preparo de amostras final_resumido

8/13/2019 Preparo de Amostras Final_resumido

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Tcnicas de preparo de amostraTcnicas de preparo de amostraTcnicas de preparo de amostraTcnicas de preparo de amostra

Etapas de uma anliseEtapas de uma anliseEtapas de uma anliseEtapas de uma anliseEtapas de uma anliseEtapas de uma anliseEtapas de uma anliseEtapas de uma anlise

AMOSTRAGEM

PREPARO DA AMOSTRA

IDENTIFICAO e, ou QUANTIFICAO

PROCESSAMENTO DOS RESULTADOS

AVALIAO DOS RESULTADOS

Extrao/Pr-concentrao

Derivatizao

Triturao

Dissoluo

Preparao da amostraPreparao da amostraPreparao da amostraPreparao da amostraPreparao da amostraPreparao da amostraPreparao da amostraPreparao da amostraSrie de etapas necessrias para transformao da amostra de tal forma que ela

se torne apropriada a uma anlise

Finalidade das operaes de preparo de amostrasFinalidade das operaes de preparo de amostrasFinalidade das operaes de preparo de amostrasFinalidade das operaes de preparo de amostrasFinalidade das operaes de preparo de amostrasFinalidade das operaes de preparo de amostrasFinalidade das operaes de preparo de amostrasFinalidade das operaes de preparo de amostras

TRITURAO

- reduo de tamanho das partculas;

- homogeneizao da amostra.

DECOMPOSIO

- dissoluo do material slido da amostra;

- separao de substncias interferentes;

- pr-concentrao de elementos.

PR-CONCENTRAO

Compatibilizar:

- a capacidade de processamento do sistema;

- a sensibilidade de deteco desse sistema;

- a demanda do procedimento analtico.

CLEAN-UP/ LIMPEZA

Eliminar:- constituintes que possam danificar o sistema analtico;- materiais que possam interferir com a deteco /

quantificao dos analitos de interesse.

Fatores a serem considerados na separaoFatores a serem considerados na separaoFatores a serem considerados na separaoFatores a serem considerados na separaoFatores a serem considerados na separaoFatores a serem considerados na separaoFatores a serem considerados na separaoFatores a serem considerados na separaode analitos da matriz e dos interferentesde analitos da matriz e dos interferentesde analitos da matriz e dos interferentesde analitos da matriz e dos interferentesde analitos da matriz e dos interferentesde analitos da matriz e dos interferentesde analitos da matriz e dos interferentesde analitos da matriz e dos interferentes

Propriedades fsico-qumicas dos constituintesda amostra;

Concentrao de analitos e interferentes naamostra;

Caractersticas da instrumentao disponvel;

Requisitos tcnico-gerenciais.


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Principais processos fsicoPrincipais processos fsicoPrincipais processos fsicoPrincipais processos fsicoPrincipais processos fsicoPrincipais processos fsicoPrincipais processos fsicoPrincipais processos fsico--------qumicos dequmicos dequmicos dequmicos dequmicos dequmicos dequmicos dequmicos deseparao usados em metodologias de preparoseparao usados em metodologias de preparoseparao usados em metodologias de preparoseparao usados em metodologias de preparoseparao usados em metodologias de preparoseparao usados em metodologias de preparoseparao usados em metodologias de preparoseparao usados em metodologias de preparo

de amostrasde amostrasde amostrasde amostrasde amostrasde amostrasde amostrasde amostras

Partio ou absoro

Adsoro (superfcie):fisiosoro ou quimiossoro

Volatilizao

Mecanismo de absoro e adsoro.

Extrao lquido-lquido

PR-CONCENTRAO

SPE

Extrao por ponto nuvem

Eletrodeposio

Precipitao

Troca inica

Decomposio da amostra

EXTRAO

cidos inorgnicos

Fundentes

Combusto

Extrao com solvente

TCNICAS DE PREPARO DE AMOSTRAS PARAANLISES DE INORGNICOS

Mtodos de extraoDECOMPOSIO COM CIDOS FORTES

INORGNICOS OU BASES

Sistemas convencionais:

Aquecimento em sistemas convencionais ou microondas

Microondas:

Placa aquecedora, bico de Bnsen,banho-maria, estufa, mufla

Focalizado Convencional

Princpio: Suspenso da amostra em cido aquecida at quehaja o desaparecimento da fase slida presente na amostra.

M + nH+ Mn+ + n/2H2

PRINCIPAIS CIDOS UTILIZADOS

HCl: Bom para amostras inorgnicas, limitado para amostras

orgnicas.

Aplicao: xidos, sulfetos, carbonatos, fosfatos e metais que se oxidam

mais facilmente que o hidrognio.

HNO3: Perda de halognios, enxofre e nitrognio por volatilizao em

sistemas abertos.Aplicao: Concentrado e a quente dissolve todos os metais mais

comuns, exceto Al e Cr. HNO3 e calor, ou com H2O2 ou Br2 determinao de metais .

H2SO4: A maioria dos compostos inorgnicos so desidratados edecompostos nessa temperatura, podendo ser eliminados da amostra na

forma de CO2 e H2O.

Aplicao: Metais e ligas metlicas (a quente).


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H3PO4: Decompem-se conforme a temperatura do meio.

Aplicao: xidos refratrios ( quente).

HClO4: Concentrado e a quente um poderoso agente oxidante.Aplicao: Matria orgnica j parcialmente oxidada com HNO3. Ligas

de ferro e ao inoxidveis que no so atacados por outros cidosminerais .

HF: Excesso deve ser removido pela adio de H2SO4 ou HClO4.Aplicao: Rochas e minerais a base de silicatos.

Misturas oxidantes: HCl:HNO3 (3:1). Adio de Br2 ou H2O2 acelera aoxidao de materiais orgnicos presentes na amostra.

Outras possibilidades: HNO3:HClO4 (matria orgnica).HF: HNO3: ligas, aos, carbetos refratrios, nitritos e boretos de titnio.

Cl2 ou HClO4 em HCl: materiais de difcil dissoluo. ex: irdio.

DECOMPOSIO POR MICROONDASPode ser realizada em frascos aberto ou fechados.

Principal vantagemfrente a sistemas convencionais: velocidade.

Frascos fechados temperaturas mais altas, menores quantidades dereagentes, eliminao de perdas de compostos por volatilizao, fcil de serautomatizada(reduono tempo de preparo).

Tipos de frascos: Presso moderada (8 atm), alta presso 80 atm, temperaturamxima: 250 oC, mximo de 1 g de amostra) e presso atmosfrica (frascosabertos).

Alta presso.Presso moderada

DECOMPOSIO DE MATERIAIS INORGNICOS PORFUNDENTES

Usada para digerir silicatos, alguns xidos minerais e algumas ligas de ferro.Proporo de 2 a 20 x. Atingi-se temperaturas de 300C a 1.000C. Aps fuso

solubilizao com solvente adequado.

Desvantagens:

Problemas de segurana; Contaminao da amostra com impurezas presentes nos fundentes;

Presena elevada de sais aps a fuso, podendo dificultar a anlise

posterior.

Devido s altas temperaturas de fuso, comum ocorrerem perdas

por volatilizao;

Contaminao da amostra por ataque do fundente ao recipiente de

anlise.

FundentePonto defuso (oC)

Tipo de cadinho Tipo de substncia decomposta

Na2CO3 (Fundentebsico) 851 Platina

Silicatos. Amostras contendo slica, alumina,fosfatos e sulfatos pouco solveis

Na2CO3 + agenteoxidante (KNO3,KClO3 ou Na2O2)

---Platina (excetocom Na2O2),

Nquel

Amostras que requerem um ambienteoxidante (S, As, Sb, Cr etc)

LiBO2 ou LiB4O4ou Na2B4O7

(Fundente bsico)---

Platina, Ouro,Carbono vtreo

Minerais aluminossilicatos, carbonatos,escrias e cermicas

NaOH ou KOH(Fundente bsico)

318380

Ouro, Prata,Nquel Silicatos, carbeto de silcio e certos minerais

Na2O2 (Fundentebsico)

Decompe-se Ferro, Nquel

Oxidante poderoso para sulfetos, ligas de Fe,Ni, Cr, Mo, W e Li insolveis em cido

K2S2O7 (Fundentecido) 300 Plat ina, Porcelana

xidos pouco solveis e amostras contendoxidos

B2O3 (Fundentecido) 577 Platina

Silicatos e xidos em que metais alcalinosdevem ser determinados

CaCO3 + NH4Cl --- Nquel

Produo de CaCl2 e CaO duranteaquecimento do fundente. Empregado parasilicatos em que metais alcalinos devem ser

determinados

Fundentes comuns


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DECOMPOSIO DE AMOSTRAS ORGNICASPOR COMBUSTO

Amostra queimada na presena de excesso de oxignio e os produtosformados absorvidos em um lquido (ex: sol. carbonato de clcio) que

analisado.

Usada na determinao de C,H, N, S, P, As, B, O, halognios ealguns metais em compostosorgnicos;Usado em anlises porespectroscopia de absoro ouemisso atmicas; Vantagem: anlises rpidas.

Combusto de Schnniger.

Frasco de 300 a 1000 mL.

Amostra de 2 a 200 mg: slido papel de filtro,lquido cpsula de gelatina

Dissoluo incompleta dos analito;Situao ideal: o reagente selecionado dissolve completamente a amostra e nosomente o analito .

Perdas do analito por volatilizao;Ex: Em cido forte: CO2, SO2, H2S, H2Se, H2Te, etc.Reagente alcalino: NH3.HF: reage com silicatos e compostos contendo boro para produzir fluoretosvolteis (As, B, Ge, Se, Ta, Nb, Ti e Te).HCl: Formao de cloretos volteis: SnCl4, GeCl4, SbCl3, AsCl3 e HgCl2.Cl- e H2SO4 ou HClO4 concentrados: Bi, Mn, Mo, Ta, V e Cr.xidos volteis em solues cidas quentes : tetrxido de smio (OsO4) e derutnio e heptxido de rnio (ReO7).

Introduo do analitocomo um contaminantedo solvente;

Introduo de contaminantes a partir da reao do solvente com asparedes do frasco. Ocorre em temperaturas elevadas e importante na anlisede traos.

Fontes de erros na decomposio e dissoluo de amostras

Tcnicas de pr-concentrao para anlise de compostosinorgnicos

Extrao lquido-lquido

PR-CONCENTRAO

SPE

Extrao por ponto nuvem

Eletrodeposio

Precipitao

Troca inica cida ou bsica

PrecipitaoSeguida de solubilizao do precipitado e anlise da amostra

Exemplos de precipitantes orgnicos Precipitao deve ser completa

Vantagens: Simplicidade eFormao de produto uniforme.


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Troca inicaImobilizao de grupos funcionais em suporte slido

(Polimero ResinaA-)B ++ C+(sol) (Polimero Resina ResinaA-)C ++ B+(sol)

Anlise direta da resina (Fluorescncia de raios X);

Anlise aps eluio do material.

Resinas comerciais: polmeros ou copolmeros de est ireno-

divinilvenzeno.

Ex: CHELEX 10 (grupo funcional cido iminoactico): utilizada para a

maioria dos ons metlicos.

PuroLite (sulfonato de poliestireno): remoo de ctions.

Exemplos de resinas de troca inica

Extraocom fluido

supercrtico

Extraocom lquido

pressurizado

ASE

gua

sub-crtica

Extraocom

lquidos

LLE

Soxhlet

MASE

Extraoem

fase gasosa

Headspace

Esttico

Dinmico

Extraocom

sorventes

SPE

MSPD

SPME

Column-switching

SBSE

TCNICAS DE PREPARO DE AMOSTRAS PARA COMPOSTOS ORGN ICOS


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EXTRAO LQUIDO-LQUIDO

Contnua. (a) solvente de extraomais denso que lquido extrado e(b) menos denso que lquido extrado.Convencional.

Extrao de analitos orgnicos ou pr-concentrao de analitos inorgnicos.Extrao lquidoExtrao lquidoExtrao lquidoExtrao lquidoExtrao lquidoExtrao lquidoExtrao lquidoExtrao lquido--------lquido convencionallquido convencionallquido convencionallquido convencionallquido convencionallquido convencionallquido convencionallquido convencional

Coletar solvente extrator

Extrair novamente a amostra com volume de solvente

Coletar solvente e combinar com extrato da etapaanterior

Extrair novamente com o solvente

Coletar solvente e combinar com extraes anteriores

Extrair com pequeno volume de solvente

ANALISAR EXTRATO

Volume de amostra com concentrao de analito

Analitos inorgnicos:reao decoordenao, quelaoou associao inica(espcie f inal neutra)antes da extrao comsolvente orgnico;

Analitos orgnicos:extrao direta comsolvente orgnico.

Ag, Au, Bi, Cd, Cu, Pb, Zn:Metilisobutilcetona (medidadireta AA)

Extrao lquidoExtrao lquidoExtrao lquidoExtrao lquidoExtrao lquidoExtrao lquidoExtrao lquidoExtrao lquido--------lquidolquidolquidolquidolquidolquidolquidolquido

VANTAGENSSimplese rpida;Aplicvel a uma gama

de matrizes e compostos; Alto grau deseparao.

DESVANTAGENSSeletividade ruim;Pr-concentrao

limitada (50-100 x);Grande consumo desolventes orgnicos; Formao de emulsoem muitos casos (perda deanalito);Grande produo deresduos lquidos.

Microextrao em fase lquidaMicroextrao em fase lquidaMicroextrao em fase lquidaMicroextrao em fase lquidaMicroextrao em fase lquidaMicroextrao em fase lquidaMicroextrao em fase lquidaMicroextrao em fase lquida((((((((LPME, Liquid Phase Microextraction)LPME, Liquid Phase Microextraction)LPME, Liquid Phase Microextraction)LPME, Liquid Phase Microextraction)LPME, Liquid Phase Microextraction)LPME, Liquid Phase Microextraction)LPME, Liquid Phase Microextraction)LPME, Liquid Phase Microextraction)

Requisitos solvente LPMERequisitos solvente LPMERequisitos solvente LPMERequisitos solvente LPMERequisitos solvente LPMERequisitos solvente LPMERequisitos solvente LPMERequisitos solvente LPME

Baixa solubilidade com agua;

Baixa volatilidade;

Ser cromatografvel.


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LPME com membrana protetoraLPME com membrana protetoraLPME com membrana protetoraLPME com membrana protetoraLPME com membrana protetoraLPME com membrana protetoraLPME com membrana protetoraLPME com membrana protetora

Vantagens LPMEVantagens LPMEVantagens LPMEVantagens LPMEVantagens LPMEVantagens LPMEVantagens LPMEVantagens LPME Requer pequeno volume de solvente;

Modos de extrao direta e atravs do headspace.

CARTUCHOS

- Tubos ou seringas

- Corpo de polietileno

- Capacidade: 50 mg a 10 g de amostra

DISCOS- Forma e aparncia similares a papel de filtro- Partculas de sorvente dispersas em malha de PTFE- Dimetro 47 mm a 70 mm, espessura 0,5 mm

Dispositivos de SPEDispositivos de SPEDispositivos de SPEDispositivos de SPEDispositivos de SPEDispositivos de SPEDispositivos de SPEDispositivos de SPE

Extrao em fase slidaExtrao em fase slidaExtrao em fase slidaExtrao em fase slidaExtrao em fase slidaExtrao em fase slidaExtrao em fase slidaExtrao em fase slida (SPE)(SPE)(SPE)(SPE)(SPE)(SPE)(SPE)(SPE)

A)Condicionamento C)LavagemB)Adio da amostra D) Eluio dos analitos

Etapas de extrao / concentrao de analitosEtapas de extrao / concentrao de analitosEtapas de extrao / concentrao de analitosEtapas de extrao / concentrao de analitosEtapas de extrao / concentrao de analitosEtapas de extrao / concentrao de analitosEtapas de extrao / concentrao de analitosEtapas de extrao / concentrao de analitospor SPEpor SPEpor SPEpor SPEpor SPEpor SPEpor SPEpor SPE Mecanismo da prMecanismo da prMecanismo da prMecanismo da prMecanismo da prMecanismo da prMecanismo da prMecanismo da pr--------concentrao SPEconcentrao SPEconcentrao SPEconcentrao SPEconcentrao SPEconcentrao SPEconcentrao SPEconcentrao SPE


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Parmetros Operacionais Relevantes SPEParmetros Operacionais Relevantes SPEParmetros Operacionais Relevantes SPEParmetros Operacionais Relevantes SPE

Natureza do sorvente;

Solventes (amostra, lavagem, eluio ...);

Formato do dispositivo extrator;

Modo de operao;

Vazo da amostra e do solvente.

HolderSPME

Microextrao em fase slidaMicroextrao em fase slidaMicroextrao em fase slidaMicroextrao em fase slidaMicroextrao em fase slidaMicroextrao em fase slidaMicroextrao em fase slidaMicroextrao em fase slida(SPME, Solid Phase Microextraction)(SPME, Solid Phase Microextraction)(SPME, Solid Phase Microextraction)(SPME, Solid Phase Microextraction)(SPME, Solid Phase Microextraction)(SPME, Solid Phase Microextraction)(SPME, Solid Phase Microextraction)(SPME, Solid Phase Microextraction)

Fibra SPME

(A) Fibra retrada na agulha,

(B) Fibra exposta.

Fibras de SPME disponveis comercialmenteFibras de SPME disponveis comercialmenteFibras de SPME disponveis comercialmenteFibras de SPME disponveis comercialmenteFibras de SPME disponveis comercialmenteFibras de SPME disponveis comercialmenteFibras de SPME disponveis comercialmenteFibras de SPME disponveis comercialmente

FIBRAESPESSURA

DO FILME (m)USO

RECOMENDADOAPLICAES

PDMS100 b30 b7 b

GC/HPLCVolteis

Semivolteis no-polaresNo polares de alta MM

PDMS/DVB

StableFlex

65 a60 a65 a

GCHPLC

GC

Volteis, aminas enitroaromticos

Aminas e compostos polares

Volteis, aminas enitroaromticos

Poliacrilato 85 a GC/HPLC Semivolteis polares

Carboxen/PDMSStableFlex

75 a85 a

GCGases e compostos de baixa

MM

Carbowax/DVBStableFlex

65 a70 a

GC lcoois e compostos polares

Carbowax/TR50 a

HPLC Surfactantes e compostospolares

StableFlexDVB/Carboxen/PDMS

50/30 a GC Anlise de traos

a: fase ligada, b: fase no ligada


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Cromatograma obtido nas anlises atravs doheadspacede amostras de lquor de cupuau

1 dimetilsulfeto

2 cido actico

9 2,5-dimetilpirazina

10 2,3-dimetilpirazina

11 benzaldedo

12- 2,3,5-trimetilpirazina

15- benzenacetaldedo

17- tetrametilpirazina

18- linalol

21- 2-metilpirazina

Oliveira et al., J. Chrom. A, 1025 (2004) 115 .

Modos de extrao em SPME:(a) direta, (b) headspace,

(c) com proteo de membrana.

Processos de extrao e dessoroem uma anlise por SPME porcromatografia gasosa.

Parmetros operacionais mais relevantesParmetros operacionais mais relevantesParmetros operacionais mais relevantesParmetros operacionais mais relevantesParmetros operacionais mais relevantesParmetros operacionais mais relevantesParmetros operacionais mais relevantesParmetros operacionais mais relevantes

Modo de extrao;Natureza da fibra;Tempo e temperatura de extrao;

Condicionamento da amostra;Temperaturae tempo de dessoro (GC);Natureza do solvente e tempo de dessoro (HPLC).

SPME x SPESPME x SPESPME x SPESPME x SPESPME x SPESPME x SPESPME x SPESPME x SPESPME

Vantagens Simples e rpida;

no so usados solventes;

Aplicvel a extraes diretas e no headspace;

Fibras reutilizveis.

Desvantagens Massas extradas limitadas pelo pequeno volumede fase extratora;

Disponveis comerciais para SPME fornecidos porapenas um fabricante.

SPEVantagens Alta sensibilidade;

Verstil.Desvantagens Uso obrigatrio e extensivo de solventes

orgnicos; Operao pode ser demorada e complicada; Aplicao a extraes diretas.


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Mtodos deMtodos deMtodos deMtodos deMtodos deMtodos deMtodos deMtodos de HeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspace

Estticas x Dinmicas

Amostra lacrada em frascohermtico e os analitos so

coletados no headspace do frasco

Analitos volteis em uma alquotade amostra so arrastados para um

dispositivo apropriado de coletacom um fluxo contnuo de gs

inerte

Analitos volteis em amostras lquidas ou slidas

EstticoEsttico

DispositivoDispositivo dede purgapurga eeaprisionamentoaprisionamento dinmicodinmico..

Parmetros operacionais relevantes na extraoParmetros operacionais relevantes na extraoParmetros operacionais relevantes na extraoParmetros operacionais relevantes na extraoParmetros operacionais relevantes na extraoParmetros operacionais relevantes na extraoParmetros operacionais relevantes na extraoParmetros operacionais relevantes na extraoporporporporporporporpor headspaceheadspaceheadspaceheadspaceheadspaceheadspaceheadspaceheadspacedinmicodinmicodinmicodinmicodinmicodinmicodinmicodinmico

Quantidade de amostra processadaTemperaturas nas etapas de purga e dessoroVazo de gs e tempo de purgaDimenses do trap e natureza do material sorvente

Carvo ativo, Carvo grafitizado (Carboxen ), Slica, Tenax ,Chromosorb102, Chromosorb 104, Porapaq Q

HeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceestticoestticoestticoestticoestticoestticoestticoesttico

VANTAGENSSimples;

No requer instrumentaosofisticada.

DESVANTAGENSPr- concentrao limitada;

Resultados reprodutveisdepende de termostizaorigorosa da amostra;

Injeo manual requer

manipulao cuidadosa.

HeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspaceHeadspacedinmicodinmicodinmicodinmicodinmicodinmicodinmicodinmico

VANTAGENSAltssima sensibilidade;Facilmente automatizvel;Operao robusta.

DESVANTAGENSNecessita de equipamento

de alto custo;Cromatgrafo dedicado;Amostras aquosas.

Tendncias das tcnicas de preparo deTendncias das tcnicas de preparo deTendncias das tcnicas de preparo deTendncias das tcnicas de preparo deTendncias das tcnicas de preparo deTendncias das tcnicas de preparo deTendncias das tcnicas de preparo deTendncias das tcnicas de preparo deamostraamostraamostraamostraamostraamostraamostraamostra

Menor manipulaoMenor manipulao automaoautomao onon--lineline

MiniaturizaoMiniaturizao

microextraesmicroextraes No uso de solventes orgnicosNo uso de solventes orgnicos


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DerivatizaoDerivatizaoConverso qumica do analito a uma forma que seja detectvel

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