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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

Escola de Engenharia de Lorena

PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UM FOTOCOLORÍMETRO

MICROCONTROLADO DE BAIXO CUSTO PARA O ENSINO DE QUÍMICA

ANALÍTICA INSTRUMENTAL EM ESCOLAS DE NÍVEL MÉDIO E SUPERIOR.

Edgar Henrique Ferreira

LORENA - 2011

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

Escola de Engenharia de Lorena

Departamento de Engenharia Química




Edgar Henrique Ferreira

Orientador: Prof. Dr. Ângelo Capri Neto

Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado

ao Departamento de Engenharia Química da

Escola de Engenharia de Lorena -

Universidade de São Paulo, como parte dos

requisitos para conclusão do Curso de

Engenharia Industrial Química.

LORENA – 2011

AGRADECIMENTOS

A minha família, que me apoiou e incentivou mesmo nas horas mais difíceis.

Ao professor Dr. Hélcio José Izário Filho, pela orientação no projeto de TCC.

A professora Dra. Maria da Rosa Capri, pela co-orientação e disponibilização da

infra-estrutura de seu laboratório para a realização dos experimentos com o

fotocolorímetro proposto.

Ao professor Dr. Ângelo Capri Neto, meu orientador, que me incentivou desde a

idéia inicial do projeto.

A Escola de Engenharia de Lorena, pela oportunidade de realização do curso de

graduação.

Por fim, a todos os professores que ao longo da minha vida acadêmica, com

dedicação e carinho, me mostraram o caminho para a aquisição do conhecimento.

“A mente que se abre a uma nova idéia, jamais

volta ao tamanho original”.

Albert Einstein

RESUMO




Autor: Edgar Henrique Ferreira

Orientador: Prof. Dr. Ângelo Capri Neto

O objetivo deste trabalho foi desenvolver e construir um fotocolorímetro

microcontrolado, portátil e de baixo custo, servindo como ferramenta no ensino da química

analítica instrumental em escolas de nível médio e superior. Este instrumento utiliza como

fonte de radiação um diodo emissor de luz (LED, do inglês ―Light Emmiting Diode‖)

emitindo luz em três comprimentos de onda distintos (470nm, 525nm, 625nm). Como

fototransdutor, emprega-se um fotodiodo com sensibilidade espectral na região do visível,

além de um microcontrolador PIC (do inglês ―Programmable Interrupt Controller‖) como

unidade de controle lógico. Sua alimentação pode ser feita pela rede elétrica ou por bateria.

Neste caso, permite portabilidade, boa autonomia, e imunidade a surtos elétricos causados pela

rede. Seu desempenho foi avaliado por meio de construção de curvas analíticas com

tratamentos estatísticos, envolvendo calibração univariada. O instrumento foi testado com

soluções normalmente utilizadas no ensino de técnicas fotocolorimétricas (azul de metileno,

permanganato de potássio e dicromato de potássio). Os mesmos testes foram aplicados a um

espectrofotômetro comercial para fins de comparação de desempenho. Os resultados da

avaliação indicam que o fotocolorímetro proposto possui um desempenho semelhante ao do

espectrofotômetro comercial, sendo que na maioria dos critérios de avaliação o protótipo

alcançou melhores resultados. Além disso, o fotocolorímetro proposto oferece uma

alternativa economicamente viável para o ensino de técnicas fotocolorimétricas, pois é de

fácil construção e seus componentes são baratos e facilmente encontrados no mercado.

Palavras chave: Fotocolorímetro , Instrumentação Analítica, Espectrofotometria, Ensino de

Química

ABSTRACT

DESIGN AND CONSTRUCTION OF A LOW COST MICROCONTROLLED

PHOTO COLORIMETER FOR TEACHING INSTRUMENTAL ANALYTICAL

CHEMISTRY IN HIGH SCHOOLS AND COLLEGES.

Author: Edgar Henrique Ferreira

Supervisor: Prof. Dr. Ângelo Capri Neto

The goal of this work is to develop and build an inexpensive, portable and

microcontrolled photo colorimeter, serving as a tool in the teaching of instrumental

analytical chemistry in high schools and colleges. This instrument uses as radiation source

a Light Emitting Diode (LED), emitting light at three different wavelengths (470nm,

525nm, 625nm). As phototransductor, a photodiode with spectral sensitivity in the visible

region is employed, and a Programmable Interrupt Controller (PIC) microcontroller is used

as logical control unit. It can be powered either by power line or battery. In this case, it

allows portability, good autonomy and immunity to electrical surges caused by power line

sources. Its performance was evaluated by means of analytical curves along with statistical

methods, involving univariate calibration. The instrument was tested with solutions

commonly used in teaching photo colorimetric techniques (methylene blue, potassium

permanganate and potassium dichromate). The same tests were applied to a commercial

spectrophotometer for purposes of performance comparison. The evaluation results

indicate that the photo colorimeter has reached a similar performance to commercial

spectrophotometer, and for most of the criteria evaluated the prototype achieved better

scores. In addition, the proposed photo colorimeter offers an economically viable

alternative for teaching photo colorimetric techniques, it is easy to build, and its

components are cheap and easily available in the market.

Keywords: Photo colorimeter, Analytical Instrumentation, Spectrophotometry, Chemistry

teaching

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1- Processo de absorção de um feixe de radiação monocromática. ...................... 14

Figura 2.2. - Foto de um LED RGB. ................................................................................... 17

Figura 2.3 - Espectro de emissão do LED RGB utilizado no fotocolorímetro proposto. .... 18

Figura 3.1- Vista da parte interna do protótipo .................................................................... 20

Figura 3.2 - Vista do conjunto montado. ............................................................................. 21

Figura 3.3 - Sistema mecânico da cela de amostra .............................................................. 22

Figura 3.4 - Detalhe da cela de amostra com uma cubeta de poliestireno. .......................... 23

Figura 3.5 - Esquema elétrico .............................................................................................. 24

Figura 3.6 - Fluxograma operacional ................................................................................... 26

Figura 3.7 - Tela com mensagem inicial .............................................................................. 27

Figura 3.8 - Tela de seleção da fonte luminosa ................................................................... 27

Figura 3.9 - Tela com mensagem do processo de estabilização .......................................... 28

Figura 3.10 - Tela de zeragem ............................................................................................. 28

Figura 3.11 - Tela principal com valores de zeragem .......................................................... 28

Figura 3.12 - Tela principal com valores de medição .......................................................... 29

Figura 3.13 - Tela com valores de absorbância gravados .................................................... 29

Figura 3.14 - Display do protótipo....................................................................................... 30

Figura 3.15 - Teclado do protótipo ...................................................................................... 30

Figura 5.1 - Gráficos dos resíduos dos modelos para o dicromato de potássio ................... 43

Figura 5.2 - Comparação dos resultados para o dicromato de potássio ............................... 45

Figura 5.3 - Gráficos dos resíduos dos modelos para o permanganato de potássio ............ 48

Figura 5.4 - Comparação dos resultados para o permanganato de potássio ........................ 50

Figura 5.5 - Gráficos dos resíduos dos modelos para o azul de metileno............................ 53

Figura 5.6 - Comparação dos resultados para o azul de metileno ....................................... 55

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 - Relação entre cor observada e cor transmitida ................................................ 16

Tabela 4.1- Preparação das soluções padrão de dicromato de potássio .............................. 31

Tabela 4.2 - Preparação das soluções padrão de permanganato de potássio ....................... 32

Tabela 4.3 - Preparação das soluções padrão de azul de metileno ...................................... 33

Tabela 4.4 - Análise de variância (ANOVA) para o ajuste de um modelo pelo MMQ....... 38

Tabela 5.1 - Resultado das medições para o dicromato de potássio .................................... 41

Tabela 5.2 - Resultado da ANOVA para os dados obtidos através do Femto-800XI ........ 42

Tabela 5.3 - Resultado da ANOVA para os dados obtidos através do Protótipo ............... 42

Tabela 5.4 - Determinação do desvio padrão da leitura obtida pelo Femto-800XI para

solução em branco ............................................................................................................... 44

Tabela 5.5 - Determinação do desvio padrão da leitura obtida pelo Protótipo para solução

em branco ............................................................................................................................. 44

Tabela 5.6 - Comparação dos resultados de LD, LQ, sensibilidade e LL do dicromato de

potássio entre os aparelhos comercial e proposto ................................................................ 44

Tabela 5.7 - Resultado das medições para o permanganato de potássio ............................. 46

Tabela 5.8 - Resultado da ANOVA para os dados obtidos através do Femto-800XI ........ 47

Tabela 5.9 - Resultado da ANOVA para os dados obtidos através do Protótipo ............... 47




em branco ............................................................................................................................. 49

Tabela 5.12 - Comparação dos resultados de LD, LQ, sensibilidade e LL do permanganato

de potássio entre os aparelhos comercial e proposto ........................................................... 49

Tabela 5.13 - Resultado das medições para o azul de metileno .......................................... 51

Tabela 5.14 - Resultado da ANOVA para os dados obtidos através do Femto-800XI ...... 52

Tabela 5.15 - Resultado da ANOVA para os dados obtidos através do Protótipo ............. 52




em branco ............................................................................................................................. 54

Tabela 5.18 - Comparação dos resultados de LD, LQ, sensibilidade e LL do azul de

metileno entre os aparelhos comercial e proposto ............................................................... 54

Tabela 5.19 - Custo do fotocolorímetro proposto ................................................................ 56

SUMÁRIO

Objetivos .............................................................................................................................. 11

1. Introdução ................................................................................................................... 12

2. Revisão Bibliográfica .................................................................................................. 13

2.1. Fotocolorimetria ............................................................................................................. 13

2.2. O processo de absorção e a Lei de Beer-Lambert .......................................................... 14

2.3. Relação entre a cor observada e absorvida ..................................................................... 15

2.4. Diodo emissor de luz ...................................................................................................... 16

2.5. LED RGB ....................................................................................................................... 17

2.6. LEDs como fonte de luz em Fotocolorimetria ................................................................ 18

3. Desenvolvimento ......................................................................................................... 20

3.1. Descrição do fotocolorímetro proposto .......................................................................... 20

3.1.1. Sistema mecânico da cela de amostra ............................................................................. 22

3.1.2. Circuito eletrônico .......................................................................................................... 24

3.1.2.1. Funcionamento do circuito eletrônico ........................................................................ 24

3.1.3. Algoritmo computacional ............................................................................................... 26

3.1.3.1. Algoritmo de conversão de sinais .............................................................................. 27

3.1.3.2. Funcionamento do programa e interface com o analista ............................................ 27

4. Material e Métodos ..................................................................................................... 31

4.1. Reagentes e Soluções ...................................................................................................... 31

4.1.1 Dicromato de potássio .................................................................................................... 31

4.1.2 Permanganato de potássio ............................................................................................... 32

4.1.3 Azul de metileno ............................................................................................................. 33

4.2. Material e Equipamentos ................................................................................................ 33

4.3. Critérios de validação (Calibração univariada) .............................................................. 33

5. Resultados e discussão ................................................................................................ 40

5.1. Aplicações analíticas ...................................................................................................... 40

5.1.1. Determinação do dicromato de potássio ......................................................................... 40

5.1.2. Determinação do permanganato de potássio .................................................................. 46

5.1.3. Determinação do Azul de Metileno ................................................................................ 51

5.2. Custos ............................................................................................................................. 56

6. Conclusão .................................................................................................................... 57

7. Recomendações para trabalhos futuros ..................................................................... 58

8. Referências Bibliográficas .......................................................................................... 59

11

Objetivos

Projetar um fotocolorímetro de baixo custo e de fácil construção baseado em um

diodo emissor de luz (LED) tricolor, que possa ser montado e utilizado por alunos de

escolas de segundo grau e de cursos de graduação na aprendizagem de técnicas

espectrométricas.

Desenvolver os projetos de hardware e software do equipamento.

Montar e testar um protótipo do equipamento.

Aplicar o aparelho em métodos de análises que possam ser usadas em aulas

práticas.

12

1. Introdução

Um dos problemas do ensino de química nas escolas técnicas, de nível médio e

superior é a falta de recursos para a compra de aparelhos para laboratório. Em função

disso, alunos se amontoam em laboratórios nas aulas práticas de química analítica devido à

baixa disponibilidade desse tipo de equipamento. Muitas vezes os alunos estudam

teoricamente o funcionamento das técnicas espectrofotométricas, mas não têm a

oportunidade de aplicá-las.

O presente trabalho propõe uma solução relativamente simples e barata para esse

problema, na forma da construção e utilização de um equipamento adequado ao ensino

básico de métodos espectroscópicos de análise. O aparelho proposto permite a

interdisciplinaridade de matérias e cursos, ou seja, os alunos podem aplicar toda teoria

física e química envolvida na prática de análises laboratoriais simples e lançar mão de

ferramentas estatísticas para avaliação e validação dos dados obtidos. Alunos do curso de

eletro-eletrônica e mecatrônica poderiam participar da montagem e manutenção desses

aparelhos em conjunto com alunos do curso de química, farmácia ou bioquímica,

permitindo a troca de conhecimentos e habilidades envolvidos nas disciplinas desses

cursos.

Outras aplicações podem ser discutidas e desenvolvidas nas aulas, como o emprego

do aparelho na análise de águas, reagentes químicos, efluentes, bioanálises entre outras.

Por exemplo: recentemente um estudo realizado pela Superintendência de Controles de

Endemias de São Paulo (Sucen, 2010) revelou que a concentração de nitrogênio amoniacal

na água consumida tem uma relação direta com a atração do mosquito causador da dengue

Aedes Aegypti para oviposição, isto é, as fêmeas desse mosquito sentem atração por águas

com altas concentrações de nitrogênio amoniacal dissolvido. Visto sua portabilidade e fácil

operação, o aparelho pode ser empregado na análise em campo de águas para a verificação

da concentração de nitrogênio amoniacal, avaliando a propensão do local em ser um

proliferador desse inseto, e consequentemente da enfermidade causada por ele.

13

2. Revisão Bibliográfica

2.1. Fotocolorimetria

A mudança da cor de uma solução devido à variação da concentração de algum de

seus componentes é a base de estudo da analise colorimétrica. Essa técnica é fundamentada

na interação da matéria com a radiação na região do visível do espectro eletromagnético,

ou seja, baseia-se na medida da quantidade de radiação absorvida pelas moléculas ou pelas

espécies iônicas de interesse (SKOOG, 2007, p. 674). As espécies responsáveis por

absorver a cor na solução são chamadas de cromóforos.

Métodos colorimétricos de análise baseiam-se na determinação da concentração de

uma dada sustância pela medição da absorção de luz visível por uma solução colorida,

comparando à absorção de uma solução de concentração conhecida. A cor é usualmente o

resultado da adição de um reagente apropriado à solução, ou pode ser uma propriedade

intrínseca da solução a ser analisada. A intensidade da cor da solução depende da

concentração da substância absorvente que pode ser obtida por comparação com a

intensidade de cor de uma solução com concentração conhecida, chamada de solução

padrão.

Em colorimetria visual, luz branca natural ou artificial é geralmente utilizada como

fonte de luz, e as determinações são usualmente feitas com o auxílio de um instrumento

simples, chamado colorímetro ou comparador de cor. Quando o olho do analista é

substituído por uma célula fotoelétrica (através disso eliminado erros devido às

interpretações pessoais do analista) o instrumento é chamado de fotocolorímetro (VOGEL,

1989, p. 645). Fotocolorímetros empregam dispositivos chamados de filtros óticos para

selecionar somente uma estreita banda do espectro eletromagnético, numa faixa de

comprimentos de onda bem específica. Faz-se passar luz branca por esses filtros, formados

por placas coloridas, donde uma banda espectral com largura de 10nm a 30nm geralmente

é transmitida (HOOLEY; DESSY, 1983, p. 315).

14

2.2. O processo de absorção e a Lei de Beer-Lambert

A lei de absorção, conhecida com lei de Beer-Lambert, relaciona quantitativamente

o grau de atenuação de uma fonte de radiação eletromagnética incidente em uma solução,

com a concentração das moléculas absorventes presentes e o tamanho do caminho sobre o

qual acontece a absorção. Quanto maior o caminho ótico ou a concentração de moléculas

absorventes, maior será o número de centros absorventes presentes no caminho,

consequentemente haverá uma maior atenuação da intensidade de luz (SKOOG, 2007, p.

678). A Figura 2.1 mostra a atenuação de um feixe paralelo de radiação monocromática

quando este passa por uma solução absorvente de espessura de b cm e de concentração

igual a c mols por litro.

Figura 2.1 - Processo de absorção de um feixe de radiação monocromática (SKOOG, 2007, p, 678).

Devido às interações entre os fótons e as partículas absorventes a intensidade do

feixe decresce de P0 a P. A transmitância T da solução é a relação entre a radiação

incidente e a transmitida pela solução, e pode ser calculada segundo a Equação (1).

T=P/P0 (1)

A transmitância é freqüentemente expressa como uma porcentagem denominada

porcentagem de transmitância (%T = T*100).

A absorbância A de uma solução está relacionada com a transmitância de forma

logarítmica, conforme a Equação (2).

A= -log T = log (P0/P) (2)

15

De acordo com a lei de Beer, a absorbância é diretamente proporcional à

concentração de uma espécie absorvente c (g L-1

) e ao caminho óptico b (cm) do meio

absorvente (SKOOG, 2007, p. 680), como expresso pela Equação (3).

A=log (P0/P)=a.b.c (3)

Onde a (L g-1

cm-1

) é a constante de proporcionalidade denominada absortividade.

Quando expressamos a concentração em mols por litro e b em centímetros, a constante de

proporcionalidade é chamada absortividade molar, à qual é dado o símbolo especial, ε (L

mol-1

cm-1

). A Equação (3) pode ser reescrita conforme a Equação (4).

A= ε.b.c (4)

2.3. Relação entre a cor observada e absorvida

A cor de uma substância é o resultado da absorção de parte da luz branca incidente

e da transmissão de um componente específico do espectro eletromagnético (cor). Assim,

quando uma substância apresenta a cor vermelha ela na verdade absorve o verde da

radiação incidente e transmite o componente vermelho de forma inalterada (SKOOG,

2007, p. 680). Dessa forma, existe uma relação entre cor absorvida e cor transmitida,

chamada de cores complementares, que pode ser vista na Tabela 2.1.

Determinações colorimétricas são realizadas com base nessa propriedade, ou seja, a fonte

de luz utilizada para excitar as moléculas da substância exibe a cor complementar à

absorvida por ela.

16

Tabela 2.1 - Relação entre cor observada e cor transmitida (SKOOG, 2007, p. 680).

2.4. Diodo emissor de luz

O diodo emissor de luz (LED, do inglês ―Light Emitting Diode‖) é um componente

eletrônico semicondutor, que ao ser percorrido por uma corrente elétrica emite luz. Isso

ocorre porque elétrons são liberados para se recombinarem em buracos na banda de

valência do material semicondutor, causando a liberação de energia na forma de partículas

de luz chamadas fótons (DORMAN, 2011). Esse fenômeno é conhecido como

eletroluminescência e começou a ser estudado pelo pesquisador inglês Henry Joseph

Round em 1907, quando ao aplicar corrente elétrica em cristais de carbeto de silício obteve

uma luz amarelada (ROUND, 1907). O Russo Oleg Vladimirovich Losev reporta a criação

do primeiro LED em 1927 (ZHELUDEV, 2007). Porém não se reporta uso prático da

descoberta de Round até 1962, quando Nick Holonyak Jr., conhecido como pai do LED

inventa o primeiro dispositivo com uso prático e que emitia luz vermelha (YAM;

HASSAN, 2005). Desde então, notáveis avanços tecnológicos têm sido observados quanto

à aplicação dos LEDs nos mais variados campos. Isso se deve à crescente demanda por

componentes eletrônicos energeticamente mais econômicos, levando à novas tecnologias

de produção e ao uso de materiais avançados para sua construção. Atualmente telas de

computadores e aparelhos de televisão são iluminados por LEDs, levando a uma redução

significativa no seu consumo de energia elétrica (KUBOTA; TAGUSHI; YAZAWA,

2008).

17

2.5. LED RGB

O LED RGB (RGB do inglês ―red, green, blue‖) Figura 2.2 consiste em 3 LEDs

construídos com fósforo dopado com metais de terras raras como o Ítrio e Cério em

pastilhas de material semicondutor. O resultado da dopagem do fósforo com cada elemento

e em proporções definidas é emissão de luz em distintos comprimentos de onda na região

visível. A Figura 2.3 mostra o espectro de emissão do LED RGB utilizado no

fotocolorímetro proposto. São montados num mesmo invólucro de material polimérico

translúcido e normalmente são encontrados com diâmetro de 5mm. Possuem 4 terminais

elétricos por onde cada LED pode ser acionado independentemente. O acionamento

simultâneo dos 3 LEDs gera a luz branca, devido à mistura das 3 cores primárias

(vermelho, verde, azul) (YAM; HASSAN, 2005).

Desde sua criação, LEDs RGB tem tido uma grande importância na área de

comunicação visual e ultimamente vem ganhando um papel muito interessante na área de

iluminação. Tal tecnologia permitiu a fabricação massiva de LEDs brancos de alta

intensidade e atualmente têm sido utilizados na substituição de lâmpadas incandescentes

nas mais diversas aplicações, com a vantagem de consumirem muito menos energia

elétrica e terem um vida útil muito maior (PIMPUTKAR et al., 2009).

Figura 2.2. - Foto de um LED RGB.

18

Figura 2.3 - Espectro de emissão do LED RGB utilizado no fotocolorímetro proposto (KOUHI, 2011).

2.6. LEDs como fonte de luz em Fotocolorimetria

A fotometria de absorção molecular tem sido utilizada há muito tempo como uma

eficiente ferramenta em análises químicas. O uso de fotômetros (fotocolorímetros) na

região do visível utilizando lâmpadas de tungstênio em conjunto com filtros para

selecionar o comprimento de onda desejado é bastante comum entre os aparelhos

comerciais disponíveis no mercado (ARAÚJO et al., 1996, p. 137). Desde a sua

disponibilização comercial em meados do século passado (YAM; HASSAN, 2005), diodos

emissores de luz têm despertado a curiosidade de diversos cientistas na sua aplicação como

fonte de luz em fotômetros (DASGUPTA et al., 1993, p. 53).

Nos últimos anos novos tipos de materiais têm sido descobertos e aplicados na

construção de LEDs cada vez mais potentes e cobrindo uma faixa espectral desde o

ultravioleta até o infravermelho. Esses componentes eletrônicos possuem características

muito importantes na sua aplicação em análises químicas, entre elas estreitas larguras de

banda de emissão, alta estabilidade e baixo consumo. O espectro de emissão de muitos

LEDs disponíveis no mercado na região visível apresenta larguras de bandas inferiores a

±30nm, comparáveis aos melhores filtros óticos. O tempo de vida útil de um LED em

trabalho contínuo é tipicamente de 50.000 horas, enquanto que para uma lâmpada de

tungstênio é de no máximo 2000 horas (ARAÚJO et al., 1996, p. 137). Outra vantagem dos

LEDs é o baixo consumo, de modo que mesmo quando alimentados por baterias

apresentam uma alta autonomia, característica essa essencial para aparelhos portáteis. A

alta estabilidade dos LEDs permite atingir desvios padrão nas medidas de absorbância de

até 2x10-6

(DASGUPTA et al., 1993, p. 71).

Diversos trabalhos sobre a construção de fotocolorímetros baseados em LEDs vêm

sendo publicados desde 1970 segundo relatado na literatura, quando Flaschcka e

colaboradores desenvolveram um fotômetro utilizando um LED como fonte de radiação.

(DASGUPTA et al., 1993, p. 53). Hooley e Dessy (1983) desenvolveram um

19

fotocolorímetro com 4 LEDs para análises feitas em fluxo. Cantrell e Ingle (2003)

desenvolveram um fotocolorímetro utilizando 3 LEDs (vermelho, laranja, azul) ligados a

um microcontrolador. Observou-se no aparelho proposto por eles uma alta variação de

sinal em relação ao tempo (drift).

Recentes trabalhos encontrados na literatura reportam a utilização de vários LEDs

em um único aparelho para cobrir uma ampla faixa espectral na região do visível e

consequentemente aumentar as possibilidades de desenvolvimento de metodologias de

analises químicas (GAIÃO et al., 2005). Araújo e colaboradores (ARAÚJO et al., 1996)

propuseram um fotômetro de fluxo para analise clínicas com base em LED bicolor

(vermelho e verde). Yeh e Tseng (2006) propuseram um fotocolorímetro multi-LED

operando com 7 diferentes comprimentos de onda e que pode ser operado por computador

via comunicação serial. A desvantagem do aparelho proposto por eles é a necessidade de

se intercambiar as fontes de luz mecanicamente para alterar o comprimento de onda

desejado.

20

3. Desenvolvimento

3.1. Descrição do fotocolorímetro proposto

O fotocolorímetro microcontrolado de baixo custo baseado em LED RGB proposto

neste trabalho, permite realizar medidas fotocolorimétricas em 3 comprimentos de onda

diferentes da região visível (470nm, 525nm e 625nm) com larguras de banda à metade da

intensidade máxima, menores que 35nm (KOUHI, 2011). A saída e entrada de dados são

feitas em um display de cristal líquido e por um teclado de 5 teclas com funções

predeterminadas, por onde o analista pode ter acesso aos valores de absorbância e

transmitância lidos da amostra em medição, bem como escolher parâmetros de

funcionamento.

Cubetas quadradas de 10 mm de caminho ótico são utilizadas como suporte das

soluções. Esses recipientes são introduzidos numa cela de amostra formada por um sistema

mecânico de sustentação. A Figura 3.1 mostra a parte interna do fotocolorímetro proposto.

Figura 3.1- Vista da parte interna do protótipo (1) display; (2) circuito do teclado; (3) cela de amostra; (4)

bateria alcalina de 9V; (5) circuito eletrônico.

1

2

3

4

5

21

A Figura 3.2 apresenta o aparelho montado, que possui dimensões de 200 mm x

110 mm x 90 mm.

Figura 3.2 - Vista do conjunto montado.

Para melhor elucidar o funcionamento do protótipo do fotocolorímetro proposto,

dividiu-se sua construção em 2 partes:

Hardware: contempla a parte física do aparelho, sendo dividido em sistema

mecânico da cela de amostra e o circuito eletrônico;

Software: contempla a parte intangível do aparelho, isto é, as rotinas de

programação e algoritmos computacionais.

O funcionamento de cada uma será descrito nas subseções seguintes.

22

3.1.1. Sistema mecânico da cela de amostra

O sistema mecânico da cela de amostra do fotocolorímetro proposto é mostrado na

Figura 3.3. Consiste em um suporte base, tampa inferior, tampa frontal, unidos com

parafusos auto atarrachantes. Uma tampa superior protege a cubeta da interferência da luz

ambiente.

O mecanismo de suporte é responsável por segurar a cubeta numa posição tal que

não haja folgas excessivas, permitindo ao sistema repetibilidade nas medições. Utilizou-se

nesse trabalho cubetas de poliestireno quadradas de 4,5mL de capacidade e caminho ótico

de 10 mm, que permitem leituras na faixa de 340 a 800nm (KARTELL, 2011). Utilizou-se

poliuretano para a construção do sistema suporte. Optou-se pela cor preta para evitar a

reflexão da luz dentro da cela, o que implicaria em erros de medição.

Um furo passante com 5 mm de diâmetro foi feito no suporte base para a fixação do

LED. No mesmo alinhamento, um furo de 9mm de diâmetro foi feito na tampa frontal para

a fixação do fotodiodo.

Figura 3.3 - Sistema mecânico da cela de amostra

23

A Figura 3.4 mostra o sistema mecânico montado da cela de amostra com uma

cubeta quadrada de poliestireno com caminho ótico de 10 mm.

Figura 3.4 - Detalhe da cela de amostra com uma cubeta de poliestireno.

24

3.1.2. Circuito eletrônico

O esquema elétrico do fotocolorímetro proposto é mostrado na Figura 3.5.

Figura 3.5 - Esquema elétrico

3.1.2.1. Funcionamento do circuito eletrônico

O aparelho é alimentado através de bateria alcalina BAT1 de 9 Volts ou fonte

externa regulada de +12 Volts CC via conector Jack J1. Quando a chave de alimentação

SW1 é ligada, um circuito integrado regulador de tensão IC3 recebe na sua entrada uma

tensão elétrica proveniente da bateria ou da fonte externa e a regula para +5 Volts CC. Essa

tensão regulada de +5 Volts CC fornece ao circuito a alimentação necessária para o seu

funcionamento.

Um circuito integrado IC1 PIC16F876 da Microchip®, faz todo o controle lógico

do circuito. Esse componente pertence à família dos microcontroladores, ou seja, um

dispositivo eletrônico integrado que contém todos os recursos necessários para a

programação lógica do sistema, aquisição de dados e acionamento de periféricos. Para que

25

o microcontrolador possa funcionar com maior precisão, um circuito oscilador formado

pelo cristal X1 e pelos capacitores C5 e C6 fornecem uma freqüência de 8MHz aos seus

pinos de clock, estabelecendo a base de temporização necessária às rotinas internas desse

componente.

O display de cristal líquido com 4 linhas por 16 colunas DSP1 é a interface de saída

de dados do aparelho, ou seja, é por onde o analista visualiza o resultado das medições

efetuadas. O display é controlado pelo microcontrolador através de uma comunicação por

4 bits de dados e 2 bits de controle. O resistor variável R1 controla o contraste do display.

As chaves R, DOWN, LEFT, UP, RIGHT, fazem a interface de entrada de dados

pelo analista, o seja, é por onde as funções do equipamento são selecionadas e as telas de

dados são mudadas.

Os LEDs LD1, LD2, LD3, respectivamente azul, verde e vermelho, são na verdade

encapsulados em um único invólucro de material polimérico translúcido com 5 mm de

diâmetro, pelo qual a luz em comprimentos de onda de 470nm, 525nm e 625nm é

direcionada para a cela de amostra.

Do outro lado da cela de amostra a luz oriunda do LED que atravessou a cubeta

com a solução a ser analisada, incide sobre a face de um fotodiodo D1 VTB8440BH da

Perkin Elmer®. Esse componente converte a energia luminosa incidente dos fótons em

corrente elétrica. O fotodiodo utilizado possui sensibilidade espectral desde a região do UV

até o near-IR (330 a 720nm). O sinal gerado nos terminais do fotodiodo é da ordem de

milivolts, sendo necessária uma etapa de amplificação desse sinal.

Um amplificador operacional de alta precisão IC2 LTC1050 da Linear

Technology® se encarrega da amplificação desse sinal. Esse componente possui

capacitores internos que filtram o ruído do sinal de entrada evitando que esses sejam

amplificados na saída, gerando assim erros de leitura. Esse componente é dotado de um

sistema zero-drift, o que significa que seu desempenho é pouco afetado por mudanças de

temperatura. O resistor variável R10 regula o ganho de corrente de realimentação do

circuito operacional.

Quanto maior a intensidade de luz incidente no fotodiodo, maior é a tensão na saída

do amplificador operacional seguindo um ajuste linear e proporcional entre

aproximadamente 0,0 e 5 Volts. Esse sinal é enviado para a entrada de uma porta de

conversão analógico/digital (A/D) do microcontrolador, onde através de algoritmos

específicos, valores de tensão são convertidos em valores digitais com resolução de 1024

bits.

26

Um circuito formado pelos resistores R12, R13, R14 e D2, se utiliza de outra porta

A/D do microcontrolador para avisá-lo do nível de tensão da bateria.

3.1.3. Algoritmo computacional

O fluxograma operacional do fotocolorímetro proposto é mostrado na Figura 3.6. O

firmware (programação do microcontrolador) foi desenvolvido em linguagem C com o

auxílio do compilador da CCS, inc. versão demo para microcontroladores PIC.

Figura 3.6 - Fluxograma operacional

27

3.1.3.1. Algoritmo de conversão de sinais

Utilizando-se da lei de Beer-Lambert, um simples algoritmo pode converter o valor

do sinal lido na porta conversor A/D do microcontrolador em valores de absorbância.

O programa atribui a I0 o valor do conversor A/D lido na zeragem (branco) e I ao

valor lido da amostra. Assim o valor de absorbância é obtido pela Equação (5):

A= -log (I/I0) (5)

O valor da transmitância é obtido pela Equação (6):

T= I/I0 (6)

Com o auxílio de uma curva de calibração feita com soluções padrão, o valor de

concentração da amostra pode ser obtido.

3.1.3.2. Funcionamento do programa e interface com o analista

Quando a chave de alimentação é ligada o display mostra uma mensagem inicial

(Figura 3.7) e muda para uma tela de seleção da fonte luminosa (Figura 3.8).

Figura 3.7 - Tela com mensagem inicial

Figura 3.8 - Tela de seleção da fonte luminosa

28

Três comprimentos de onda podem ser selecionados via teclado (470nm, 525nm,

625nm). Quando uma das teclas associadas é pressionada, o LED correspondente é

acionado. Após a seleção da fonte de luz, uma tela de estabilização é mostrada no display

(Figura 3.9) e perdura por um determinado tempo para permitir que o LED se estabilize

opticamente (cerca de 3 segundos).

Figura 3.9 - Tela com mensagem do processo de estabilização

Quando a estabilização do LED é completada, uma tela de zeragem é mostrada

(Figura 3.10)

Figura 3.10 - Tela de zeragem

O fotocolorímetro está pronto para receber a cubeta com a solução em branco.

Pressionando a tecla ―R‖ no teclado, faz-se a zeragem do valor de absorbância e atribuí-se

o valor unitário à transmitância (Figura 3.11)

Figura 3.11 - Tela principal com valores de zeragem

29

As outras amostras então podem ser medidas e seus valores de absorbância e

transmitância são mostrados na tela além do comprimento de onda da fonte selecionado

(Figura 3.12)

Figura 3.12 - Tela principal com valores de medição

É possível também fazer a gravação de até 7 valores de absorbância obtidos através

da função ―GRAVA‖ e visualizá-los através da função ―DADOS‖ em outra tela (Figura

3.13)

Figura 3.13 - Tela com valores de absorbância gravados

Se forem necessárias outras medições com o mesmo comprimento de onda

selecionado e um novo branco, repete-se a operação de zeragem. Se outra medição for

necessária em comprimentos de onda diferentes o aparelho deve ser desligado e religado

logo em seguida para que a operação de escolha da fonte luminosa seja mostrada e seja

realizado os procedimentos subsequentes já descritos.

A Figura 3.14 mostra o display com tela principal e a Figura 3.15 mostra o teclado

do protótipo montado.

30

Figura 3.14 - Display do protótipo

Figura 3.15 - Teclado do protótipo

31

4. Material e Métodos

4.1. Reagentes e Soluções

Para o teste do protótipo, escolheu-se substâncias normalmente utilizadas em aulas

práticas de espectrofotometria de absorção molecular. A escolha partiu do pressuposto de

utilizar substâncias no qual o pico de absorção de cada uma se situe próximo ao pico de

emissão de cada LED do fotocolorímetro proposto. Curvas de calibração foram feitas a

partir da diluição das soluções padrão escolhidas.

Dicromato de potássio, permanganato de potássio e azul de metileno foram

escolhidos devido à aplicabilidade dos testes nos comprimentos de onda de emissão de

cada LED.

4.1.1 Dicromato de potássio

Dicromato de potássio foi escolhido para validar o LED azul (470nm), possui pico

de absorção em 430nm.

As soluções padrão foram preparadas através de diluições de uma solução padrão

0,01667 mol L-1

. A acidificação da solução foi feita com ácido sulfúrico d=1,84 P.A. e o

volume ajustado para 50 mL em balão volumétrico.

A Tabela 4.1 mostra os volumes utilizados e as concentrações obtidas.

Tabela 4.1- Preparação das soluções padrão de dicromato de potássio

Padrão K2Cr2O4

(mL)

H2SO4

(mL)

Concentração de K2Cr2O4

(mol L-1

)

Branco 0,00 1,00 0

1 0,50 1,00 1,70x10-4

2 1,00 1,00 3,30x10-4

3 1,50 1,00 5,00x10-4

4 2,00 1,00 6,70x10-4

5 2,50 1,00 8,30x10-4

6 3,00 1,00 1,00x10-3

7 4,00 1,00 1,33x10-3

8 5,00 1,00 1,67x10-3

9 7,00 1,00 2,33x10-3

10 10,00 1,00 3,33x10-3

32

4.1.2 Permanganato de potássio

Permanganato de potássio foi escolhido para validar o LED verde (525nm), possui

pico de absorção em 525nm.

As soluções padrão foram preparadas por meio de diluições de uma solução padrão

0,02 mol L-1

. Primeiramente a solução padrão foi diluída 5 vezes para produzir uma

solução 0,004 mol L-1

. A acidificação da solução foi feita com ácido sulfúrico d=1,84 P.A.

e o volume ajustado para 50 mL em balão volumétrico.


Tabela 4.2 - Preparação das soluções padrão de permanganato de potássio

Padrão KMnO4

(mL)

H2SO4

(mL)

Concentração de KMnO4

(mol L-1

)

branco 0,00 2,00 0

1 1,00 2,00 8,00x10-5

2 2,00 2,00 1,60x10-4

3 3,00 2,00 2,40x10-4

4 4,00 2,00 3,20x10-4

5 6,00 2,00 4,80x10-4

6 8,00 2,00 6,40x10-4

7 10,00 2,00 8,00x10-4

8 12,00 2,00 9,60x10-4

9 14,00 2,00 1,12x10-3

10 16,00 2,00 1,28x10-3

33

4.1.3 Azul de metileno

Azul de metileno foi escolhido para testar o LED vermelho (625nm), pois possui

pico de absorção em 660nm.

As soluções para a curva analítica foram preparadas por meio de diluições de uma

solução 0,01% m/v.


Tabela 4.3 - Preparação das soluções de azul de metileno

Padrão

Azul de metileno 3,13x10-4

mol L-1

(mL)

Concentração de Azul de

metileno

(mol L-1

)

branco 0,00 0

1 0,50 3,13x10-6

2 1,00 6,25x10-6

3 1,50 9,38x10-6

4 2,00 1,25x10-5

5 2,50 1,56x10-5

6 3,00 1,88x10-5

7 3,50 2,19x10-5

8 4,00 2,50x10-5

9 4,50 2,81x10-5

10 5,00 3,13x10-5

4.2. Material e Equipamentos

Um espectrofotômetro UV/VIS com varredura FEMTO modelo 800XI foi utilizado

no presente trabalho a fim de comparar o desempenho do fotocolorímetro proposto com

um aparelho comercial nos comprimentos de onda disponíveis (470nm, 525nm, 625nm).

Vidrarias tais como béqueres, balões volumétricos de 50 mL, bureta, proveta de 25

mL, pipetas, suporte para bureta, pissete com água recém estilada, cubetas quadradas de

4,5 mL de poliestireno foram utilizados no preparo e medições das soluções deste trabalho.

4.3. Critérios de validação (Calibração univariada)

A calibração em geral, é um procedimento que relaciona uma grandeza de saída

com uma grandeza de entrada para um sistema de medida sob determinadas condições

(PIMENTEL; NETO, 2002). Nos processos de medições químicas, as grandezas de entrada

34

são grandezas analíticas que caracterizam os tipos de analitos e suas quantidades ou

concentrações. As grandezas de saída são representadas pelos valores medidos, ou seja,

sinais observados para cada nível de concentração.

O presente trabalho tem base do procedimento de calibração univariada, ou seja,

um sistema que contem somente um analito.

Os critérios de validação de um método analítico envolvem

Especificidade/Seletividade, Função da Resposta (gráfico analítico), Intervalo de Trabalho,

Linearidade, Sensibilidade, Exatidão, Precisão, Limite de Detecção (LD), Limite de

Quantificação (LQ) e Robustez (BRITO et al., 2003).

Para avaliar o resultado dos métodos aplicados no presente trabalho escolheu-se os

seguintes parâmetros:

Função da Resposta (gráfico analítico)

Linearidade

Sensibilidade

Limite de Detecção

Limite de Quantificação

4.3.1 Função da resposta (gráfico analítico)

O gráfico analítico deve apresentar os dados estatísticos da intersecção, da equação

de regressão linear, o coeficiente de correlação ou de determinação e a concentração

estimada dos calibradores (soluções-padrão). Desta forma, torna-se necessário o uso de

número suficiente de soluções-padrão para definir adequadamente a relação entre

concentração e a resposta. O gráfico analítico pode ser construído com no mínimo cinco

valores de concentração num intervalo definido.

Julga-se satisfatória a linearidade do gráfico quando o coeficiente de correlação da

reta obtida não é estatisticamente diferente da unidade (BRITO et al., 2003). Considera-se:

R=1 Correlação perfeita

0,91<R<0,99 Correlação fortíssima

0,61<R<0,91 Correlação forte

0,31<R<0,60 Correlação média

0,01<R<0,30 Correlação fraca

R=0 Correlação nula

35

4.3.2 Linearidade

Por linearidade, entende-se a capacidade de um método de gerar resultados

proporcionais à concentração do analito em uma faixa analítica especificada (BRITO et al.,

2003).

A faixa de trabalho deve cobrir satisfatoriamente a faixa de aplicação do método,

ou seja, os limites mínimo e máximo definidos.

A linearidade pode ser avaliada por meio da análise de variância (ANOVA) dos

dados obtidos no experimento. O coeficiente de correlação da reta de linearização gerada é

um dos parâmetros utilizados para quantificar a linearidade da curva. Quanto mais próximo

da unidade ele estiver, maior a relação de linearidade entre concentração e sinal analítico

produzido. A análise da relação da média quadrática da falta de ajuste com a média

quadrática do erro puro do modelo é outro parâmetro a ser avaliado.

Comparando-se esta razão com o valor obtido da tabela de distribuição F (99,5% de

confiança) com o mesmo número de graus de liberdade, pode-se inferir quantitativamente

sobre a falta de ajuste do modelo. Quanto menor o valor dessa razão em relação ao valor

obtido da tabela, melhor o ajuste.

Outro método complementar utilizado para avaliar a linearidade é a análise dos

resíduos do modelo matemático aplicado. Num modelo bem ajustado, os resíduos devem

dar a impressão de ter sido produzidos por uma distribuição normal, ou seja, não devem

apresentar nenhum indício de anormalidade. O ideal seria encontrar resíduos distribuídos

de maneira aleatória, e que a variância seja constante (homocedasticidade) (PIMENTEL;

NETO, 1995).

4.3.3 Sensibilidade

A sensibilidade é a capacidade do método de distinguir, com determinado nível de

confiança, duas concentrações próximas. Na prática, a sensibilidade constitui o coeficiente

angular da curva analítica (BRITO et al., 2003).

4.3.4 Limite de Detecção (LD)

O limite de detecção é a menor concentração do analito que pode ser detectada, mas

não necessariamente quantificada pelo equipamento (BRITO et al., 2003).

36

De acordo com a IUPAC (IUPAC, 1997) o limite de detecção, expresso em

unidades de concentração, é derivado da menor medida observada, que pode ser detectada

com razoável certeza em relação a um determinado procedimento analítico.

O procedimento para a determinação do LD permite uma estimativa da

concentração em que a detecção de um analito pode ser distinguida do ruído de fundo de

forma confiável (SHIMADZU, 2011).

A determinação do LD pode ser estimada por meio da relação sinal/ruído do

equipamento, do desvio padrão da resposta e do coeficiente angular e por meio de métodos

estatísticos (BRITO et al., 2003).

Em aparelhos que apresentam linha base, a relação sinal/ruído é mensurada por

meio da comparação dos sinais medidos da amostra com baixas concentrações conhecidas

do analito com as do branco, estabelecendo-se a concentração mínima no qual o analito

pode ser detectado. Uma concentração que produz um sinal de 3 a 5 vezes a relação

sinal/ruído é considerada aceitável para a determinação do LD (INMETRO, 2007).

No caso do processo estatístico, utiliza-se o ―teste da hipótese‖ para estimar o LD

com valores obtidos de várias medidas do branco.

4.3.4.1 Determinação do limite de detecção

No presente trabalho, utilizou-se o método do desvio padrão dos valores obtidos

por meio de várias medidas de um mesmo branco e do coeficiente angular gerado pela reta

de calibração de um determinado analito (SHIMADZU, 2011).

O procedimento adotado foi o seguinte:

Construir uma curva de calibração utilizando uma solução de branco da

amostra e soluções preparadas segundo as Tabelas 4.1 a 4.3;

Obter o coeficiente angular da curva, avaliando a sua linearidade por meio

da análise de variância dos dados coletados.

Fazer a zeragem do instrumento com a solução em branco;

Fazer 10 leituras consecutivas num intervalo de 30 segundos entre elas;

Determinar o desvio padrão das leituras;

Aplicar os dados obtidos na Equação 7 e obter o LD para o analito em teste.

LD= k.sb / α (7)

37

Onde:

k= fator numérico, escolhido de acordo com o intervalo de confiança desejado;

sb= desvio padrão do branco para o conjunto de dados;

α = coeficiente angular da curva de calibração ou sensibilidade do aparelho.

O desvio padrão do conjunto das medidas do branco é multiplicado pelo valor da

tabela t-Student para um intervalo de confiança de 99,5% em função do número de graus

de liberdade de medições repetidas (3,17 no caso de 10 repetições). Desta forma, para o

valor da constante k na Equação 7, recomenda-se a utilização de 3, pressupondo uma

distribuição normal unimodal. (SHIMADZU, 2011).

4.3.5 Limite de quantificação (LQ)

O LD anteriormente descrito não pode ser usado para expressar com exatidão a

concentração de uma amostra. Para isso utiliza-se o chamado limite de quantificação.

O limite de quantificação é a menor concentração do analito que pode ser

quantificada na amostra com exatidão e precisão (BRITO et al., 2003).

4.3.5.1 Determinação do limite de quantificação

Uma vez que o LQ deve incluir a analise de variância dos dados analíticos de

calibração e isto requer uma grande quantidade de dados e informações, este é

frequentemente calculado pela Equação 8:

LQ= 10.sb / α (8)

Onde:

sb= desvio padrão do branco para o conjunto de dados;

α = coeficiente angular da curva de calibração ou sensibilidade do aparelho.

Pode-se inferir então que o limite de quantificação é cerca de 3,33 vezes maior que

o limite de detecção. Tal fator confere o grau de segurança necessário às quantificações

analíticas, pois dessa forma, aumenta-se o intervalo de confiança do método (SHIMADZU,

2011).

38

Utiliza-se então os dados obtidos na determinação do LD aplicando-os na Equação

9 , obtendo-se assim o LQ para o analito em teste.

LQ= 3,33.LD (9)

4.4 Procedimentos adotados

As etapas a seguir foram utilizadas para estimar os valores por meio da calibração

univariada tendo como ferramenta a análise de variância e o método dos mínimos

quadrados de cada analito, empregando o instrumento proposto e o equipamento comercial

(NETO, 2008).

1- Medida dos sinais do branco

2- Medida dos sinais das soluções-padrão

3- Regressão linear, pelo método dos mínimos quadrados (MMQ), para

obtenção da relação absorbância-concentração

4- Análise de variância (ANOVA) (PIMENTEL; NETO, 1995), Tabela 4.4,

utilizando o teste F com 99,5% de confiança para ajuste do modelo linear.

Tabela 4.4 - Análise de variância (ANOVA) para o ajuste de um modelo pelo MMQ.

Fonte Soma Quadrática GL Média Quadrática

Modelo SQreg=Σni[(ye)i-ym]2

p-1 MQreg=SQreg/(p-1)

Residual SQr=ΣΣ[yij—(ye)i ]2 n-p MQr =SQr/(n-p)

Falta de Ajuste SQfaj=Σni[(ye)i-yim]2 m-p MQfaj =SQfaj/(m-p)

Erro Puro SQep=ΣΣ(yij—yim )2 n-m MQep =SQep/(n-m)

Total SQt=ΣΣ(yij—ym )2 n-1

Onde:

GL = número de graus de liberdade;

ni = número de repetições no nível i;

m = número de níveis distintos da variável x;

n = Σ ni = número total de medidas;

p = número de parâmetros do modelo.

O índice i indica o nível da variável x.

O índice j refere-se às medidas repetidas da variável y em um dado nível de x.

39

O segundo somatório das expressões para SQr, SQ

ep, SQ

t vai de j = 1 até j = n

i. Os outros

somatórios vão de i =1 até i = m.

ym

é a média de todos os valores de y.

yim

é a média das determinações repetidas no nível i.

Se a relação absorbância-concentração não se encontra ajustada adequadamente a

um modelo linear de acordo com a ANOVA, o limite superior da faixa de concentração é

eliminado. Neste caso, as etapas 3 e 4 serão executadas novamente, até que a faixa

dinâmica de trabalho seja determinada.

5- Análise do gráfico dos resíduos para efeito de confirmação ou retificação do

resultado obtido pela faixa dinâmica.

6- Estimativa dos valores de LD e LQ para cada analito (NETO, 2008).

40

5. Resultados e discussão

5.1. Aplicações analíticas

Para avaliar o desempenho do fotocolorímetro proposto e compará-lo com o de um

aparelho comercial (FEMTO 800-XI), lançou-se mão do método de calibração univariada.

Análises de variância (ANOVA) com base no método dos mínimos quadrados (MMQ)

para um modelo linear foram realizadas para validar os dados obtidos em cada

experimento. Curvas analíticas foram construídas com base no critério de aceitação dos

dados experimentais por meio do teste F para a falta de ajuste e significância estatística da

regressão linear. Em seguida, análise dos resíduos deixados pelo método de calibração foi

realizada para verificar o comportamento da variância dos dados analíticos. Por fim,

determinou-se a faixa dinâmica de cada substância, ou seja, os limites de detecção (LD),

limites de quantificação (LQ) e limites de linearidade (LL), além das sensibilidades.

Tais determinações foram feitas nos aparelhos proposto e comercial tomando-se

cuidado para manter as mesmas condições analíticas com triplicatas autênticas.

5.1.1. Determinação do dicromato de potássio

Os resultados obtidos das medições realizadas nos aparelhos comercial e protótipo

para as soluções padrão de dicromato de potássio em triplicatas autênticas são mostrados

na Tabela 5.1. As soluções utilizadas apresentavam concentração na faixa de 1,70x10-4 mol

L-1

a 3,33x10-3 mol L

-1.

41

Tabela 5.1 - Resultado das medições para o dicromato de potássio

Padrão Concentração de K2Cr2O7

(mol L-1

) Replicata

Absorbância (ABS)

Protótipo Femto-800XI

1 1,70x10-4

R1 0,052 0,043

R2 0,045 0,040

R3 0,052 0,043

2 3,30x10-4

R1 0,098 0,082

R2 0,103 0,091

R3 0,100 0,085

3 5,00x10-4

R1 0,147 0,125

R2 0,151 0,134

R3 0,150 0,132

4 6,70x10-4

R1 0,199 0,169

R2 0,198 0,176

R3 0,199 0,176

5 8,30x10-4

R1 0,247 0,213

R2 0,247 0,220

R3 0,249 0,220

6 1,00x10-3

R1 0,294 0,254

R2 0,298 0,265

R3 0,297 0,262

7 1,33x10-3

R1 0,392 0,343

R2 0,394 0,351

R3 0,395 0,352

8 1,67x10-3

R1 0,491 0,432

R2 0,494 0,442

R3 0,493 0,443

9 2,33x10-3

R1 0,671 0,601

R2 0,667 0,606

R3 0,667 0,607

10 3,33x10-3

R1 0,917 0,847

R2 0,917 0,856

R3 0,923 0,862

Com base nos dados de absorbância coletados, uma ANOVA foi feita para cada

instrumento, sendo obtidos os resultados mostrados na Tabela 5.2 para o Femto-800XI e

Tabela 5.3 para o Protótipo.

42

Tabela 5.2 - Resultado da ANOVA para os dados obtidos por meio do Femto-800XI

Fonte Soma

Quadrática GL

Média

Quadrática Teste F Critério

Modelo SQreg 3,8x10-1

1 MQreg 3,8x10-1

MQreg

MQr 22949 >> 9,727

Residual SQr 3,6x10-4

22 MQr 1,6x10-5

Falta de Ajuste SQfaj 1,6x10-5

6 MQfaj 2,6x10-6

MQfaj

MQep 0,1201 < 4,913

Erro Puro SQep 3,5x10-4

16 MQep 2,2x10-5

Total SQt 0,3772 23

Tabela 5.3 - Resultado da ANOVA para os dados obtidos por meio do Protótipo

Fonte Soma

Quadrática GL

Média



1 MQreg 4,7x10-5

MQreg

MQr 123189 >> 9,727


22 MQr 3,8x10-6


6 MQfaj 1,4x10-6

MQfaj

MQep 0,2983 < 4,913


16 MQep 4,7x10-6

Total SQt 0,4692 23

Para o ajuste da curva de calibração para o Femto-800XI, o último e penúltimo

níveis de concentração (Padrões10 e 9) tiveram que ser desconsiderados, pois a análise de

resíduos do modelo aplicado apresentava indícios de heterocedasticidade.

Para o ajuste da curva de calibração para o Protótipo, os mesmos níveis de

concentração citados acima tiveram que ser desconsiderados, pois estes faziam com que o

teste da significância de regressão falhasse (MQfaj/MQep < 4,913).

A Figura 5.1 mostra o gráfico dos resíduos obtidos para os 2 aparelhos após o

ajuste. Nota-se que o ajuste aplicado é significativo, pois há indício de variância constante

(homocedasticidade) ao longo das concentrações para os 2 instrumentos. O Protótipo

possui amplitude de variância menor, se comparado ao comercial, variando abaixo de

aproximadamente 0,010 contra 0,014 unidades de absorbância do aparelho comercial.

43

Figura 5.1 - Gráficos dos resíduos dos modelos para o dicromato de potássio

Para a investigação dos limites de detecção e quantificação, 10 medidas em

intervalos de 30 s entre elas foram realizadas nas soluções em branco. A Tabela 5.4 e

Tabela 5.5 mostram os valores obtidos com seus respectivos desvios padrão calculados

para os aparelhos comercial e protótipo consecutivamente. Nota-se uma menor variância

dos valores de absorbância ao longo do tempo para o protótipo se comparada à do

comercial.

44

Tabela 5.4 - Determinação do desvio padrão da leitura obtida pelo Femto-800XI para solução em branco

Tempo(s) T% T%/100 ABS

0 100,0 1 0

30 99,9 0,999 4,3x10-4

60 100,0 1 0

90 99,9 0,999 4,3x10-4

120 99,9 0,999 4,3x10-4

150 100,0 1 0

180 99,9 0,999 4,3x10-4

210 99,9 0,999 4,3x10-4

240 99,8 0,998 8,7x10-4

270 99,8 0,998 8,7x10-4

Dp 3,2x10-4

Tabela 5.5 - Determinação do desvio padrão da leitura obtida pelo Protótipo para solução em branco

Tempo(s) T%/100 ABS

0 1,000 0

30 0,999 4,3x10-4

60 1,000 0

90 1,000 0

120 0,998 8,7x10-4

150 1,000 0

180 1,000 0

210 0,999 4,3x10-4

240 1,000 0

270 1,000 0

Dp 3,0x10-4

Os resultados da faixa dinâmica para a solução de dicromato de potássio são

apresentados na Tabela 5.6. Os valores de concentração foram convertidos para mg L-1

(ppm).

Tabela 5.6 - Comparação dos resultados de LD, LQ, sensibilidade e LL do dicromato de potássio entre os

aparelhos comercial e proposto

Instrumento LD

(mg L-1

)

LQ

(mg L-1

)

Sensibilidade

(L mol-1

cm-1

)

LL

(mg L-1

)

Femto-800XI 1,0728 3,5724 263,83 490,33

Protótipo 0,9107 3,0326 294,48 490,33

45

Observa-se que o aparelho proposto possui um menor limite de

detecção/quantificação e uma maior sensibilidade se comparado ao comercial. Os limites

de linearidade (LL) encontrados são os mesmos para os 2 aparelhos.

A Figura 5.2 mostra o gráfico da comparação do ajuste linear obtido para os

aparelhos em teste. Nota-se uma significância de regressão maior para o aparelho proposto,

demonstrado pelo coeficiente de relação da sua curva de calibração (R=0,9999) em relação

ao do comercial (R=0,9995).

Figura 5.2 - Comparação dos resultados para o dicromato de potássio

46

5.1.2. Determinação do permanganato de potássio


para as soluções padrão de permanganato de potássio em triplicatas autênticas são

mostrados na Tabela 5.7. As soluções utilizadas apresentavam concentração na faixa de

8,00x10-5 mol L

-1 a 1,28x10

-3 mol L-1

.

Tabela 5.7 - Resultado das medições para o permanganato de potássio

Padrão Concentração de KMnO4

(mol L-1

) Replicata

Absorbância (ABS)


1 8,00x10-5

R1 0,181 0,201

R2 0,173 0,192

R3 0,174 0,194

2 1,60x10-4

R1 0,351 0,395

R2 0,361 0,407

R3 0,358 0,403

3 2,40x10-4

R1 0,536 0,606

R2 0,531 0,602

R3 0,538 0,610

4 3,20x10-4

R1 0,716 0,818

R2 0,711 0,819

R3 0,708 0,812

5 4,80x10-4

R1 1,050 1,231

R2 1,045 1,231

R3 1,044 1,232

6 6,40x10-4

R1 1,356 1,671

R2 1,355 1,680

R3 1,355 1,662

7 8,00x10-4

R1 1,620 2,113

R2 1,619 2,112

8 9,60x10-4

R1 1,886 2,645

R2 1,885 2,644

9 1,12x10-3

R1 2,097 2,999

R2 2,096 2,999

10 1,28x10-3

R1 2,222 2,999

R2 2,221 2,999


instrumento, sendo obtidos os resultados mostrados na Tabela 5.8 para o Femto-800XI


47


Fonte Soma

Quadrática GL

Média


Modelo SQreg 1,9 1 MQreg 1,9 MQreg

MQr 117004 >> 11,374


13 MQr 1,6x10-5


3 MQfaj 1,0x10-5

MQfaj

MQep 0,5757 < 8,081


10 MQep 1,8x10-5

Total SQt 1,9073 14


Fonte Soma

Quadrática GL

Média



1 MQreg 4,8x10-5

MQreg

MQr 29623 >> 12,827


10 MQr 1,6x10-5


2 MQfaj 6,0x10-6

MQfaj

MQep 0,3232 < 11,043


8 MQep 1,9x10-5

Total SQt 0,4784 11

Para o ajuste da curva de calibração para o Femto-800XI, os 5 últimos níveis de

concentração (Padrões 6,7,8,9 e 10) tiveram que ser desconsiderados, pois estes faziam

com que o teste da significância de regressão falhasse (MQfaj/MQep < 8,081).

Para o ajuste da curva de calibração para o Protótipo, os 6 últimos níveis de

concentração (Padrões 5,6,7,8,9 e 10) tiveram que ser desconsiderados, devido à razões

semelhantes a do aparelho comercial.




possui amplitude de variância menor, se comparado ao comercial, variando abaixo de


48

Figura 5.3 - Gráficos dos resíduos dos modelos para o permanganato de potássio


intervalos de 30s entre elas foram realizadas nas soluções em branco. A Tabela 5.10 e

Tabela 5.11 mostram os valores obtidos e os respectivos desvios padrão calculados para o

aparelho comercial e o protótipo. Nota-se uma menor variância dos valores de absorbância

ao longo do tempo para o protótipo se comparada à do comercial.

49



0 100,0 1 0

30 100,2 1,002 -8,7x10-4

60 100,4 1,004 -1,7x10-3

90 100,4 1,004 -1,7x10-3

120 100,6 1,006 -2,6x10-3

150 100,5 1,005 -2,2x10-3

180 100,6 1,006 -2,6x10-3

210 100,7 1,007 -3,0x10-3

240 100,7 1,007 -3,0x10-3

270 100,7 1,007 -3,0x10-3

Dp 1,0x10-3


Tempo(s) T%/100 ABS

0 1,000 0

30 1,000 0

60 0,999 4,3x10-4

90 1,001 -4,0x10-4

120 1,001 -4,0x10-4

150 1,000 0

180 1,001 -4,0x10-4

210 1,000 0

240 1,000 0

270 1,001 -4,0x10-4

Dp 2,9x10-4

Os resultados da faixa dinâmica para a solução de permanganato de potássio são


(ppm).

Tabela 5.12 - Comparação dos resultados de LD, LQ, sensibilidade e LL do permanganato de potássio entre

os aparelhos comercial e proposto

Instrumento LD

(mg L-1

)

LQ

(mg L-1

)

Sensibilidade

(L mol-1

cm-1

)

LL

(mg L-1

)

Femto-800XI 0,1858 0,6188 2590,48 75,84

Protótipo 0,0622 0,2071 2231,67 50,56

50

Observa-se que o aparelho proposto possui um menor limite de

detecção/quantificação e uma menor sensibilidade se comparado ao comercial. O limite de

linearidade (LL) encontrado, é 1 nível de concentração menor para o protótipo em relação

ao comercial.


aparelhos em teste. Nota-se uma significância de regressão um pouco menor para o

aparelho proposto, demonstrado pelo coeficiente de relação da sua curva de calibração

(R=0,9998) em relação ao do comercial (R=0,9999).

Figura 5.4 - Comparação dos resultados para o permanganato de potássio

51

5.1.3. Determinação do Azul de Metileno


para as soluções padrão de azul de metileno em triplicatas autênticas são mostrados na

Tabela 5.13. As soluções utilizadas apresentavam concentração na faixa de 3,13x10-6 mol

L-1

a 3,13x10-5 mol L

-1.

Tabela 5.13 - Resultado das medições para o azul de metileno

Padrão Concentração de

Azul de Metileno (mol L-1

) Replicata

Absorbância (ABS)


1 3,13x10-6

R1 0,120 0,123

R2 0,121 0,132

R3 0,113 0,122

2 6,25x10-6

R1 0,247 0,255

R2 0,250 0,265

R3 0,261 0,279

3 9,38x10-6

R1 0,366 0,375

R2 0,364 0,382

R3 0,377 0,397

4 1,25x10-5

R1 0,480 0,489

R2 0,487 0,504

R3 0,496 0,519

5 1,56x10-5

R1 0,590 0,599

R2 0,597 0,616

R3 0,614 0,636

6 1,88x10-5

R1 0,703 0,708

R2 0,698 0,716

R3 0,729 0,751

7 2,19x10-5

R1 0,817 0,822

R2 0,817 0,833

R3 0,832 0,853

8 2,50x10-5

R1 0,920 0,921

R2 0,938 0,955

R3 0,951 0,968

9 2,81x10-5

R1 1,020 1,016

R2 1,023 1,031

R3 1,049 1,062

10 3,13x10-5

R1 1,103 1,097

R2 1,112 1,123

R3 1,151 1,158

52


instrumento, sendo obtidos os resultados mostrados na Tabela 5.14 para o Femto-800XI e



Fonte Soma

Quadrática GL

Média



1 MQreg 6,8x10-1

MQreg

MQr 3118 >> 10,576


16 MQr 2,2x10-4


4 MQfaj 6,7x10-5

MQfaj

MQep 0,2503 < 6,521


12 MQep 2,7x10-4

Total SQt 0,6867 17


Fonte Soma

Quadrática GL

Média



1 MQreg 6,8x10-1

MQreg

MQr 7323 >> 10,576


16 MQr 9,3x10-5


4 MQfaj 3,5x10-5

MQfaj

MQep 0,3149 < 6,521


12 MQep 1,1x10-4

Total SQt 0,6826 17

Para o ajuste da curva de calibração para o Femto-800XI, o primeiro e os 3 últimos

níveis de concentração (Padrões 1, 8, 9 e 10) tiveram que ser desconsiderados, pois a

análise de resíduos do modelo aplicado apresentava indícios de alta heterocedasticidade.

Para o ajuste da curva de calibração para o Protótipo, os mesmos níveis de

concentração citados acima tiveram que ser desconsiderados, devido à razões semelhantes

a do aparelho comercial.




possui amplitude de variância bem menor, se comparado ao comercial, variando abaixo de


53

Figura 5.5 - Gráficos dos resíduos dos modelos para o azul de metileno


intervalos de 30 s entre elas foram realizadas nas soluções em branco. A Tabela 5.16 e

Tabela 5.17 mostram os valores obtidos com seus respectivos desvios padrão calculados,

para os aparelhos comercial e protótipo consecutivamente. Nota-se uma menor variância

dos valores de absorbância ao longo do tempo para o aparelho comercial se comparada à

do protótipo.

54



0 100,0 1 0

30 100,1 1,001 -4,3x10-4

60 100,1 1,001 -4,3x10-4

90 100,1 1,001 -4,3x10-4

120 100,0 1 0

150 100,0 1 0

180 100,2 1,002 -8,7x10-4

210 100,1 1,001 -4,3x10-4

240 100,0 1 0

270 100,0 1 0

Dp 3,0x10-4


Tempo(s) T%/100 ABS

0 1,000 0

30 0,999 4,3x10-4

60 1,000 0

90 0,998 8,7x10-4

120 0,998 8,7x10-4

150 0,998 8,7x10-4

180 0,998 8,7x10-4

210 0,997 1,3x10-3

240 0,997 1,3x10-3

270 0,996 1,7x10-3

Dp 5,6x10-4

Os resultados da faixa dinâmica para a solução de azul de metileno são


(ppm).

Tabela 5.18 - Comparação dos resultados de LD, LQ, sensibilidade e LL do azul de metileno entre os

aparelhos comercial e proposto

Instrumento LD

(mg L-1

)

LQ

(mg L-1

)

Sensibilidade

(L mol-1

cm-1

)

LL

(mg L-1

)

Femto-800XI 0,0081 0,0270 35833 7

Protótipo 0,0148 0,0493 36392 7

55

Observa-se que o aparelho proposto possui um maior limite de

detecção/quantificação e uma maior sensibilidade se comparado ao comercial. Os limites

de linearidade (LL) encontrados são os mesmos para os 2 aparelhos.


aparelhos em teste. Nota-se uma significância de regressão maior para o aparelho proposto,

demonstrado pelo coeficiente de relação da sua curva de calibração (R=0,9989) em relação

ao do comercial (R=0,9974).

Também se observa um alto grau de correlação entre os resultados para os 2

instrumentos.

Figura 5.6 - Comparação dos resultados para o azul de metileno

56

5.2. Custos

A Tabela 5.19 mostra os custos dos componentes utilizados na construção do

fotocolorímetro proposto. Os componentes eletrônicos foram adquiridos em lojas de

equipamentos eletro-eletrônicos ou por compra eletrônica em sites especializados. A

usinagem da cela de amostra e da caixa plástica foi contratada junto a um ferramenteiro da

cidade de Pindamonhangaba-SP.

Tabela 5.19 - Custo do fotocolorímetro proposto

Descrição Quantidade Preço unitário Preço Total

Caixa plástica 1 R$ 48,50 R$ 48,50

Display LCD 16x4 1 R$ 55,00 R$ 55,00

Microcontrolador PIC 16F876 1 R$ 12,00 R$ 12,00

Fotodiodo VTB8440BH 1 R$ 11,50 R$ 11,50

LED RGB KTL050RGB 1 R$ 2,50 R$ 2,50

Cela de amostra 1 R$ 38,00 R$ 38,00

Etiqueta de policarbonato 1 R$ 15,00 R$ 15,00

Amplificador operacional LTC1050 1 R$ 12,50 R$ 12,50

Regulador de Tensão LM7805 1 R$ 3,10 R$ 3,10

Fonte de Alimentação 1 R$ 12,00 R$ 12,00

Bateria alcalina 9V 1 R$ 5,60 R$ 5,60

Chave de alimentação 1 R$ 2,50 R$ 2,50

Conector Jack 1 R$ 1,80 R$ 1,80

Chaves tact 5 R$ 0,35 R$ 1,75

Outros componentes eletrônicos 1 R$ 12,00 R$ 12,00

Outros componentes mecânicos 1 R$ 15,00 R$ 15,00

Total R$ 248,75

O custo do espectrofotômetro utilizado no presente trabalho é de aproximadamente

R$22.106,00 (cotação do dia 23/11/2011).

57

6. Conclusão

Neste trabalho foi desenvolvido um fotocolorímetro microcontrolado portátil de

baixo custo e de fácil construção tendo como fonte luminosa um diodo emissor de luz

(LED) tricolor. Permite medições fotométricas em 3 comprimentos de onda: 470nm,

525nm e 625nm. O custo total do aparelho montado ficou por volta de R$250,00.

A avaliação do desempenho do aparelho proposto foi feita por meio da comparação

dos seus resultados com os de um espectrofotômetro da FEMTO modelo 800XI.

Determinações baseadas em calibração univariada, com tratamentos estatísticos foram

realizadas em ambos os modelos. Os resultados dessa avaliação indicam que o

fotocolorímetro proposto possui um desempenho semelhante ao do espectrofotômetro

comercial, sendo que na maioria dos critérios de avaliação o protótipo alcançou melhores

resultados.

No caso do menor limite de linearidade para o permanganato de potássio, o

problema poderia ser facilmente contornado pela diluição da solução.

Apesar de suas limitações o aparelho proposto pode servir muito bem às aplicações

acadêmicas, com um custo cerca de 80 vezes menor que o do comercial com o qual foram

feitos os testes comparativos.

Considerando seu desempenho perante o espectrofotômetro comercial e sua

viabilidade econômica, o fotocolorímetro proposto possui um grande potencial para ser

utilizado no ensino de técnicas fotocolorimétricas em escolas técnicas e de nível superior.

A possibilidade da multidisciplinaridade, da integração de disciplinas na montagem

e utilização do aparelho proposto poderia proporcionar ganhos de conhecimento muito

significativos aos alunos participantes.

58

7. Recomendações para trabalhos futuros

Como sugestão para trabalhos futuros destacam-se as seguintes possibilidades:

Substituição do microcontrolador utilizado por outro com maior capacidade

operacional para implementação de um método de regressão linear no próprio

aparelho, e também a possibilidade de salvar e acessar curvas de calibração para

diferentes analitos;

Utilização do protótipo alimentado por uma bateria do tipo alcalina. Isto

possibilitaria um ganho significativo na relação sinal-ruído do aparelho, pois não

estaria sujeito às interferências da rede elétrica;

Alteração da cela de amostragem para permitir o uso de cubetas de

diferentes tamanhos e formatos.

59

8. Referências Bibliográficas

ARAÚJO, M. C. U. et al. Um fotômetro de fluxo para análises clínicas a base de um diodo

emissor de luz bicolor. Química Nova, v.20, p. 137-145, 1997.

BRITO, N. M. ; DE AMARANTE, O. P. ; POLESE, L. ; RIBEIRO, M. L. Validação de

métodos analíticos: Estratégia e discussão. Pesticidas: R.Ecotoxicol. e Meio Ambiente,

Curitiba, v. 13, p. 129-146, jan./dez. 2003.

CANTRELL, K.M., INGLE Jr., J.D. The slim spectrometer. Analytical Chemistry, v. 75,

p. 27-35, 2003.

CHAN, C.C.; LEE, Y.C.; LAM, H.; ZHANG, X.M. Analytical method validation and

instrument performance validation. New Jersey: Wiley, 2004.

DASGUPTA P. K. et al. Light emitting diode based flow-through optical absorption

detectors, Talanta, v. 40, p. 53-74, 1993.

DORMAN (Reino Unido). Light Emitting Diode (LED). Disponível em:

<http://www.dorman.co.uk/product%20bulletins/LEDFundamentals/LED%20Flyer.pdf

>. Acesso em: 19 mai. 2011.

GAIAO, E. N et al. Um fotômetro multi-led microcontrolado, portátil e de baixo custo.

Química Nova. v. 28, p. 1102-1105, 2005.

HOOLEY, D. J.; DESSY, R. E. Continuous flow kinetic techniques in flow injection

analysis. Analytical Chemistry, Virginia, v. 55, p. 313-320, 1983.

INMETRO. DOQ-CGCRE-008 – Orientação sobre validação de métodos de ensaios

químicos Revisão 02 – JUNHO/2007

60

IUPAC Compendium of Chemical Terminology 2nd Edition (1997).

Disponível em: <http://old.iupac.org/publications/compendium/>. Acesso em: 10 nov.

2011

KARTELL (Italy). Modelo 1937. Disposable cuvetts for spectroscopy especifications.

Disponível em: < http://www.kartell.it/uk/labware/w_dispo.htm >. Acesso em: 19 mai.

2011.

KOUHI (Hong Kong). KTL050RGBCI20CC. Leds lamp specification datasheet.

Disponível em: <http http://www.leds.com.hk/pdf/KTL050RGBCI%20CC.pdf

>. Acesso em: 19 mai. 2011.

KUBOTA, S.;TAGUSHI, A.;YAZAWA, K. Thermal challenges deriving from the

advances of display technologies, Microelectronics Journal, v. 39, p. 942-949, 2008.

NETO, B.B.; PIMENTEL, M. F.; ARAUJO, M. C. U. Recomendações para calibração em

química analítica: parte I. Fundamentos e calibração com um componente (calibração

univariada). Quím. Nova, vol.25, n.5, p. 856-865, 2002.

NETO, J. G. V. Um Espectrômetro Microcontrolado Baseado em LED Branco como Fonte

de Radiação e Mídia. João Pessoa: UFPB, 2008.

PIMENTEL, M. F.; NETO, B. B. Calibração: Uma revisão para químicos analíticos. Quim.

Nova, v.19, n.3, p.268-277, 1996.

PIMPUTKAR, S.; SPECK, J. S.; DENBAARS, S. P.; NAKAMURA, S. Prospects for

LED Lighting, Nature Photonics, v.3, p. 180-182, 2009.

ROUND, H. J. A Note on Carborundum. Electrical World, New York , v. 19, p. 309,1907.

61

SHIMADZU (Brasil). Determinação de limite de detecção e quantificação em AAS.

Disponível em: <

http://www.shimadzu.com.br/analitica/aplicacoes/espectrofotometros/aa/NT003_Shimadzu

_Brasil_Determinacao_de_LD_LQ_em_AAS.pdf>. Acesso em: 26 setembro. 2011.

SKOOG, D. A.; WEST, Donald M.; HOLLER, F. James; CROUCH, S. R. Fundamentos

de Química Analítica. 8.ed. São Paulo: Thomson Learning, 2007.

SUCEN, Superintendência de Controle de Endemias. Estudo inédito liga água a alta

infestação por larvas do mosquito da dengue. Sorocaba, SUCEN, Serviço Regional 04,

2010. Disponível em: < http://portal.saude.sp.gov.br/content/chesocetru.mmp>. Acesso

em: 10 abr. 2011.

VOGEL, A. I, Textbook of Quantitative Chemical Analysis. 5.ed. London: Longman

Scientific & Technical, 1989.

YAM, F.K.; HASSAN, Z. Innovative advances in LED technology. Microelectronics

Journal, v. 36, p. 129-137, 2005.

YEH, T.S.; TSENG, S.S. A low cost LED based spectrometer. Journal of the Chinese

Chemical Society, v. 53, p. 1067-1072, 2006.

ZHELUDEV, N. The Life and Times of the LED- a 100-year history. Nature Photonics,

Southampton, v. 1, p. 189-192, 2007.

universidade de sÃo paulo escola de engenharia de...

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