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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Frederico, Fernando Rodrigo
Título: Desenvolvimento de um Sensor Químico de Fibras Ópticas para a Determinação Simultânea de Metais Pesados Empregando Métodos de Calibração Multivariada
Ano: 2003
Orientador: Prof. Dr. Ivo Milton Raimundo Junior
Departamento: Química Analítica
Palavras-chave: Optodo, Quimiometria, Reflectância, Metais pesados
Resumo: Este trabalho descreve o desenvolvimento um sensor químico de fibras ópticas ( optodo ) para a determinação de metais pesados, usando o reagente químico 4-(2-piridilazo)resorcinol, ( PAR ) imobilizado na resina Amberlite XAD-4, que não foi fixado na extremidade de um feixe bifurcado de fibras ópticas. O optodo desenvolvido foi utilizado na determinação simultânea de dois metais (Ni(II)/Cd(II)) e de três metais (Ni(II)/Cd(II)/Mn(II)), na faixa de concentração de 0,5 a 3,5 mg/L, escolhida em função da saturação da fase sensora. Foram empregados os métodos de calibração multivariada PCR (regressão por componentes principais) e PLS (regressão por mínimos quadrados parciais), usando as variantes PLS1, que utiliza um componente da mistura para cada modelo e PLS2, que usa um único modelo para todos os componentes. Na construção e validação dos modelos de calibração multivariada foram utilizados diferentes métodos de pré-tratamento dos dados espectrais, que consistiram em centrar os dados espectrais na média, suavizá-los com um filtro de média móvel e obter os espectros de primeira derivada após os dados originais serem centrados na média. Os melhores resultados na determinação simultânea de Ni(II)/Cd(II) foram obtidos empregando-se o método PLS1 com os dados centrados na média, que forneceu valores de RMSEP de 0,27 mg/L para Ni(II) e 0,21 mg/L para Cd(II). No caso da determinação simultânea de Ni(II)/Cd(II)/Mn(II) os melhores resultados foram obtidos empregando-se o método PLS1 com dados centrados na média, obtendo-se valores de RMSEP de 0,19 mg/L para Ni(II), 0,29 mg/L para Cd(II) e 0,43 mg/L para Mn(II).
Abstract: This work describes the development of an optical fibre chemical sensor ( optode ) for determination of heavy metals, by employing the 4-(2-piridylazo(resorcinol) reagent, PAR, immobilised on Amberlite XAD-4 resin, which was fixed at the common end of a bifurcated optical fibre bundle. The optode was employed for simultaneous determination of two (Ni(II)/Cd(II)) and three (Ni(II)/Cd(II)/Mn(II)) metal ions, in the concentration range from 0.5 to 3.5 mgL, which was chosen based on the saturation capability of the sensing phase. Multivariate calibration methods, such as Principal Component Regression ( PCR ) and Partial Least Square ( PLS ), including PLS1 (that employs a model for each component) and PLS2 (that employs a single model for all components), were employed to perform the simultaneous determinations. Different procedures for pre-processing of spectral data, such as mean centring, smoothing by sliding average and first derivative were employed. The best result for the simultaneous determination of Ni(II) and Cd(II) were obtained when the PLS1 method, with the data centred on the mean, was employed, providing RMSEP ( root mean square error of prediction ) values of 0.27 and 0.21 mgL for Ni(II) and Cd(II), respectively. In the simultaneous determination of Ni(II)/Cd(II)/Mn(II), the model based on PLS1, after centring the data on the mean, showed the best prediction capability, providing RMSEP values of 0.19, 0.29 and 0.43 mgL for Ni(II), Cd(II) and Mn(II), respectively.
Arquivo (Texto Completo): vtls000300902.pdf (tamanho: 4,98MB)

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