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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Vieira, Raimundo Kennedy
Título: A Determinação Voltamétrica Multisequencial de Pb, Cd, Zn e Cu em Amostras Complexas usando um Sistema Ternário Homogêneo de Solventes
Ano: 2004
Orientador: Prof. Dr. João Carlos de Andrade
Departamento: Química Analítica
Palavras-chave: ASV, Voltametria, Split-plot, Sistema ternário
Resumo: A voltametria de redissolução anódica (ASV), tem sido muito utilizada na determinação de chumbo, cádmio, zinco e cobre em amostras simples, pelo seu baixo custo, simplicidade e baixos limites de detecção. Entretanto, a aplicação da ASV em amostras complexas é vista com restrições, devido aos efeitos de matriz, a sobreposição de picos e a formação de compostos intermetálicos. Na tentativa de minimizar esses problemas e ampliar a aplicabilidade da ASV como técnica analítica, resolveu-se verificar o comportamento voltamétrico desses elementos em um sistema ternário homogêneo de solventes (HTSS) composto por N,N-DMF/etanol/água. Os estudos foram iniciados focalizando-se o chumbo que sob o ponto de vista analítico, é o elemento mais problemático dos quatro. Assim, foram realizados estudos envolvendo um planejamento "split-plot" para encontrar as melhores condições voltamétricas para a determinação desse metal em um HTSS. Com base nesses resultados, fez-se a otimização do sistema químico para a determinação simultânea de Pb, Cd, Zn e Cu. A composição otimizada do sistema de solventes para esse fim foi: 36% m/m DMF, 52% m/m etanol e 12% m/m água (a fase aquosa inclui as alíquotas das amostras ou padrões e o eletrólito de suporte composto por ácido clorídrico 8,8 x 10 mol L e acetato de amônio 0,1 mol L). Notou-se que esse procedimento reduz a ação dos interferentes mais comuns, se comparado com métodos descritos na literatura. As equações das curvas analíticas observadas foram: IPb = 3,06 + 0,81 [Pb], (r = 0,999); ICd = 7,41 + 0,97 [Cd], (r = 0,999); IZn = 1,43 + 1,13 [Zn], (r = 0,999); I Cu = 0,97 + 0,89 [Cu], (r = 0,999); em todos os casos I é corrente em nA e [] é a concentração da espécie em mg L, com faixas lineares de 2 a 7000 mg L para Pb, de 2 a 7000 mg L para Cd, de 2 a 3000 mg L para Zn e de 2 a 4000 mg L para Cu. Os limites de detecção estimados (LD) foram: 0,50 mg L para Zn, 0,99 mg L para Cd, 0,77 mg L para o Pb e 0,99 mg L para o Cu. O LD e Faixa Linear foram melhores que aqueles obtidos por outros autores em soluções aquosas otimizadas. A determinação sequencial multicomponente de Pb, Cd, Zn e Cu foi aplicada com sucesso a amostras biológicas e ambientais, certificadas e de referência.
Abstract: Anodic Stripping Voltammetry (ASV) has been much used for the determination of lead, cadmium, zinc and copper in simple samples due to its low cost, simplicity and low detention limits. However, the application of the ASV in complex samples has been considered to have restrictions, due to the matrix effect, the overlapping of peaks and the formation of intermetallic compounds. In an attempt to minimize these problems and to extend the applicability of the ASV as an analytical technique, it was decided to verify the voltammetric behavior of these elements in a homogeneous ternary solvent system (HTSS) composed of N,N-DMF/ethanol/water. The studies initially focused on lead that, from an analytical point of view, is the element most problematical of the four. Thus, a split-plot design was carried out to find the best voltammetric conditions for the determination of this metal in HTSS. Based on these results, the chemical system was optimized for the simultaneous determination of Pb, Cd, Zn and Cu. The optimized composition of the solvent system was: 36% m/m DMF, 52% m/m ethanol and 12% m/m water (the aqueous phase includes the aliquot of the sample or the standards and the supporting electrolyte composed of 8.8 10 mol L hydrochloric acid and 0.1 mol L ammonium acetate). This procedure reduces the action of the most common interfering compounds when compared with methods described in the literature. The equations of the observed calibration plots are IPb = 3.06 + 0.81 [Pb], (r = 0.999); ICd = 7.41 + 0.97 [Cd], (r = 0.999); IZn = 1.43 + 1.13 [Zn], (r = 0.999); ICu = 0.97 + 0,89 [Cu], (r = 0.999); in all cases, I is the value for current in nA and [] is the concentration of the species in mg L, with linear ranges of 2 to 7000 mg L for Pb, of 2 to 7000 mg L for Cd, of 2 to 3000 mg L for the 4000 Zn and of 2 a 4000 mg L for Cu. The estimated detection limits are: 0.50 mg L for Zn, 0.99 mg L for Cd, 0.77 mg L for Pb and 0.99 mg L for Cu. The detection limits and linear ranges are better than those reported by other authors in optimized aqueous solutions. The multicomponent sequential determination of Pb, Cd, Zn and Cu was successfully applied to certified and reference biological and environmental samples.
Arquivo (Texto Completo): vtls000332450.pdf ( tamanho: 3,92 MB )

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