentrações 2 x 10-6 a 2 x 10-2 mol de
Carbono /L.
3.2.2 Procedimento experimental
Foi utilizado um sistema similar àquele apresentado para a determinação de fosfato
(página 25).
37
3.2.2.1 Câmara de separação da fase líquida
A determinação de carbono total foi realizada utilizando-se a fase vapor do FBNS,
assim, para a separação da fase líquida, utilizou-se de uma câmara separadora de fases
construída em acrílico de acordo com a Figura 7.
Figura 7 – Diagrama esquemático da câmara separadora da fase líquida. SCO2 – saída de vapor e CO2 após passagem pelo leito reacional, CR sucção do cromóforo para detector espectrofotométrico, E AzBr – entrada. DE - Dispositivo em forma de espiral/ entrada das fases: líquido e vapor.
A configuração para determinação de carbono total pode ser observada na Figura 8.
S CO2 8 mm
CR 3 mm
5 mm
E AzBr
DE
38
Figura 8 – Diagrama esquemático do sistema FIA para Carbono Total, (C) carregador/ água, (r1) persulfato de potássio, (r2) nitrato de prata em meio ácido, (AzBr) Azul de Bromotimol, (S) amostra, (R1 e R2) resistências elétricas, (D) detector/ 616 nm, (CSFL) câmara separadora de fases. Vazões em mL por min.
No sistema, uma alíquota de 50 µL de amostra ou de solução de referência foi
inserida em fluxo de carregador recebendo por confluência os reagentes r1 (persulfato de
potássio) e r2 (nitrato de prata) e conduzidos para a bobina de 50 cm seguindo para o sistema
FBNS, onde ocorre a oxidação da matéria orgânica presente na amostra/ solução de
referência. As fases líquido/vapor seguem para a câmara separadora da fase líquida, a qual é
descartada. A fase vapor contendo o CO2 produzido recebe o Azul de Bromotimol, formando
o composto cromóforo, seguindo então, para o detector espectrofotométrico para leitura em
616nm, sendo a partir daí aspirada em direção ao frasco de descarte de amostras.
SC
AzBr 2,025
CSFL
D
SC 6,033
D
Descarte2,025
r1 1,027
r2 1,027
SC
AzBr 2,025
CSFL
D
SC 6,033
D
Descarte2,025
r1 1,027
r2 1,027
SC
AzBr 2,025
CSFL
D
SC 6,033
D
Descarte2,025
r1 1,027
r2 1,027
SC
AzBr 2,025
CSFL
D
SC 6,033
D
Descarte2,025
r1 1,027
r2 1,027Descarte2,025
r1 1,027
r2 1,027
39
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Fosfato total
A otimização foi realizada buscando-se a maximização da sensibilidade, ou seja, a
inclinação da curva analítica e a eficiência máxima de oxidação, comparando-se com o
comportamento do ortofosfato no sistema.
A sensibilidade de um método espectrofotométrico relaciona resposta analítica
(absorbância) com a concentração do analito, que não é, necessariamente, a espécie
cromófora. Assim, essa sensibilidade pode ser relacionada à Lei de Beer-Lambert-Bouger
através do conceito de absortividade molar aparente (εap).
A absortividade molar aparente(εap) está relacionada com a (i) razão molar (r) entre a
concentração da espécie cromófora (EC) que absorve a radiação, e a concentração do analito,
(ii) absortividade molar (�) de EC, com (iii) a eficiência global (f) das reações envolvidas,
segundo a Equação 3 (Oliveira e col. Química Nova, submetido).
dilfr
ap
××= εε Equação 3
onde dil é um fator de diluição.
A eficiência de oxidação do fosfato total (Ef) pode ser definida utilizando-se as
sensibilidades do método para fósforo total e do método para o ortofosfato (Equação 4):
( )( )fosfatoS
fíticoácSEf
.= Equação 4, onde S é a sensibilidade analítica
40
A otimização foi iniciada com o sistema sem a presença do persulfato. Nessa condição
as seguintes variáveis com seus respectivos valores foram: rotação da bomba peristáltica 0,5
(unidade arbitrária), potência total das resistências elétricas de 75W e o reagente de
Motomizu. Os reagentes r1 e r2 foram substituídos por água. Na ausência de reagentes para a
oxidação do ácido fítico, (Figura 9) pode-se observar uma pequena oxidação, Figura 10.
Figura 9- Representação do ácido fítico
Iniciou-se então a avaliação da melhor concentração para o persulfato, agente
oxidante (AOYAGI e col., 1988), (DASGUPTA e col., 1990), (BENSON e col., 1994). Na
Figura 10 – Curvas analíticas de fosfato e ácido fítico, r1 e r2 substituídos por água, rotação na bomba peristáltica de 0,5 (unidade arbritária), potência de 75W, com reagente de Motomizu..(�) ácido fítico; (�) dihidrogenofosfato.
A = 0,1752 C- 0,0004R2 = 0,9971
A = 0,0464 C- 0,001R2 = 0,9799
0,000
0,005
0,010
0,015
0,020
0,025
0,030
0,035
0,040
0,045
0,050
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30concentração P/ (mg/L)
Abso
rbân
cia
41
Figura 11 é apresentado o efeito da concentração de persulfato sobre a eficiência de oxidação
do ácido fítico.
Figura 11 – Avaliação da influência concentração de persulfato de potássio, sobre a eficiência de oxidação. Água como carregador, reagente de Motomizu, rotação da bomba peristáltica de 0,5 unidade arbitrária e alça de amostragem com 50 cm
A eficiência de oxidação aumenta com o aumento na concentração de persulfato até
ao máximo de 4 %/ (m/ V) decaindo para as concentrações superiores. Esse decaimento deve
estar associado à oxidação do reagente de Motomizu, em particular o verde malaquita, pelo
persulfato residual. Essa afirmação é corroborada com o comportamento da sensibilidade do
ortofosfato com o aumento da concentração de persulfato no meio (Figura 12). Vale lembrar
que o persulfato residual pode ser eliminado pela oxidação da própria água a quente.
Dessa forma a concentração de persulfato escolhida para a continuidade dos estudos
foi a de 4%/ (m/ V) a qual proporcionou uma eficiência de oxidação de 75,8 %.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30concentração de persulfato %/ (m/V)
efic
iênc
ia d
e ox
idaç
ão
42
Figura 12 – Avaliação da concentração de persulfato sobre a eficiência de oxidação.
Um comportamento similar também foi observado por Benson e col., (1996), que
utilizou ácido perclórico no meio.
Foi então avaliada a influência da acidez do meio oxidante em relação à oxidação do
ácido fítico. As concentrações de ácido nítrico foram variadas de 0,094 a 1,5 mol/L. Com a
adição do ácido nítrico no sistema houve uma melhora significativa na eficiência de
oxidação, passando de aproximadamente 76 %, sem a adição desse ácido, até valores de 96,6
%, para uma concentração de 0,094 mol/L. (Tabela 2).
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0 5 10 15 20 25 30 35concentração de persulfato %/(m/ V)
sens
ibilid
ade/
(L/
mg)
fosfato
ác. fítico
43
Tabela 2 – Valores de sensibilidade da curva analítica e da % de eficiência de oxidação do ácido fítico em função da concentração de ácido nítrico no reagente r1.
Concentração de ácido nítrico (mol/L) Sensibilidade/ (L/mol) Eficiência de oxidação (%)
0,000 0,150 76,00
0,094 0,311 96,60
0,188 0,339 91,95
0,375 0,279 80,30
0,750 0,307 78,13
1,500 0,269 78,49
Como se pode observar na Figura 13, a eficiência de cerca de 97% determina curvas
analíticas do ácido fítico e do ortofosfato bastante similares entre si.
Figura 13 – Comparação entre as curvas analíticas para o ácido fítico e para o dihidrogenofosfato, em meio ácido nítrico 0,094 (mol/L) e na presença de persulfato de potássio 4% (m/ V). Rotação da bomba peristáltica de 0,5 (unidade arbitrária), FBNS com potência de 75W, volume de amostra de 250 µL, (�) ácido fítico, (�) fosfato.
A influência da acidez do meio está de acordo com o comportamento observado por
Schwedt e col. (1990), que ressaltam a necessidade de observar a influência do pH do meio
sobre a semi-reação do agente oxidante. No caso do persulfato, o pK2 do sulfato é igual a
A = 0,311 C + 0,0058R2 = 0,9989
A = 0,3003C - 0,0104R2 = 0,9932
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30
concentração P/ (mg/L)
abso
rbân
cia
44
2,12, de maneira que a protonação do sulfato ocorre de maneira significativa (mais de 50%) a
partir de pH menor que 2,12, favorecendo a redução do persulfato (Equação 5),
S2O8 2- + 2e + 2H+ � 2 HSO4- Equação 5
A influência das resistências elétricas do FBNS é apresentada na Figura 14.
Figura 14 – Avaliação da influência da potência elétrica nas resistências no aumento da eficiência de oxidação, na condição: ácido nítrico 0,094 (mol/L), na presença de persulfato de potássio 4% (m/ V). Ainda, a rotação da bomba peristáltica de 0,5 unidade arbitrária, na presença do reagente de Motomizu e alça de amostra com 50cm.
Observa-se um aumento linear da eficiência de oxidação com o aumento da potência
até 75W. Acima desse valor a taxa de evaporação do solvente foi muito alta, impedindo a
aspiração da fase líquida continuamente ao detector, ou seja, sem a segmentação por bolhas.
Pode-se inferir, que a temperatura pode influenciar a reação do reagente de Motomizu com o
fosfato até a potência de 50W (Figura 15), enquanto a oxidação da matéria orgânica é
favorecida em potências maiores. A taxa de evaporação, que aumenta com o aumento da
potência utilizada, contribui igualmente para os dois compostos.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 25 50 75 100potência/ (W)
efic
iênc
ia d
e ox
idaç
ão/ (
%)
45
Figura 15 – Influência da potência das resistências no aumento da sensibilidade analítica, na condição: ácido nítrico 0,094 (mol/L), persulfato de potássio 4% (m/ V). Rotação da bomba peristáltica de (0,5 unidade arbitrária), na presença do reagente de Motomizu e alça de amostra com 50cm, (�) ácido fítico, (�) fosfato.
A vazão total do sistema, controlada pela rotação da bomba peristáltica foi estudada
(Figura 16). As rotações foram avaliadas na faixa de 0,125 a 0,750 unidades
arbitrárias.
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0 25 50 75 100 125potência/ (W)
sens
ibili
dade
/ (L/
mg)
46
Figura 16 – Influência da rotação da bomba peristáltica na eficiência de oxidação, na condição: ácido nítrico 0,094 (mol/L), persulfato de potássio 4% (m/ V). Potência de 75W, na presença do reagente de Motomizu e alça de amostra com 50 cm.
Observa-se um máximo de eficiência em 0,5 unidades de rotação. Com o aumento da
taxa de aquecimento pode ocorrer oxidação do verde malaquita, diminuindo então a
sensibilidade do método para ortofosfato. A rotação de 0,5 unidades foi utilizada nos estudos
seguintes. Na Figura 17, relaciona-se a eficiência de oxidação e o comprimento da alça.
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
110,0
0,000 0,250 0,500 0,750 1,000
rotação na bomba peristáltica
efic
iênc
ia d
e ox
idaç
ão/ (
%)
47
Figura 17 –Influência do comprimento da alça de amostragem (volume) na eficiência de oxidação, na condição: ácido nítrico 0,094 (mol/L), Persulfato de potássio 4% (m/ V). Potência de 75W, rotação de 0,5 (unidade arbitrária)e na presença do reagente de Motomizu.
Não foi observada uma influência significativa do volume de amostra, no intervalo
estudado, sobre eficiência de oxidação. Como esperado, o aumento desse comprimento
causou uma maior sensibilidade analítica, também, até o comprimento de 100 cm. A partir
daí, houve um decréscimo na sensibilidade, ao invés do estabelecimento do steady state,
como observa-se na Figura 18.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 25 50 75 100 125 150
comprimento da alça de amostragem/ (cm)
efic
iênc
ia d
e ox
idaç
ão/ (
%)
48
Figura 18 – Influência do comprimento da alça de amostragem (volume) na sensibilidade analítica, na condição: ácido nítrico 0,094 (mol/L), persulfato de potássio 4% (m/ V). Potência de 75W, rotação de 0,5 (unidade arbitrária) e reagente de Motomizu, � ácido fítico, � fosfato.
A sensibilidade máxima observada foi de 0,4835 L/ mg. Assim, o comprimento da
alça de amostragem para prosseguir as avaliações foi de 100cm.
A influência do íon prata como catalisador foi estudada na faixa de concentração de
3,125 mmol/L a 25 mmol/L. Na Figura 19, pode-se observar a influência do catalisador prata
na eficiência de oxidação da matéria orgânica.
0,30
0,34
0,38
0,42
0,46
0,50
50 75 100 125 150
comprimento da alça de amostragem/ (cm)
sens
ibili
dade
/(L/m
g)
49
Figura 19 – Influência da concentração de prata na eficiência de oxidação, na condição: ácido nítrico 0,094 (mol/L), persulfato de potássio 4% (m/ V), potência de 75W, rotação de 0,5 (unidade arbitrária), reagente de Motomizu e alça de amostragem de 100 cm.
Com a avaliação comprovou-se a necessidade de utilizar o íon prata, esse mostrou - se
importante no sistema em uma concentração de 3,125 mmol de prata /L, com eficiência de
oxidação em torno de 100%. Concentrações maiores desse catalisador causam uma
diminuição na eficiência de oxidação. A ação catalítica da prata, segundo Pienaar e col.
(2005), é devida à formação do íon prata (II), (Equações 6 e 7), bastante instável.
Ag+ + S2O82- � Ag S2O8
- Equação 6
65
70
75
80
85
90
95
100
105
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
concentração de prata/ (mmol/L)
efic
iênc
ia d
e ox
idaç
ão/ (
%)
50
presença da matéria orgânica, devido às possibilidades de transferência de elétron, a prata é
reduzida à forma Ag+, ou seja, age como um catalisador (MATTOS e col., 2003), e assim
passa a contribuir na oxidação da matéria orgânica presente no meio. A diminuição da
eficiência observada (Figura 19) pode estar associada à formação de precipitados ou com o
aumento da oxidação da própria água, uma vez que este íon não influenciou a sensibilidade do
ortofosfato. A prata auxiliou, mas houve uma diminuição na sensibilidade com o aumento na
concentração de íons prata, Figura 20.
Figura 20 – Influência da concentração de prata na sensibilidade analítica, na condição: ácido nítrico 0,094 (mol/L), persulfato de potássio 4% (m/ V), potência de 75W, rotação de 0,5 (unidade arbitrária), reagente de Motomizu e alça de amostragem de 100 cm, � ácido fítico, � fosfato.
Ainda assim, a eficiência de oxidação foi de aproximadamente 100 % como pode-se
observar na Figura 21.
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00
concentração de íons prata/ (mmol/L)
sens
ibilid
ade/
(L/
mg)
51
Figura 21 – Curvas analíticas para o ácido fítico e para o fósforo, na condição: ácido nítrico 0,094 (mol/L), persulfato de potássio 4% (m/ V). Potência de 75W, rotação de 0,5 (unidade arbitrária), reagente de Motomizu, alça de amostragem de 100 cm, e prata na concentração de 3,125 mmol/L, � ácido fítico, � fosforo.
4.1.1 Caracterização do método
As figuras de mérito foram avaliadas com as condições consideradas ótimas para o
sistema, que foi: persulfato de sódio 4,0 % (m/v), prata 3,125 mmol/L, ácido nítrico 0,094
mol/L, rotação da bomba peristáltica de 0,5, a potência das resistências 75W e alça de
amostragem de 100 cm. O limite de detecção foi de 9µg P /L. A faixa analítica obtida a partir
da (Figura 21) foi linear de 26,9 µg/L a 320 µg/L. Essa faixa analítica não é exclusiva desse
método, porém metodologias que realizam medições nesses limites utilizam técnicas
analíticas de alto custo, como a técnica de fluorescência ou de quimiluminescência, ou um
tanto trabalhosa. Há ainda o emprego de biosensores, os quais nem sempre são de fácil
construção e exigem certa habilidade para construí-los e utilizá- los. A exatidão foi avaliada
y = 0,2747x + 0,0027R2 = 0,9953
y = 0,2752x + 0,0144R2 = 0,9953
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,00 0,10 0,20 0,30
concentração P/ (mg/L)
abso
rbân
cia
52
pela comparação entre métodos utilizando amostras de rios do sistema Alto Tietê. O método
utilizado para comparação foi do forno de microondas de vaso fechado e a comparação pode
ser observada na Figura 22.
Figura 22 - Comparação entre o método proposto FBNS e o método do microondas de vaso fechado, nas condições definidas como ótimas.
A correlação entre os dois métodos é muito boa, com um coeficiente de determinação
de 0,993 (N=5). A inclinação não difere significativamente de 1 e um pequeno erro aditivo de
5,06 µg/L foi observado.
4.2 Carbono total
Para a determinação de carbono total, em meio aquoso, oxidou-se a matéria orgânica
presente na amostra, ou na solução de referência, e o CO2 liberado foi coletado em um leito na
própria câmara de separação de fases. Esse leito foi formado por uma solução de azul de
FBNS = 1,0826VF + 5,0631R2 = 0,993
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0
Vaso Fechado (VF)
FBN
S
53
bromotimol (AzBr), cujo valor de pH é alterado pela dissolução do CO2 e seus equilíbrios em
solução (Equações 9 a 11). A variação do pH determina a variação na quantidade da espécie
desprotonada do azul de bromotimol (Equação 12), que absorve fortemente em 616 nm. Desta
maneira, o sistema usado envolve a diminuição da absorbância em 616 com o aumento da
concentração de CO2 no meio.
CO2 (g) + H2O � H2CO3(aq) Equação 9
H2CO3(aq) � HCO3-(aq) + H+
(aq) Equação 10
HCO3-(aq) � CO3
2-(aq) + H+
(aq) Equação 11
HAz.Br (aq) � AzBr -(aq) + H+ Equação 12
É importante lembrar que no intervalo de pH envolvido, o carbonato presente no meio
é desprezível.
Como há contato entre o CO2, gerado a partir da oxidação da matéria orgânica no
sistema FBNS, com o leito de reagente na câmara separadora da fase líquida, esta deve ser
dimensionada para que somente vapor d’água e CO2 entrem em contato com o leito de
reagentes. Qualquer gotícula de fase líquida causa uma contaminação do leito que apresenta
um poder tamponante muito baixo. Dessa maneira, avaliou-se as condições de entrada das
fases: líquido/ vapor para que então fossem separadas. Para essa avaliação utilizou-se de uma
solução de azul de bromotimol 1,25. 10-6 mol/L em pH 7,0. Na primeira câmara avaliada
(Figura 23) não havia o sistema em espiral para reter gotículas e a separação das fases dava-se
pela expansão dessas ao entrarem na câmara. Contudo, avaliou-se o melhor ponto para a
fixação do tubo proveniente do sistema FBNS na entrada da câmara em busca de uma boa
54
separação. Esses pontos de fixação são variações na altura em que se fixa o tubo da saída do
sistema FBNS, na entrada da câmara.
Figura 23 - Diagrama esquemático da câmara separadora da fase líquida. A inclinação do leito é de 35°e os quadrados na entrada da câmara representam as alturas avaliadas, de baixo para cima, 1, 2 e 3, respectivamente. SVCO2 – saída de vapor + CO2, E AzBR – entrada do azul de bromotimol, LR – leito reacional, EC – entrada da câmara (pontos 1,2,3), S Cr – saída do cromóforo
As alturas não foram representadas por uma unidade de distância devido ao fato de
que mesmo que houvesse uma fixação do tubo, o calor, o pH do meio, e a pressão exercida no
tubo, provocaria um deslocamento, portanto uma medida precisa exigiria uma montagem um
tanto trabalhosa para a determinação em questão.
Observa-se na Figura 24 os dados coletados para os três pontos avaliados: 1, 2, 3.
EC
LR
SVCO2.
E AzBr
S Cr
1
3
2
55
Figura 24 – Medidas de absorbância a partir do cromóforo formado com CO2 gerado no FBNS pela
decomposição do NaHCO3 durante a avaliação da melhor altura do tubo com as fases: líquido/ vapor, na entrada da câmara separadora de fases. � altura 1, � altura 2, � altura 3, vazão do azul de bromotimol no leito de 1,12 mL/min e rotação da bomba de 1,0, concentração de azul de bromotimol de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65 e 100W de potência no aquecimento.
O ponto 3, por estar muito próximo do leito reacional, causou uma contaminação, por
gotículas, maior quando comparada com a contaminação no ponto 1. Este, mesmo com menor
contaminação não é satisfatório devido a baixíssima variação no sinal analítico, de 0,005
unidade de absorbância, para variações na concentração de NaHCO3 de 2 x 10-5 mg C/L a 2 x
10-1 mg C/L, ou seja, baixa sensibilidade analítica. Essas contaminações, são suficientemente
grandes para consumir todo o AzBr na forma desprotonada.
Testou-se então uma outra câmara com uma diferença na entrada da câmara. Nesta
configuração eliminou-se a entrada em forma de tubo e substitui-se por um formato oval com
entrada inclinada de forma oposta ao leito, como pode ser verificado na Figura 25.
0,000
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25concentração de carbono/ (mol/L)
abso
rbân
cia
56
Ainda que diferentes inclinações e profundidades tenham sido testadas, a configuração
representada na Figura 25 foi a que não apresentou formação de bolhas no leito reacional e a
que possibilitou variações nas medidas de absorbância (Figura 26), os quais é desprezível
devido serem dados não repetitivos.
Figura 26 – Curva analítica construída a partir de dados coletados utilizando a câmara separadora de fases com entrada inclinada oposta ao leito reacional, vazão do azul de bromotimol no leito de 1,125 mL/min e rotação da bomba de 1,0, CAzBr de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, com 100W de potência no aquecimento.
.
EC
LR
SVCO2.
E AzBr
S Cr
Figura 25 – Diagrama esquemático da câmara separadora da fase líquida. A inclinação do leito é de 35°. Na entrada inclinada oposta ao leito reacional fixou-se o tubo com as fases: líquido/ vapor. SVCO2 – saída do vapor + CO2, E AzBr – entrada do azul de bromotimol, LR – leito reacional, E I O L – entrada inclinada oposta ao leito, EC entrada da câmara, S Cr – sucção do cromóforo.
E I O L
A = 0,3554 C + 0,002R2 = 0,9995
0,000
0,010
0,020
0,030
0,040
0,050
0,060
0,070
0,080
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25concentração de carbono/ (mol/L)
abso
rbân
cia
57
Ainda que tenha sido obtido um comportamento da curva analítica razoavelmente
linear, a câmara apresentou uma baixa repetibilidade e uma baixa sensibilidade. Assim,
embora tenham sido realizadas várias tentativas para melhorar a repetibilidade, não foi
possível eliminar os respingos que contaminavam o leito reacional. O aumento da
profundidade da câmara determinou uma diminuição acentuada do sinal, provavelmente por
diluir o CO2 na forma gasosa. Na Tabela 3 é apresentada a repetibilidade obtida para a câmara
(Figura 25).
Tabela 3 – Sinais analíticos obtidos com uma câmara em diferentes concentrações de CO2
Repetibilidade
[C] mol/L Absorbância
0,000020 0,001
0,000020 0,003
0,000020 0,002
0,000200 0,002
0,000200 0,006
0,000200 0,005
0,002000 0,003
0,002000 0,004
0,002000 0,007
0,020000 0,010
0,020000 0,012
0,020000 0,018
0,200000 0,073
0,200000 0,086
0,200000 0,066
58
Pode- se observar que entre 2.10-4 e 2.10-3 não há diferença no sinal obtido. O
coeficiente de variação para 0,2 mol/L foi de 13%, muito alta em uma faixa analítica também
muito inadequada.
Em outra câmara construída (Figura 7), foi utilizado um dispositivo em formato
cônico e espiralado, com o objetivo de reter gotículas e respingos da fase líquida. Este
dispositivo é baseado no funcionamento de purgadores industriais utilizados para separação
de fases: água/ vapor, gás/ líquido, água/ óleo, etc. Com a aplicação desse dispositivo (Figura
27), avaliou-se o melhor ponto para a fixação do tubo utilizando-se do mesmo critério para a
primeira câmara, pontos 1, 2,3.
Figura 27 – Dispositivo separador de fases utilizado na confecção da terceira câmara.
Para o ponto 1 observou-se a formação da coloração azul intensa característica do
AzBr na forma totalmente desprotonado, indicando a contaminação do leito pela fase líquida
do FBNS. Nos pontos 2 e 3 foram obtidas respostas razoáveis, com diferentes sensibilidades
analíticas, como pode ser observado na Figura 28. Para o ponto 2 a sensibilidade foi em torno
de 1,03 L/ mol e para o ponto 3 em torno de 0,69 L/ mol.
Entrada do tubo com as fases: líquido/ vapor.
Retentor de gotículas em
formato espiralado/ vazado.
Ponto 1.
Ponto 2.
Ponto 3.
59
Figura 28 – Curva analítica obtida utilizando o dispositivo espiralado para separação de gotículas, vazão do azul de bromotimol no leito de 1,125 mL/min e rotação da bomba de 1,0, concentração de azul de bromotimol de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, com 100W de potência no aquecimento.
As fases geradas no sistema FBNS entram na câmara pela parte inferior, onde está
acoplado um dispositivo em forma de cone e espiral, vazado. Esse formato do dispositivo tem
como função impedir que a fase líquida, ou respingos dessa, atinjam o leito de reação na
câmara, o que causaria uma contaminação no sistema. O vapor, no qual está presente o CO2,
que então chega ao leito entra em contato com o azul de bromotimol que está sendo dosado no
início do leito. A interação entre o CO2 e o azul de bromotimol inicia-se desde a formação da
gota do azul de bromotimol como também durante o escoamento desse no leito. Uma vez
definido o melhor desenho de câmara separadora da fase líquida, iniciou-se então o estudo da
otimização do sistema de injeção em fluxo.
0,000
0,010
0,020
0,030
0,040
0,050
0,060
0,070
0,080
0,090
0,100
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25
concentração de carbono/ (mol/L)
abso
rbân
cia
60
Foi realizada otimização da concentração analítica de azul de bromotimol e o valor de
pH do leito de reagente, cujo poder tamponante é determinado apenas pela concentração de
azul de bromotimol. Dessa forma, para cada concentração de azul de bromotimol, avaliou-se
três valores de pH, com o objetivo de encontrar a melhor sensibilidade no método. Os valores
de concentração estudados foram: 1,25. 10-6 mol/L; 2,5. 10-6 mol/L; 5,0. 10-6 mol/L; 7,5. 10-6
mol/L; 1,25. 10-5 mol/L. E os três valores de pH para cada uma dessas concentrações foram:
6,6; 7,0 e 7,3. Os valores de sensibilidade estimados para cada condição acima podem ser
observados na Tabela 4.
Tabela 4 – Avaliação da sensibilidade analítica em função da concentração e pH do Azul de bromotimol.
concentração do AzBr x 106 / (mol/L) sensibilidade/ (L/mol) PH
1,25 2,02
2,50 2,51
5,00 2,91
6,60
1,25 0,26
2,50 2,00
5,00 1,50
7,00
1,25 0,44
2,50 1,66
5,00 0,72
7,30
Observa-se que para a concentração de 5,00 x10-6 mol AzBr/L no valor de pH de 6,60
obteve-se o maior valor de sensibilidade, de 2,91 L/mol.
A influência do pH sobre o sinal analítico está associada à formação da espécie
desprotonada, cuja diminuição está associada à concentração de CO2 dissolvido. O aumento
dessa espécie, entretanto, aumenta a resistência dessa solução à diminuição do pH
61
(tamponamento à adição de ácido). Uma maneira de pensar nesse sistema é como uma
titulação do azul de bromotimol com o CO2.
Como o pKa do sistema azul de bromotimol é igual a 6,8, no pH igual a 6,60, o grau
de distribuição da espécie desprotonada é igual a 0,39, aumentando para 0,61 em pH igual a
7,0 e 0,76 em pH igual a 7,3, ainda que o pKa seja alterado com a temperatura.
Uma forma de aumentar essa proporção é adequar o filme de reagente que escoa no
leito, para que haja um contato mais eficiente do gás CO2 com a solução, aumentando o
número de mols de CO2 em solução.
Foi então avaliada a vazão de aspiração do leito de reagente até o detector. As vazões
avaliadas foram: 0,758; 0,888; 1,125; 1,327 e 1,423 mL/ min e foi observado um aumento
sensibilidade com o aumento da vazão (Figura 29).
Figura 29 – Avaliação da influência da sucção do cromóforo na sensibilidade analítica, aplicando uma
vazão do azul de bromotimol no leito de 1,125 mL/min e rotação da bomba de 1,0, [AzBr] de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, com 100W de potência no aquecimento.
Este aumento expressivo na sensilbilidade pode ser explicado pelos sinergismos de
vários fatores, tais como a diminuição da dispersão ao longo do percurso analítico entre a
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6
vazão de sucção do cromóforo/ (mL/min)
sens
ibilid
ade/
(L/
mol
)
62
câmara de separação e o detector, a diminuição de uma câmara de mistura na região de saída
da câmara, assim como à diminuição da espessura do leito de reagente A vazão de entrada da
solução de azul de bromotimol foi também estudada. Dentre as vazões estudadas, apenas
aquelas com valor igual ou maior que 1,12 mL/min apresentaram sinais analíticos adequados.
Para valores de vazão menores, houve a formação de bolhas de ar no leito reacional que foram
arrastadas para o detector. Esse comportamento foi devido ao tempo, relativamente grande,
para a formação da gota do reagente na entrada da câmara, onde já há contato com o CO2.
Para vazões maiores que 1,33 mL/min, entretanto, a resposta linear foi obtida apenas para
altas concentrações de carbono. Esse comportamento é coerente com o fato que o aumento na
vazão diminui o tempo de formação da gota e o tempo de contato do CO2 tanto na gota quanto
no leito. Além disso, o aumento na vazão proporciona um aumento na espessura do filme no
leito reacional, ou seja, o volume e a quantidade da espécie desprotonada do AzBr e
necessitando, portanto de uma quantidade maior de CO2 para que ocorra uma variação
mensurável de pH. Na condição ótima foi obtida uma sensibilidade de 8,0 L/ mol, como pode
ser observado na Figura 30.
63
Figura 30 – Curva analítica para uma vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba de 1,0, concentração de azul de bromotimol de 5 x 10-6 mol/L pH 6,65 e potência de aquecimento igual a 100W.
A distância entre a saída da câmara Separadora de Fases e o detector, inicialmente
igual a 15 cm também foi avaliada, visando verificar a condição de mistura e avaliar uma
possível cinética lenta da formação do H2CO3 e conseqüentemente a liberação do próton.
Foram avaliados valores entre 31 e 85 cm (Figura 31).
A = 7,9984 C + 0,0429R2 = 0,9986
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025
concentração de carbono/ (mol/L)
abso
rbân
cia
64
Figura 31 – Influência da distância do cabo da câmara FBNS ao detector sobre a sensibilidade analítica. nas condições: vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba 1,0, concentração de azul de bromotimol de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65 e 100W de potência no aquecimento.
Avaliando a Figura 31 observa-se a influência do comprimento do cabo após a câmara
até o comprimento de 60 cm, com uma sensibilidade analítica de 46,407 L/ mg. Para
comprimentos maiores que 70 cm há uma estabilidade na sensibilidade.
Ainda em busca da melhor sensibilidade analítica para o sistema, avaliou-se o volume
de amostra a ser inserido em fluxo, variando a alça de amostragem, que é feita de um tubo
com diâmetro interno conhecido e, conhecendo-se o comprimento, sabe-se o volume de
amostra a ser inserido. Os volumes avaliados foram: 250 �L, 500 �L, 750 �L, 1000 �L e 1250
�L.
A influência do volume de amostra inserido sobre a sensibilidade é apresentada na
Figura 32.
15
20
25
30
35
40
45
50
30 45 60 75 90
comprimento do tubo/ (cm)
sens
ibilid
ade/
(L/m
ol)
65
Figura 32 – Avaliação da influência do volume de amostra sobre a sensibilidade analítica nas
condições: vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba 1,0, CAzBr de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, comprimento do tubo pós câmara de 70 cm e 100W de potência no aquecimento.
Observa-se a elevação da sensibilidade com o aumento do volume inserido, até
1000µL, em que o steady – state foi atingido, ou seja, uma estabilidade na variação da
sensibilidade com a variação do volume de amostra.
Para o estudo da vazão total sobre a sensibilidade, foi alterada a rotação na bomba
peristáltica. As rotações avaliadas foram: 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; e 1,1 unidade
arbitrária de rotação (Figura 33).
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
0 250 500 750 1000 1250 1500
volume de amostra/ (uL)
sens
ibilid
ade/
(L/
mg)
66
Figura 33 – Avaliação da influência da vazão total sobre a sensibilidade analítica.
Observa-se então, um aumento na sensibilidade analítica com o aumento na vazão
total, até um máximo na rotação de 0,9 unidade arbitrária após o que houve a diminuição da
sensibilidade. Assim, estabeleceu-se a rotação da bomba peristáltica em 0,9 unidade arbitrária.
Após a otimização da etapa de detecção do CO2 formado, utilizando-se apenas soluções
de referência de bicarbonato, iniciou-se então a avaliação da oxidação da matéria orgânica
utilizando-se do ftalato ácido de potássio (FAP), como composto de difícil oxidação e da
glicose como composto de fácil oxidação.
O estudo da concentração de persulfato usado na oxidação da matéria orgânica foi
realizado com concentrações de persulfato entre: 10 e 35 % /(m/V).
0102030405060708090
100110120130140150
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2
rotação na bomba peristáltica/ (unidades arbitrárias)
sens
ibilid
ade/
(L/
mg)
67
O comportamento observado foi similar àquele apresentado no sistema fosfato. A
diminuição do sinal com o aumento da concentração de persulfato pode estar associada à
oxidação da água, em detrimento do composto orgânico como pelo aumento da solubilidade
do CO2 com o aumento da força iônica da solução. Os dados referentes aos estudos da
influência da concentração de persulfato sobre a eficiência de oxidação podem ser observados
na Figura 34.
Figura 34 – Avaliação da influência da concentração de persulfato sobre a eficiência de oxidação, nas condições: vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba 1,0, [AzBr] de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, comprimento do tubo pós câmara de 70 cm, volume de amostra de 1000 µL, 100W de potência no aquecimento e vazão total de 0,9 unidade arbitrária.
A concentração ótima de persulfato foi de 25%/ (m/V) para a qual obteve-se uma
eficiência de oxidação em torno de 91,7 % para o ftalato ácido de potássio, enquanto a
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 5 10 15 20 25 30 35 40
concentração de persulfato/ % (m/V)
efic
iênc
ia d
e ox
idaç
ão/ (
%)
68
eficiência de oxidação para a glicose foi de 91,9%. Na Figura 35, são apresentadas as curvas
analíticas de bicarbonato, glicose e FAP na concentração ótima de persulfato.
Figura 35 – Curvas analíticas obtidas para a melhor concentração de persulfato (25%/(m/V), nas condições: vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba 1,0, [AzBr] de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, comprimento do tubo pós câmara de 70 cm, volume de amostra de 1000 uL, 100W de potência no aquecimento e vazão total de 0,9 unidade arbitrária. � NAHCO3, � glicose, �FAP
A eficiência de oxidação foi calculada através da expressão que considera a
sensibilidade da curva analítica do bicarbonato como máxima, quando todo o CO2 presente
pode ser determinado.
100.)(
)(%
3NaHCOeSensilidadFAPadeSensibilid
Eficiência =
fica fácil entender que para uma eficiência de 100% as sensibilidades analíticas devem ser
iguais, contudo verifica-se na Figura 35 uma sobreposição dos dados para o FAP e glicose e
uma proximidade desses com o NaHCO3, mesmo porque esse é a referência para uma
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0concentração de carbono/ (mmol/L)
abso
rbân
cia
69
eficiência de oxidação de 100%, valor esse próximo dos 91 % encontrados para ambos os
padrões.
Até então, o valor de oxidação de 100% não foi possível nas condições citadas. Por isso
estudou-se o efeito da concentração de ácido nítrico, na presença de Ag+, para auxiliar na
oxidação. Nesta avaliação fixou-se a concentração de prata em 50 mmol/ L e variou-se a
concentração de ácido nítrico nos valores 0,375, 0,750 e 1,500 mol/ L. O comportamento da
eficiência de oxidação na variação do ácido nítrico pode ser observado na Figura 36.
Figura 36 – Avaliação da eficiência de oxidação durante a variação da concentração de ácido nítrico nas
condições: vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, CAzBr de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, comprimento do tubo pós câmara de 70 cm, volume de amostra de 1000 uL, 100W de potência no aquecimento, vazão total de 0,9 unidade arbitrária e persulfato 25%/ (m/V).
A eficiência de oxidação de 100% foi atingido com a presença de ácido nítrico 0,375
mol/L, na presença de prata 50mmol/L. Entretanto, para concentrações maiores que 0,375 mol
HNO3/L a eficiência é diminuída de maneira acentuada. As curvas analíticas para os três
compostos podem ser observadas na Figura 37, na qual vê - se uma certa sobreposição dos
dados dos três compostos, ou seja, valores de sensibilidades muito próximos, resultando em
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75
concentração de ácido nítrico/(mol/L)
efic
iênc
ia d
e ox
idaç
ão/(
%)
70
valores aproximados de 100 % de oxidação, e uma faixa analítica linear de 3,125.10-4 mol
C/L a 2,5.10-3 mol C/L.
Figura 37 – Curvas analíticas obtidas para a melhor concentração de prata persulfato (25%/(m/V), nas
condições: vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba 1,0, CAzBr de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, comprimento do tubo pós câmara de 70 cm, volume de amostra de 1000 uL, 100W de potência no aquecimento e vazão total de 0,9 unidade arbitrária, persulfato 25%/ (m/V), ac. Nítrico 0,375 mol/L. � NAHCO3, � glicose, �FAP
A eficiência de oxidação pode ser medida, também, traçando uma curva entre os dados
de absorbância do composto de referência e os dados de absorbância do composto o qual a
eficiência de oxidação é avaliada. Sendo a absorbância devida ao ftalato ácido de potásssio
(concentrações expressas em mol C/L), em comparação com a glicose, o composto com maior
grau de dificuldade de oxidação, tem-se na Figura 38, a curva de eficiência de oxidação desse
composto. A inclinação da curva ideal deve, portanto, ser igual a 1,00, e como pode ser
observado, obteve-se uma inclinação de 1,0023, e uma correlação dos dados na curva de
0,9968.
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030
concentração de carbono/ (mo/L)
abso
rbân
cia
71
Figura 38 – Eficiência de oxidação do composto FAP nas condições: vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba 1,0, CAzBr de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, comprimento do tubo pós câmara de 70 cm, volume de amostra de 1000 uL, 100W de potência no aquecimento e vazão total de 0,9 unidade arbitrária, persulfato 25%/ (m/V), Ag+ 50mmol/L e ac Nítrico 0,375 mol/L.
Ainda que se tenha encontrado uma condição a qual proporciona 100% de eficiência de
oxidação, avaliou-se também, a possibilidade de diminuir a concentração de prata utilizada e
de aumentar a sensibilidade analítica. Assim, fixou-se o valor de 0,375 mol/L de HNO3 e
variou-se a concentração de prata. Os valores de concentração avaliados foram: 3,125; 6,250;
12,500; 25,000; 40,000 e 50,000 mmol Ag+/L, os resultados da influência da prata na
oxidação da matéria orgânica podem ser vistos na Figura 39.
A(FAP) = 1,0023A(BIC.) - 0,0002R2 = 0,9968
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
absorbâncias para bicarbonato
abso
rbân
cias
par
a o
FAP
72
Figura 39 – Influência da concentração da prata sobre a eficiência de oxidação nas condições: vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba 1,0, CAzBr de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, comprimento do tubo pós câmara de 70 cm, volume de amostra de 1000 uL, 100W de potência no aquecimento e vazão total de 0,9 unidade arbitrária, persulfato 25%/ (m/V), ac. Nítrico 0,375 mol/L.
Nota-se uma dependência quase linear da concentração de prata na eficiência de
oxidação para valores maiores que 12,5 mmol Ag+/L. Esperava-se que para concentrações
perto de 50 mmol Ag+/ L houvesse apenas pequenas variações na eficiência de oxidação, o
que não ocorreu. Em relação à sensibilidade analítica verifica-se um aumento para
concentrações de prata menores que 12,5 mmol/L (Figura 40). Ainda que o valor de
sensibilidade seja elevado, em torno de 78 L/mmol, as eficiências de oxidação nessas
condições foram menores que 67%.
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
concentração de prata/(mmol/L)
efic
iênc
ia d
e ox
idaç
ão/(
%)
73
Figura 40 – Influência da concentração da prata sobre a sensibilidade analítica nas condições: vazão de
AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba 1,0, CAzBr de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, comprimento do tubo pós câmara de 70 cm, volume de amostra de 1000 uL, 100W de potência no aquecimento e vazão total de 0,9 unidade arbitrária, persulfato 25%/ (m/V), ac. Nítrico 0,375 mol/L.
Uma vez que eficiência de oxidação igual a 100 % foi obtida, continuou-se a otimizar a
sensibilidade analítica. Para tanto, avaliou-se a influência da variação da potência das
resistências utilizadas para compor o sistema FBNS sobre a sensibilidade e também a
influência dessa potência na oxidação da matéria orgânica. Lembrando, que a eficiência de
oxidação até o momento já é de 100%, porém uma diminuição na potência mantendo-se essa
eficiência é um bom resultado de economia de energia elétrica.
A sensibilidade analítica mostrou-se dependente do aumento da potência das
resistências, Figura 41, até valores de 75W, decaindo para valores maiores de potência. Esse
decaimento pode estar relacionado com o aumento excessivo de temperatura no leito
05
10152025303540455055606570758085
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
concentração de prata/ (mmol/L)
sens
ibilid
ade/
(L/
mol
)
74
reacional ocasionando, também, o deslocamento no valor de pKa do AzBr, que é de extrema
importância para a sensibilidade analítica.
Figura 41 – Influência da potência nas resistências elétricas sobre a sensibilidade analítica nas
condições: vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba 1,0, CAzBr de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, comprimento do tubo pós câmara de 70 cm, volume de amostra de 1000 uL, 100W de potência no aquecimento e vazão total de 0,9 unidade arbitrária, persulfato 25%/ (m/V), ac. Nítrico 0,375 mol/L e 50mmol Ag+/ L.
O valor de 75 W proporcionou uma sensibilidade analítica em torno de 40,6 L/ mmol,
cerca de 1,8 vezes maior em relação aos valores encontrados para as condições anteriores a
essa avaliação. Mas, a eficiência de oxidação proporcionada com a aplicação dessa potência
inviabilizaria o método porque a eficiência de oxidação, nessa condição, é em torno apenas de
39,5%, como pode ser observado na Figura 42, na qual avalia-se ainda a dependência da
eficiência de oxidação da potência, e nessa Figura confirma-se que a melhor potência a ser
utilizada no sistema FBNS é a de 100W, ainda que a sensibilidade analítica seja em torno de
22,5 L/ mmol, que já é um bom valor.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 25 50 75 100 125
potência na resistência/ (W)
sens
ibilid
ade/
(L/
mg)
75
Figura 42 – Influência da potência nas resistências elétricas sobre a eficiência de oxidação nas
condições: vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba 1,0, CAzBr de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, comprimento do tubo pós câmara de 70 cm, volume de amostra de 1000 uL, vazão total de 0,9 unidade arbitrária, persulfato 25%/ (m/V), ac. Nítrico 0,375 mol/L e 50mmol Ag+/ L.
4.2.2 Caracterização do método
Define-se então a condição de trabalho para a determinação de carbono total em águas.
E assim, inicia-se então, a avaliação das Figuras de mérito da metodologia analítica, como a
faixa de resposta linear, sensibilidade analítica, limite de detecção, desvios e comparação
entre métodos.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 25 50 75 100 125
potência na resistência/ (W)
efic
iênc
ia d
e ox
idaç
ão/ (
%)
76
Na Figura 43 pode-se observar a curva analítica obtida a partir das condições
estabelecidas.
Figura 43 – Curva analítica obtida na condição otimizada: vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba 1,0, CAzBr de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, comprimento do tubo pós câmara de 70 cm, volume de amostra de 1000 uL, 100W de potência no aquecimento e vazão total de 0,9 (unidade arbitrária), persulfato 25%/ (m/V), ac. Nítrico 0,375 mol/L e 50mmol Ag+/ L.
A resposta linear foi obtida entre 0,3 mmol C/L a 2,5 mmol C/L, com sensibilidade
analítica de 22,576 L/ mmol e um bom ajuste dos dados na curva, sendo esse de 0,9975. O
limite de detecção, calculado a partir da curva analítica é de 0,053 mmol C/L. Com a
definição das Figuras de Mérito comparou-se então resultados obtidos com a metodologia
proposta com resultados obtidos através da metodologia TOC. Os dados dessa comparação
podem ser observados na Figura 44.
A = 22,576 C - 0,0026R2 = 0,9975
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,0 0,3 0,5 0,8 1,0 1,3 1,5 1,8 2,0 2,3 2,5 2,8
concentração de carbono (mmol/L)
abso
rbân
cia
77
Figura 44 – comparação entre a metodologia prposta e a metodologia TOC/ UNICAMP, na condição de trabalho: vazão de AzBr de 1,125 mL/min, na entrada do leito reacional, vazão de sucção do cromóforo para o detector de 1,327 mL/min, rotação da bomba 1,0, [AzBr] de 5 x 10-6 mol/L com pH ajustado para 6,65, comprimento do tubo pós câmara de 70 cm, volume de amostra de 1000 uL, 100W de potência no aquecimento e vazão total de 0,9 unidade arbitrária, persulfato 25%/ (m/V), ac. Nítrico 0,375 mol/L e 50mmol Ag+/ L.
Proposto = 1,0499 UNICAMP - 0,0837R2 = 0,9489
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
concentração de carbono/( mg/L) - UNICAMP
conc
entr
ação
de
carb
ono/
( m
g/L)
- P
ropo
sto
78
5 CONCLUSÕES
Desenvolveu-se uma metodologia para a determinação de fósforo total em águas com
boa repetibilidade. A faixa analítica para a determinação de fósforo total está de 0,027 mg de
P/L a 0,350 mg de P/L. A avaliação da incidência de UV mostrou que não há eficiência
significativa nos resultados, assim convém utilizar o sistema sem UV, reduzindo custo e
variável. Essa não eficiência pode estar associada a baixa potência da lâmpada utilizada. A
sensibilidade analítica é de 0,2625 L/mg. O limite de detecção (LOD), a partir da curva
analítica é de 9 µg/ L e o limite de quantificação foi de 26,9 µg/L. A comparação entre
métodos mostrou que o método é promissor. A conversão do ácido fítico a fosfato foi em
torno de 100%, uma ótima oxidação. A freqüência de amostragem foi de 40 h-1.
Outra metodologia desenvolvida neste trabalho foi a determinação de carbono total em
águas. Este também demonstrou boa repetibilidade, com faixa analítica de 0,3 mmol C/L a 2,5
mmol C/L, com sensibilidade analítica de 22,576 L/ mmol e um bom ajuste dos dados na
curva, sendo esse de 0,9975. O limite de detecção, calculado a partir da curva analítica, é de
0,053 mmol C/L. A conversão do FAP foi de aproximadamente 100%. A freqüência analítica
foi de 40 h-1.
79
6 ETAPAS FUTURAS
No decorrer deste trabalho algumas idéias correlacionadas surgiram. A elevada
eficiência de aquecimento do sistema FBNS sugere sua aplicabilidade a diversas reações
químicas de interesse analítico que necessitem de temperaturas elevadas. Entre elas, a
determinação de manganês total, demanda química de oxigênio, dióxido de enxofre,
aminas voláteis etc.
Sugere-se ainda uma reavaliação no desenho da câmara separadora da fase gasosa e
também a localização do detector na própria câmara de separação. Esse detector,
pensando no sistema para carbono total, pode ser de fluorescência, neste caso, será
utilizada substância fluorescente, como por exemplo, rodamina, para auxiliarem na
determinação. Como também um sistema independente do espectrofotômetro de bancada
para medições de carbono e fósforo totais utilizando sistema de detecção com LED’s, e
uma bomba recíproca para o bombeamento.
80
REFERÊNCIAS
ANDREEV, P. VICTOR; CHRISTIAN, D. GARY; Principles and capabilities of electroinjection analysis Analytical Letters, 34, 2001, 1569-1586.
AOYAGI, M. YASUMASA & NISHIDA A., Rapid spectrophotometric determination of total phosphorus in industrial wastewaters by flow injection analysis including a capillary digestor, Analytica Chimica Acta, 214, 1988, 229-237.
ARRUDA, M. A. Z.; GALLEGO, M.; VALCÁRCEL, M. Semi-on-line microwave-assisted digestion of shellfish tissue for the determination of seleniumm by electrothermal atomic absorption spectrometry. J. Anal. At. Spectrom. 11: 169, 1996
BAND, FERNÁNDEZ S. BEATRIZ; PALOMEQUE, E. MIRIAM; NEZIO, DI S. MARÍA; A sensitive spectrophotometric method for lead determination by flow injection analysis with on-line preconcentration Talanta, 63, 2004, 405-409
BECK, P.H.; ZHANG, BIN; A rapid and sensitive method for the fluoimetric determination of phosphate by flow-injection Analytical Letters, 34,15, 2001, 2721-2733
BENSON, L. RICHARD; MCKELVIE, D. IAN; HART, T. BARRY; Determination of total phosphorus in waters and wastewaters by flow injection analysis, Analytica Chimica Acta, 291, 1994, 223-242
BENSON, L. RICHARD; MCKELVIE, D. IAN; HART, T. BARRY; TRUONG, B. YEN; HAMILTON, C. IAN; Determination of total phosphorus in waters and wastewaters by on- line UV/termal induced digestion and flow injection analysis, Analytica Chimica Acta, 326, 1996, 29-39
BIDDANDA, B.; BENNER, R.; Carbon, nitrogen, and carbohidrates fluxes during the production of particulate and dissolved organic matter by marine phytoplankton, Limnol. Oceanol. 42, 1997, 506.
BOS G. DARREN, CUMMING F. BRIAN; “Sedimentary Cladoceran remains and their relantionship to nutrients and other limnological variables in 53 lakes from Britshi Columbia, Canadá”, Can. J. Fish Aquat. Sci. 60, 2003.
BUDZINSKI, H.; LETELLIER, M.; Microwave assisted extration of organic compounds Analysis,27, 1999, 259-271
81
BURGUERA, M; BURGUERA, J. L.; ALARCÓN, O. M. Flow injection and microwave-oven sample decomposition for determination of Copper, zinc and iron in whole blood by atomic absorption spectrometry. Analytica Chimica Acta, 179: 351, 1986
BURGUERA, J. L BURGUERA, M; Determination of lead in biological materials by microwave-assisted mineralization and flow injection electrotermal atomic absorpton spectrometry. J. Anal. At. Spectrom., 8: 235, 1993
BURGUERA, J. L BURGUERA, M; Microwave-assisted sample decomposition in flow analysis. Analytical Chimica Acta, 366: 63, 1998
CETESB, 1999, Estabelecimento de valores de referência de qualidade e de intervenção para solos e águas subterrâneas no estado de São Paulo - Documentos ambientais, CETESB, São Paulo1-2.
CETESB, 1995, Relatório de qualidade das águas interiores do Estado de São Paulo in Série Relatório, CETESB, São Paulo, 2-3.
CRESSER, M.; VAZ RON M. D.; EDWARDS, A. C.; SHAND, C. A.; Determination of dissolved organic phosphorus in soil solutions by an improved automated photo-oxidation procedure, Talanta, 39, 1992, 1479-1487
DANET ANDREI F., BOGDAN BUCUR, MIHAELA-CARMEN CHEREGI, MIHAELA BADEA, SIMONAS ERBAN, Spectrophotometric Determination of Organophosphoric Insecticides in a FIA System Based on AChE Inhibition, ANALYTICAL LETTERS Vol. 36, No. 1, pp. 59–73, 2003.
DAGUPTA, K. PURNEDU; DONG SHEN; Automated determination of total phosphorus in aqueous samples, Talanta 38, 1991, 133-137
DE LA GUARDIA, M. ; CARBONELL, V.; MORALES-RUBIO, A.; SALVADOR, A. On-line microwave-assisted digestion of solid samples for their flame spectrometric analysis. Talanta, 40: 1609, 1993
DORNFELD, C. BUSO; Utilização de análises limnológicas, bioensaios de toxicidade e macroinvertebrados bentônicos para o diagnóstico ambiental do reservatório de Salto Grande (Americana, SP), Dissertação de mestrado, USP, 2002
82
DOYLE, ALLEN; WEINTRAUB, N. MICHAEL; SCHIMEL P. JOSHUA; Persulfate digestion and simultaneous colorimetric analysis of carbon and nitrogen in soil extracts Soil SCI. Soc. A. M. J., Vol. 68,March-April 2004
ENEIN, ABOUL Y. HASSAN; DUNEC, F. ANDREI; CHEREGI, MIHAELA; CALATAYUD, MARTINEZ JOSE; Flow injection methods of analysis for waters. II. Organic pollutants, Critical Reviews in Analytical Chemistry 33, 2003, 57-68
GRASSI, T. M.; As águas do planeta Terra, Química Nova na Escola, Maio 2001
GUIRAUD D. M. C.; ERVIM L.; EDUARDO B. L.; LUZIA O. B. F.; Loss of Macronutrients (N, P, K) in the Hydrographic Basin of the River Ivaí, an Affluent of the River Paraná, Brazilian Archives Of Biology And Technology, 47, 2004.
HAMILTON, S. K., SIPPEL, S., CALHEIROS, D. F.; MELACK, J. M., 1997 An anoxic event and other biogeochemical effects of the Pantanal wetland on the Paraguay River Limnol. Oceanol. 42(2)257.
HANSENa, H. E.; WANG J.;The three generations of flow injection analysis, Analytical Letters, 37, 3, 2004, 345-359
HANSENb, H. E.; The impact of flow injection on modern chemical analysis: has it fulfilled our expectations? And where are we going? Talanta, 64, 2004, 1076-1083
HASWELL. J. STEPHEN; BARCLAY, D. On line microwave digestion of slurry samples with direct flame atomic-absorption-spectrometric elemental detection. Analyst. 117: 117, 1992
HASWELL. J. STEPHEN, WILLIAMS, E. KATHELEEN. Determination of total phosphate in waste waters by on-line microwave digestion incorporating colorimetric detection, Analyst,18, vol. 118, march 2004, 245-248
HONGVE, D., 1997, Cycling of iron, manganese, and phosphate in a meromictic lake Limnol. Oceanol. 42(4)635.
HUANG, J. H.; LIAO, T. K.; HSIA, H. T.; Flow analysis of p-aminophenyl phosphate with a gold nanoelectrode ensemble based detector Analytica Chimica Acta, 537, 2005, 315-319
JARDIM, W. F. A contaminação dos recursos hídricos por esgoto domético e industrial, Química Nova, 15, 1999, 144.
83
KARANASSIOS, V.; LI, F. H.; SALIN, E. D. Rapid stopped-flow microwave digestion system J. Anal. At. Spectrom., 6: 457, 1991
KONDO, M. MÁRCIA; ARCOS, V. S. A. MARIA; GRASSI, T. MARCO; Dissolved organic carbon determination using FIA and photo- Fenton reaction Brazilian Archives of Biology and Technology, Vol. 45,1, 2002, 81-87
KOZAK, J.; KÓSCIELNIAK, P.; Review of univariate standard addition calibration procedures in flow analysis Critical Reviews in Analytical Chemistry, 36, 2006, 27-40
LAFUENTE, J. M. G.; SANCHES, M. L. F.; SANZ-MEDEL, A.; Speciation of inorganic selenium and selenoamino-acids by online reversed-phase high-performance liquid chromatography – focused microwave digestion- hydride-generation atomic detection, J. Anal. Atom. Spectrom., 11: 1163, 1996
LANGMUIR, D.; 1997, Aqueos Environmental Geochemistry, Prentice Hall, London, p. 420.
MAK, C.W.; CHAN C.; BARFORD J.; RENNEBERG, R.; Biosensor for rapid phosphate monitoring in a sequencing batch reactor (SBR) system Biosensors and Bioelectronics, 19, 2003, 233-237
MARINO C. M.. Algae as biological indicators of water pollution. Algae and Environment: A general approach. VI edição, São Paulo, Sociedade Brasileira de Ficologia, 1992. p.34-60
MCKELVIE, D. IAN; HART. T. BARRY; Spectrophotometric determination of dissolved organic phosphorus in natural waters using in-line photo-oxidation and flow injenction, Analyst, Vol. 114, November 1989
MECKLER, A. N.; SCHUBERT, C. J.; COWIE, G.L.; PEIFFER, S.; DITTRICH,M.; New organic matter degradation proxies: Valid in lake system? Limnol. Oceanogr., 49 (6), 2004, 2023-2033
MITRASINOVIC M. PETAR; Qualitative Characterization of the P-C Bonds in Ylides of Phosphorus, J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7026-7033
MOSKVIN, N. L.; BULATOV, V. A.; NAZAROVA, V. N.; Flow-injection determination of trace antimony in natural water swith extration- chromathographic preconcentration Journal of Analytical Chemistry, 59, 10,2004, 991-994
84
MOTOMIZU, SHOJI; WAKIMOTO, TOSHIAKI; TÔEI, KYOJI; Determination of trace amounts of phosphate in river water by flow injection analysis, Talanta, 30, 5, 1982, 333-338
MOTOMIZU, S.; OSHIMA, M.; Spectrophotometric determination of phosphorus as orthophosphate based on solvent extraction of the ion associate of molybdophosphate with malachite green using flow injection, Analyst, Vol. 112, March 1987
MOTOMIZU, S.; LI, H. Z.; Trace and ultratrace analysis methods for the determination of phosphorus by flow-injection techniques Talanta, 66, 2005, 332-340
MOZETO, A. ANTONIO; JARDIM, F. DE WILSON; “A química ambiental no Brasil, Química Nova, Vol. 25, Supl. 1, 2002
NAKAMURA, H.; HASEGAWA, M.; NOMURA,Y.; IKEBUKURO, K.; ARIKAWA, Y.; K.ARUBE, I.; Improvement of a CL-FIA system using maltose phosphorylase for the determination of phosphate-ion in freshwater Analytical Letters”, Vol. 36,9, 2003, 1805-1817
OSHIMA, M.; SABARUDIN, A; MOTOMIZU, S.; Ultratrace determination of phosphorus in ultrapurified water by a slope comparison method Analytica Chimica Acta, 481, 2003, 311-319
MURPHY, J.; RILEY, J. P.; A modified solution method for the determination of phosphate in natural waters Analytica Chimica Acta, 27,1962,31-36
OLIVEIRA, A. F., 1999 Desenvolvimento de um sistema de injeção em fluxo com reator focalizado em forno de microondas de uso doméstico: determinação de açúcares redutores e etanol tese de doutoramento, PPG-Q, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, p.76.
OLIVEIRA, A. F.; FATIBELLO-FILHO, O.; Flow injection spectrophotometric determination of reducing sugars using a focalized coiled reator in domestic microwave oven Talanta, 50, 1999, 899.
OLIVEIRA, A. F.; FATIBELLO-FILHO, O.; Flow injection spectrophometric determinationof reducing sugars using a focalized coiled reator in domestic microwave oven Talanta, 50, 1999, 899.
OLIVEIRA, A. F.; FATIBELLO-FILHO, O.,; NÓBREGA, J.A., 2000, Non - pressure unsegmented liquid/ vapor phases flow injection system with radiation focalized in reactor in domestic microwave oven, Talanta, Submetido.
85
PASSELL, D. HOWARD; DAHM, N. CLIFFORD; BEDRICK, J. EDWARD; Nutriente and organic carbon trends and patterns in the upper Rio Grande, 1975-1999 Science of the Total Environment, 345, 2005, 239-260
PAVAN, A. MARCOS; ANDRADE EMILENE; MIYAZAWA, MÁRIO; OLIVEIRA, L. EDSON; Effect of organic matter on manganese solubility, Brazilian Archives of Biology and Technology, Vol. 45, 1, 2002, 17-20
PIENAAR, J. JACOBUS; BOGOPANE, M. ANDRONICCA; LACHMANN, GERHARD; HAMZA, A. S. MOHAMMED; ELDIK, VAN RUDI; The kinetics of the silver (I) – induced oxidation of chromium (III) by peroxidisulphate S. Afr. J. Chem., 58, 2005, 30-36
PLETCHER, EVANS JOHN; WARBURTON, RICHARD P.; Amperometric sensor for carbon dioxide: design, characteristics, and performance, Analytical Chemistry, 61,1989, 577-580
RAIMBAULT, P.; POUVESLE, W.; DIAZ. F.; GARCIA, N.; SEMPÉRÉ R.; Wet-oxidation automated colorimetry for simultaneous determination of organic carbon, nitrogen and phosphorus dissolved in seawater, Marine Chemistry, 66, 1999, 161-169
RESZAT, N. THORSTEN; HENDRY M. JIM; Characterizing dissolved organic carbon using asymmetrical flow field-flow fractionation with on-line UV and doc detection Anal. Chem. 77, 2005, 4194-4200
ROCHA, P. R. FÁBIO; NÓBREGA, A. JOAQUIM; FATIBELLO, ORLANDO FILHO; Flow analysis strategies to greener analytical chemistry. An overview, Green Chemistry, 3, 2001, 216-220
RODRIGUES L. C.; SUELI T.; MARIA C. R. AND THOMAZ A P. “Seasonal Fluctuation of Some Limnological Variables on a Floodplain Lake (Patos lagoon) of the Upper Paraná River, Mato Grosso do Sul State, Brazil, Brazilian archives of biology and technology, 45, 2002.
RUZICKA, J.e HANSEN, E. Flow injection analysis. Part I A new concept of a fast continuous flow analysis Anal. Chim. Acta, 78, 145, 1975
SANTELLI, E. RICARDO; CARVALHO, B. FÁTIMA MARIA DE; CASSELLA, J. RICARDO; QUARESMA, B. CRISTINA MARIA; Focussed microwave-assisted sample preparation: total phenol determination in petroleum refinery effluents by flow injection spectrophotometry Microchemical Journal, 78, 2004, 35-40
SCHINDLER,D. W., (1990) Limnol. Oceonogr., 23,478-480.
86
SCHWEDT, G.; HINKAMP, S. Determination of total phosphorus in waters with amperometric detction by coupling of flow – injection analysis with continuous microwave oven digestion, Analytica Chimica Acta, 236, 1990, 345-350
SHPIGUN, L. K.; Separation and preconcentration in flow-injection analysis Journal of Analytical Chemistry, Vol. 38, 7, 2003
SOYLAK, M.; ELCI, L.; AKKAYA, Y.; DOGAN, M.; On- line preconcentration system for determination of lead in water and sediment samples by flow injection-flame atomic absorption spectrometry, Analytical Letters, 35, 3, 2002, 487-499
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 19th Edition, American Public Health Association, 1997
STURGEON, R. E.; WILLIE, S. N.; METHVEN, B. A.; LAM, J. W. H. Continuous-flow microwave-assisted digestion of environmental samples using atomic spectrometric detection. J. Anal. At. Spectrom., 10: 981, 1995
THOMAS. G. W., 1970, Nutrients mobility in soils: acumulation and losses, O.P. Engelstad (ed.) Soil Sci. Soc. Am. Wisconsin.
TYE, A. M; YOUNG, S.; CROUT, N. M. J.; ZHANG H.; . PRESTON S; ZHAO F. J.; MCGRATH S. P.; Speciation and solubility of Cu,Ni and Pb in contaminated soils European Journal of Soil Science, 55, 2004, 579-590
VLESSIDIS, A. G.; KOTTI, M. E.; EVMIRIDIS, N. P.; A study for the validation of spectrophotometric methods for detection, and digestion methods using a flow injection manifold, for the determination of total phosphorus in wastewaters Journal of Analytical Chemistry, Vol. 59, 1, 2004, 77-85
WANG, J.; DEO, P. R.; BLOCK, I.; M.ULCHANDANI, A; JOSHI, A. K.;T., MARECK; SCHOLZ, F.; CHEN, W.; LIN, Y.; Determination of organophosphate pesticides at a carbon nanotube/ organophosphorus hydrolase electrochemical biosensor. Analytica Chimica Acta, 530, 2005, 185-189
YAO, T.; TAKASHIMA, K.; NANJYO, Y.; Simultaneous determination of orthophosphate and total phosphates (inorganic phosphates plus purine nucleotides) using a bioamperometric flow-injection system made up by a 16-way switching valve Talanta, 60, 2003, 845-851
XU, W.; SANDFORD, C. R.; WORSFOLD, J. P.; CARLTON, A; HANRAHAN, G.; Flow injection techniques in aquatic environmental analysis: Recent applications and technological advances Critical Reviews in Analytical Chemistry, 33, 2005, 237-246
87
Livros Grátis( http://www.livrosgratis.com.br )
Milhares de Livros para Download: Baixar livros de AdministraçãoBaixar livros de AgronomiaBaixar livros de ArquiteturaBaixar livros de ArtesBaixar livros de AstronomiaBaixar livros de Biologia GeralBaixar livros de Ciência da ComputaçãoBaixar livros de Ciência da InformaçãoBaixar livros de Ciência PolíticaBaixar livros de Ciências da SaúdeBaixar livros de ComunicaçãoBaixar livros do Conselho Nacional de Educação - CNEBaixar livros de Defesa civilBaixar livros de DireitoBaixar livros de Direitos humanosBaixar livros de EconomiaBaixar livros de Economia DomésticaBaixar livros de EducaçãoBaixar livros de Educação - TrânsitoBaixar livros de Educação FísicaBaixar livros de Engenharia AeroespacialBaixar livros de FarmáciaBaixar livros de FilosofiaBaixar livros de FísicaBaixar livros de GeociênciasBaixar livros de GeografiaBaixar livros de HistóriaBaixar livros de Línguas
Baixar livros de LiteraturaBaixar livros de Literatura de CordelBaixar livros de Literatura InfantilBaixar livros de MatemáticaBaixar livros de MedicinaBaixar livros de Medicina VeterináriaBaixar livros de Meio AmbienteBaixar livros de MeteorologiaBaixar Monografias e TCCBaixar livros MultidisciplinarBaixar livros de MúsicaBaixar livros de PsicologiaBaixar livros de QuímicaBaixar livros de Saúde ColetivaBaixar livros de Serviço SocialBaixar livros de SociologiaBaixar livros de TeologiaBaixar livros de TrabalhoBaixar livros de Turismo