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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Nagata, Noemi
Título: Avaliação das Propriedades Pré-Concentradoras de Metais das Sílicas Modificadas para Análise por Fluorescência de Raios-X
Ano: 1997
Orientadora: Profa. Dra. Maria Izabel Maretti Silveira Bueno
Coorientador: Prof. Dr. Lauro Tatsuo Kubota
Departamento: Química Analítica
Palavras-chave: Fluorescência de raios-x, Sílicas modificadas, Pré-concentração
Resumo: A extração líquido-sólido por batelada usando sílicas quimicamente modificadas foi estudada como um método de pré-concentração para metais pesados não-essenciais, tais como cádmio, chumbo e mercúrio, para subsequente análise por Fluorescência de Raios-X de Energia Dispersiva (EDXRF). Sílicas modificadas com fosfato de zircônio (SiZrP - 0,27 mmol g de fosfato) e /ou propil imidazol (Silm - 0,29 mmol g de grupos imidazol) foram preparadas para utilização como sólido extrator. Os melhores parâmetros de adsorção foram obtidos usando 50 mL de fase aquosa a pH 4,5, tempo de adsorção de 15 minutos, e 0,2 g de adsorvente. A sílica modificada com grupos propil imidazol mostrou alta seletividade para Hg (já que ela não adsorve significativa quantidade de chumbo e cádmio), ampla faixa linear de trabalho (0,5 - 50 mg L), um fator de pré-concentração de 107, sensibilidade de 11,73 cps/mg L e limite de detecção de 0,089 mg L. Para a SiZrP os fatores de pré-concentração obtidos para Cd, Pb and Hg foram 43, 47 e 43, respectivamente. As faixas lineares de trabalho foram 0,5 a 10 mg L para cádmio, 0,5 a 50 mg L para chumbo e 0,5 a 116 mg L para mercúrio. A sensibilidade dependeu da linha de emissão característica de cada elemento. Os limites de detecção foram 0,071 mg L para cádmio, 0,200 mg L para chumbo e 0,339 mg L para mercúrio. A partir dos coeficientes de distribuição, a afinidade da SiZrP para os íons metálicos estudados aumentam na ordem: Cd(II)<Pb(II)<Hg(II). Duas vezes mais chumbo foi adsorvido pela superfície da SiZrP (Nf = 10,0 mmol g) em relação a cádmio (Nf = 5,0 mmol g), e para o mercúrio, a capacidade é maior, entretanto não foi observado um patamar de adsorção. Um estudo por planejamento fatorial mostrou que as melhores condições dos parâmetros de pré-concentração e seletividade das sílicas modificadas são as mesmas observadas no estudo univariado. Contudo, o parâmetro tipo de sílica modificada mostrou interação significativa com o parâmetro massa de adsorvente. Valores otimizados foram obtidos usando menor massa de sílica modificada (SiZrP ou Silm), sugerindo uma alta capacidade de adsorção destes materiais. As estabilidades das sílicas modificadas foram excelentes, seguida da possibilidade de sua reutilização após regeneração em soluções ácidas, por até 10 vezes.
Abstract: Batch-wise liquid-solid extraction using chemically modified silica was studied as a pre-concentration method for non-essential heavy-metals, such as cadmium, lead and mercury, for subsequent analysis by Energy Dispersive X-Ray Fluorescence (EDXRF). Silicas modified with zirconium phosphate (SiZrP - 0.27 mmol g of phosphate) and/or propyl imidazol (Silm - 0.29 mmol g of imidazol groups) were prepared to be used as the solid extractor. The best adsorption parameters were obtained using 50 mL of aqueous phase at pH 4.5, an adsorption time of 15 minutes and 0.2 g of adsorbent. The modified silica with propyl imidazol groups showed a high selectivity for Hg (since it does not adsorb significant amount of lead and cadmium), wide linear response range (0.5 - 50 mg L), a pre-concentration factor of 107, sensitivity of 11.73 cps/mg L and detection limit of 0.089 mg L. For SiZrP the pre-concentration factors obtained for Cd, Pb and Hg were 43, 47 and 43, respectively. The linear response ranges were 0.5 to 10 mg L for cadmium, 0.5 to 50 mg L for lead and 0.5 to 116 mg L for mercury. The sensitivity depended on the emission line characteristics of each element. The detection limits were 0.071 mg L for cadmium, 0.200 mg L for lead and 0.339 mg L for mercury. From the distribution coefficients the affinity of SiZrP for the metal ions studied increases in the order: Cd(lI) < Pb(lI) < Hg(II). Twice as much lead was adsorbed by the SiZrP surface (Nf = 10.0 mmol g) in relation to cadmium (Nf = 5.0 mmol g). For mercury, the capacity is greater although an adsorption plateau was not observed. A factorial design showed that the best conditions of the pre-concentration parameters and selectivity of the modified silicas are the same as those observed in a univariate study. However, the modified silica type parameter showed a significant interaction with the mass of adsorbent parameter. Optimized values were obtained using smaller mass of modified silica (SiZrP or Silm), suggesting a high capacity of adsorption of these materials. The stabilities of the modified silica were excellent, allowing their reuse after regeneration in an acid media for at least 10 times.
Arquivo (Texto Completo): vtls000119377.pdf ( tamanho: 6,21MB )

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