UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS

Centro de Ciências Exatas e Tecnologia

Departamento de Química

Disciplina: Análise Instrumental 3

Profs. Edenir e Renato

Resumo:

“Preconcentración y atomización con tubo en la llama

para la determinación de Cadmio en agua de mar”

Autores:

Elizabeth González SepúlvedaI; Andrea Artigas FuentesI; José Neira

HinojosaII

IDepartamento de Química Ambiental, Facultad de Ciencias, Universidad Católica de la Santísima Concepción, Caupolicán 491, Concepción, Chile IIDepartamento de Análisis Instrumental, Facultad de Farmacia, Universidad de Concepción, Calle Edmundo Larenas 183, Concepción, Chile

Aluno: Danilo Periotto

Sistema por injeção em fluxo utilizado: pré-concentração do analito.

Número de palavras contidas no resumo (sem a capa): 1008.

1. Parte Experimental

a. Reagentes

Reagentes utilizados: metanol, ácido nítrico concentrado, acetato

de amônio e amoníaco. Preparou-se soluções padrões de Cd a

partir de uma solução de Tritisol (1000 μg mL-1), utilizando-se

água deionizada ultrapura 18,2 MΩ cm (sistema Milli-Q, Millipore,

Bedford M.A.). Como preenchimento para a concentração de Cd

e separação da matriz, empregou-se a resina sódica Chelex 100

(50-100 mesh, forma sódica, laboratorios Bio-Rad, Sigma, USA).

b. Preparação de soluções padrão e amostra de água do mar

Preparou-se as soluções padrão de Cd por diluição em série, a

partir de soluções de estoque de Cd 1000 mg mL-1 em matriz de

água do mar sintética, composta por 2,5% m / v de NaCl, 0,5% m

/ v MgCl2 e 0,8% m / v de CaCl2 (equivalente a 35 ‰ m / v de

solutos dissolvidos). Como branco da amostra, utilizou-se a

mesma matriz sintética.

Para a aplicação da pré-concentração implementada, considerou-

se uma amostra de água do mar da Baía de Concepción, no

Chile. Esta amostra apresentou pH 7,9 e foi dividida em três sub-

amostras, que foram armazenadas e congeladas em frascos de

plástico de alta densidade para a análise subsequente.

Na análise para a pré-concentração de Cd e TS-FF-AAS, as

amostras foram descongeladas e irradiadas num reator de

quartzo, com lâmpada de ultravioleta de 150 W Hg, por 40 min.

c. Instrumentação

Utilizou-se um espectrofotômetro de absorção atômica, GBS,

modelo 902, equipado com corretor contínuo de fundo com

lâmpada de deutério e lâmpada de cátodo oca de Cd (228,8 nm),

PT Photron Ltd. e um queimador de pré-mistura (cabeça de 10

cm, utilizando-se chama de acetileno (fluxo de 3,0 L min-1) e ar

(fluxo de 10 L min-1).

Para o processo de atomização da amostra, utilizou-se um tubo

metálico (diâmetro interno do tubo de Inconel: 10 mm,

comprimento: 13 cm) com 6 furos na parte inferior e um buraco no

meio do tubo, por onde um tubo capilar cerâmico Omega foi

inserido (diâmetro externo: 3,2 mm, comprimento: 10 cm), provido

de dois furos interiores de 0,5 mm de diâmetro cada, utilizado

como via de introdução da amostra, juntamente com o analito de

interesse.

d. Sistema de pré-concentração em linha acoplado a TS-FF-AAS

Para a pré-concentração em linha (Figura 1) utilizou-se uma

minicoluna composta de tubo de teflon (7 milímetros de

comprimento, 3 mm de diâmetro), o qual foi preenchido com 12

mg de resina Chelex 100. Antes da sua utilização, passou-se,

com o auxílio de uma bomba peristáltica em fluxo de 0,5 mL min-

1, as seguintes soluções: 2 mL de água deionizada, 2 ml de HNO3

0,69% v / v , 2 mL de água deionizada contendo 0,5 ml de

hidróxido de amónio 1 mol L-1 e, em seguida, 2 mL de água

deionizada. Para a determinação de Cd, três processos foram

previamente realizados: o carregamento da amostra, a eluição e a

regeneração. Para o processo de eluição, utilizou-se como

eluente HNO3, no processo de regeneração da minicoluna, 5 mL

de uma solução de tampão de acetato de amónio 1 mol L-1 e

hidróxido de amónio a 0,5 mol L-1. Tanto para o carregamento,

eluição, regeneração e o transporte do analito, utilizou-se 6

roletes da bomba peristáltica (Ismatec, MCP modelo ISM726,

Suíça) a uma taxa de fluxo de 0,60 mL min-1.

Figura 1. Diagrama esquemático do sistema de pré-

concentração/separação da matriz, na determinação de Cd em amostras de água do mar costeira.

No tratamento dos sinais analíticos, conectou-se o equipamento

de absorção atómica a um computador através de uma interface e

utilizou-se um software para a aquisição e o processamento dos

dados.

2. Resultados e Discussão

Para o sistema de pré-concentração/separação, foram otimizadas e

avaliadas as variáveis de vida útil da resina, volume de injeção da amostra,

concentração de eluente e diâmetro interno da coluna. Os ensaios

sucessivos de determinação de Cd contendo a matriz de água do mar

sintética, onde utilizou-se o HNO3 como eluente (4,14% v / v), 12 mg de

resina Chelex 100 e um volume de injecção de 2 mL, demonstraram que a

resina perde a sua eficácia após realizar-se 20 pré-concentrações.

Considerando-se a menor largura do pico do sinal, verificou-se que o

volume ótimo de injeção da amostra foi entre 2 a 3 mL.

Na obtenção da curva de calibração típica para pré-

concentração/separação (Figura 2), foram utilizados diferentes padrões de

Cd (200, 400, 600 e 800 ng L-1) todos contidos na matriz sintética de água

do mar. O sistema de pré-concentração permite obter um limite de detecção

em 30 ng L-1, de quantificação em 115 ng L-1, uma reprodutibilidade muito

boa (1,8%, expressa como coeficiente de variação para Cd de 200 ng L-1 e

N = 8) e uma vida útil da coluna de cerca de 20 injeções sucessivas.

Figura 2. Curva de calibração típica obtida para Cd por pré-

concetração/separação. Via: HNO3 0,69% v / v + Metanol 5% v / v, volume de injeção de amostra: 2,0 mL.

A pré-concentração em linha permite determinar níveis de sub-ultra-

traços de Cd (ng L-1) em amostras de água do mar, utilizando-se a resina

quelante, Chelex 100. Assim, determinou-se por adição de padrão múltiplo

para uma amostra de água do mar (Figura 3). Os valores de concentração

de Cd 153 ± 8 ng L-1 (média de três determinações independentes de

amostras).

Figura 3. Adição padrão para a determinação de Cd em água

do mar costeira. A1: adição de Cd 400 ng L-1; A2: adição de Cd 800 ng L-1. Via: HNO3 0,69% v / v + Metanol 5% v / v, volume de injeção de amostra: 2,5 mL.

3. Conclusões

O sistema de desenvolvimento de pré-concentração/separação da

matriz em linha com a espectrometria de absorção atómica em tubo de

chama, permite a determinação de Cd a níveis de sub-ultratraço em

amostras com um elevado teor de NaCl (2,5% m / v). O sistema foi aplicado

com sucesso na determinação de Cd em uma amostra de água do mar do

litoral da Baía de Conceição, no Chile.