Analytica 96

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artigo 1
REVISTA ANALYTICA - AGO/SET 18
-se que todos os reagentes e soluções
utilizados apresentam grau
analítico ou superior, sendo empregado
água deionizada em todas as
etapas de preparo e diluições.
Estudo das composições de
solventes
Inicialmente estudou-se a possibilidade
de usar o sistema de solventes
composto por água, álcool
n-butílico e acetona. Para tanto
empregou-se o estudo de titulação,
onde os pares de solventes miscíveis
entre si foram titulados com um
terceiro solvente usado como titulante
até o ponto de opalescência.
Os pares constituíram se de porções
definidas de água e acetona,
que foram tituladas com n-butanol,
e de porções definidas de acetona e
álcool n-butílico titulados com água
deionizada. Isto foi realizado visando
obter o diagrama de Roozeboom
para um melhor entendimento da
região de fase única em que a mistura
de solventes pode ser utilizada.
O diagrama foi obtido com o uso
do software ORIGIN e a avaliação
da figura obtida, permitiu definir a
composição do sistema a ser utilizado,
em %m/m dos componentes na
região monofásica.
Estudo da complexação
Obtendo-se o diagrama de Roozeboom,
escolheu-se um ponto de
mistura homogênea para iniciar
os estudos reacionais. O ponto
selecionado apresenta-se com
proporções em %m/m, e estas foram
convertidas em volumes para
facilitar o procedimento de análise.
Com os volumes definidos, foi
preparada uma solução do agente
complexante, 8-hidroxiquinolina
em álcool n-butílico na concentração
de 1,12x10-4 mol/L. E dando
continuidade ao trabalho, utilizando
de uma solução fase única composta
por 4,0 mL de água, 6,0 mL
de álcool n-butílico e 6,0 mL de
acetona, obteve-se os espectros de
absorbância em um espectrofotômetro,
com cubeta de quartzo de
1,0 cm de caminho óptico.
Para a obtenção do max do
complexo, realizou-se uma varredura
entre 320 e 600 nm, empregando
a solução homegenea
que continha o complexo formado
e outra contendo apenas o agente
complexante. Utilizando o software
Microsoft Excel confeccionou-se os
gráficos com os valores de absorbância
obtidos, e estes foram responsáveis
por auxiliar na obtenção
do comprimento de onda onde o
complexo formado emitiu melhor
sinal analítico.
Curva de calibração
Utilizou-se a solução fase única
composta por 4,0 mL de água, 6,0
mL de álcool n-butílico e 6,0 mL de
acetona, para elaboração da curva
de calibração. Esta foi elaborada a
partir de seis soluções com teores
do metal que vão de zero a vinte
mg/L. Após se efetuar a leitura de
absorvância confeccionou-se a
curva com a utilização do software
Microsoft Excel, onde os valores de
absorbância confrontados com os
valores de concentração do metal
permitiram a obtenção da curva
analítica e da equação da mesma.
Estudo dos Interferentes
Alguns elementos promovem
interferência na determinação do
cadmio, especialmente no caso de
rochas. Para avaliar os interferentes
presentes na rocha, elaborou-se
um procedimento estatístico para
verificar o comportamento dos elementos
cobre e chumbo presentes
na amostra, frente a determinação
de cádmio por espectrofotometria
UV-VIS. Neste estudo foi utilizado
um planejamento fatorial estrela
em dois níveis com duas variáveis,
possuindo o mesmo, replicatas no
ponto central.
Autores:
Karina da Silva Alves1
Alex Magalhães de Almeida2
Frederico de Oliveira Silva3
Anísio Claudio Rios Fonseca4
Os valores de concentração
empregados no estudo para os
íons Cu2+ e Pb2+ são: nível inferior
10mg/L; superior 40mg/L, os
pontos extremos 0,25-50mg/L e
os pontos centrais 25mg/L. A concentração
de cádmio é constante
em todos os casos, assim como a
composição de solventes. Após a
leitura dos pontos empregou-se o
software Statistica para obter uma
superfície de resposta e através
desta, verificar a interferência.
Análise das amostras
de rocha
As análises foram efetuadas
para amostras de rochas galena
obtidas na região de Pains-MG.
Estas amostras foram trituradas
em moinho de bola, para reduzir o
tamanho das partículas e em seguida
pesou-se 1,0000 g da rocha
em balança analítica. Este material
foi transferido para béqueres
a estes acrescentou-se 10,0 mL
de HCl concentrado, aquecendo
o material até ebulição, mantida
durante 5 minutos. Na sequência
acrescentou-se 10 mL de água
destilada, aqueceu novamente até
a fervura, aguardou-se o resfriamento
da solução e filtrou-se com
papel de filtragem lenta para balão
volumétrico de 50 mL, que teve seu
volume completado e homogeneizado
com agua destilada. Utilizou-
-se o sistema de solventes para a
determinação do metal, sendo o
componente água substituído pela
amostra processada. Em todos os
casos utilizou-se de triplicatas para
as determinações. O sistema de
leitura foi montado utilizando 4,0
mL de amostra; 6,0 mL de solução
álcool n-butílico contendo o reagente
8-hidroxiquinolina (1,12x10-
4 mol/L) e 6,0 mL de acetona,
procedendo as leituras a 370 nm, e
após esta etapa realizou-se os cálculos
para a obter o valor do metal
presente na matriz.
Figura 2
Resultados e Discussão
Estudo das composições de
solventes
De posse dos resultados das
titulações de pares de solventes,
obteve-se o diagrama ternário de
Roozeboom, onde as massas dos
solventes utilizados foram convertidas
em valores percentuais.
A Figura 2 exibe o delineamento
para o sistema água-cetona-
-álcool Sistema n-butílico. Ternário Água-Cetona-
Alcool n-butilíco
Figura 2: Diagrama ternário para
o sistema água-cetona-álcool
n-butílico, obtido a partir da
titulação de pares de solventes.
Fonte: Autores do trabalho, 2018.
Fonte: Autores do trabalho, 2018.
Realizando uma análise no diagrama,
na região de fase única,
escolheu-se de forma aleatória
um ponto acima da curva binodal,
definido pelas proporções em
%m/m em 29,41: 36,03: 34,56,
que correspondem aos volumes
utilizados neste trabalho: 4,0 mL
de água, 6,0 mL de acetona e 6,0
mL de álcool n-butanol. Este ponto
foi escolhido por se encontrar distante
da curva binodal, apresentando
uma margem de segurança
para o trabalho.
Estudo da complexação
Realizando-se a leitura para os
comprimentos de onda na região
do UV-VIS, com um sistema ternário
contendo o reagente complexante
8-hidroxiquinolina, e um
outro constituído pelo complexo
do metal e o complexante, obteve-
-se valores de absorbância que
permitiram a obtenção do gráfico
que evidencia o comportamento
dos compostos em relação a absorvância.
Este delineamento é
exibido na Figura 3.
O gráfico exibido na Figura 3,
apresenta a curva descrita pelo
reagente complexante sem o elemento
metálico no sistema água-
-acetona-álcool n-butílico, e com a
presença do elemento cádmio no
mesmo. Os comprimentos de onda
abordados foram entre 320 e 600
nm. Neste intervalo é possível observar
que o λ característico para o
complexo formado ocorre por volta
de 370 nm. Neste comprimento de
onda realizaram se todos os demais
estudos envolvidos na determinação
do elemento cádmio.
Construção da curva de calibração
Elaborou-se uma curva de calibração
para o complexo metálico,
utilizando-se os valores de zero a
vinte mg/L do metal. A leitura das
soluções foi realizada em triplicata
no comprimento de onda de 370
nm em espectrofotômetro UV-VIS.
Forma obtidos valores de absorbância
que permitiram confeccionar
a seguinte curva ilustrada na
Figura 4.
Pela Figura 4, é possível notar
que, a curva apresenta linearidade
até 20 mg/L, sendo esta consistente
para valores nesta faixa de
determinação e excede as expectativas
relativas ao trabalho
em andamento. O coeficiente de
correlação (r2), descreve quanto
o conjunto de dados obtidos se
aproxima de uma linha reta perfeita,
sendo o seu intervalo de 0 a 1
(VOGEL et al, 2002).
Estudo dos Interferentes
Empregando um planejamento
estatístico do tipo fatorial estrela,
Figura 3
Figura Figura 4
Complexo Cd-8HQ em n-butilico
Absorvância
2
1,75
1,5
1,25
1
0,75
0,5
0,25
Complexo Cd-8HQ em n-butilico
0
300 350 400 450 500 550 600
comp onda
Figura 3 - Sobreposição do espectro
Fonte: Autores do trabalho, 2018.
da 8-hidroxiquinolina com o
espectro do complexo formado
no sistema água-acetona-álcool
n-butílico.
Fonte: Autores do trabalho, 2018.
Curva de Calibração [Cd]
Absorvância
Curva de Calibração [Cd]
Curva de Calibração [Cd]
Fonte: Autores do trabalho, 2018.
Figura 4 - Curva Fonte: de calibração Autores do trabalho, para 2018.
o elemento cádmio complexado com
8-hidroxiquinolina no sistema águaacetona-álcool
n-butílico.
Fonte: Autores do trabalho, 2018.
com duas variáveis em dois níveis
e replicata no pronto central, verificou-se
a interferência dos elementos
cobre e chumbo na determinação
do cádmio. As medidas
realizadas forneceram resultados
que permitiram modelar estatisticamente
o planejamento e obter
uma superfície de resposta para
o estudo. Através desta superfície
foi possível verificar as potenciais
interferências dos elementos cobre
e chumbo e suas associações.
O modelo matemático obtido está
descrito na Equação 1.
ABS= 2,262+0,4626×[Cu]-
0,3598×[Pb] (Equação 1)
ABS S/metal
ABS C/metal
1,4
1,4
1,2
ABS = 0,0572[Cd] + 0,059
ABS = 0,0572[Cd] R² = 0,9859+ 0,059
1,2
R² = 0,9859
1
1
0,8
0,8
0,6
Abs
0,6
Abs
Linear (Abs)
0,4
Linear (Abs)
0,4
0,2
0,2
0
0 0 5 10 15 20 25
0 5 10 15
[Cd]
20 25
[Cd]
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