ads:
ALEXANDRE SANTOS MICELLI
AVALIAÇÃO DE MÉTODO ESPECTROFOTOMÉTRICO AUTOMATIZADO
PARA A DETERMINAÇÃO DE CIANETO TOTAL EM AMOSTRAS DE
EFLUENTES INDUSTRIAIS
Dissertação apresentada ao Curso de
Pós-Graduação em Geociências da
Universidade Federal Fluminense,
como requisito parcial para obtenção
do Grau de Mestre. Área de
Concentração: Geoquímica Ambiental.
Orientador: Prof. Dr. Ricardo Erthal Santelli.
NITERÓI
2005
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
A-PDF MERGER DEMO
ads:
Livros Grátis
http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
ALEXANDRE SANTOS MICELLI
AVALIAÇÃO DE MÉTODO ESPECTROFOTOMÉTRICO AUTOMATIZADO PARA A
DETERMINAÇÃO DE CIANETO TOTAL EM AMOSTRAS DE EFLUENTES INDUSTRIAIS
Dissertação apresentada ao
Curso de Pós-Graduação em
Geociências da Universidade
Federal Fluminense, como
requisito parcial para obtenção
do Grau de Mestre. Área de
Concentração: Geoquímica
Ambiental.
Aprovada em setembro de 2005
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Ricardo Erthal Santelli – Orientador
UFF
Prof. Dr. John Edmund Lewis Maddock
UFF
Prof. Dr. Jorge João Abrão
UFF
Prof. Dr. Cláudio Celestino Oliveira
UEM
Profa. Dra. Cristina Maria Barra
UFRRJ
NITERÓI
2005
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
ads:
AGRADECIMENTOS
À minha família por me apoiar, compreender e mostrar que sem lutas, nenhum
objetivo alcançado faz sentido.
Ao Prof. Dr. Ricardo Santelli pela oportunidade, pelos ensinamentos, pela
orientação e, principalmente, pelo caráter e honestidade com que sempre me
tratou.
Aos professores Cristina Maria Barra e José Carlos Neto Ferreira pela
elucidação do mecanismo da reação.
Às funcionárias da Biblioteca da Geoquímica por todo apoio, atenção e boa
vontade. Em especial a Rejane. De qualquer forma, o apoio de todas vocês foi
imprescindível.
Aos colegas e amigos dos Laboratórios 108, 403 e 414 pelo companheirismo,
pelo apoio, pela ajuda e pelo bom ambiente de trabalho que todos vocês juntos
constroem.
À Universidade Federal Fluminense pela possibilidade de realização deste
trabalho.
Ao Programa de Geoquímica Ambiental da UFF pela infraestrutura, aos
Professores e seus funcionários.
À Capes pelo auxílio da bolsa de mestrado e pelo incentivo à minha
qualificação.
Muito Obrigado!
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..................................................................................................
12
1.1 ANÁLISE POR INJEÇÃO DE FLUXO (FIA).................................................. 15
1.2 TOXICOLOGIA.............................................................................................. 17
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA............................................................................. 19
3 OBJETIVO.......................................................................................................
25
3.1 MÉTODO ANALÍTICO PROPOSTO.............................................................. 25
4 REAGENTES E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS...........................................
27
4.1 REAGENTES UTILIZADOS.......................................................................... 27
4.2 SOUÇÕES PREPARADAS UTILIZADAS .................................................... 27
4.3 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS................................................................... 30
5 PARTE EXPERIMENTAL................................................................................
31
5.1 ESTUDO DO MÉTODO COM SOLUÇÕES PADRÃO DE CIANETO........... 32
5.2 AUTOMATIZAÇÃO USANDO SISTEMA FIA............................................... 37
5.2.1 Otimização das variáveis físicas............................................................
40
5.2.2 Otimização das variáveis químicas........................................................
41
5.2.3 Efeito da temperatura..............................................................................
43
5.3 SISTEMA FIA COM DUAS VÁLVULAS DE INJEÇÃO.................................. 44
5.3.1 Estudo da concentração de cianeto a ser fixada em uma das
válvulas injetoras do sistema FIA....................................................................
46
5.3.1.1 Estudo da fixação da concentração de cianeto em uma das válvulas
do sistema FIA..................................................................................................... 47
5.4 ESTUDO DE POSSÍVEIS INTERFERENTES.............................................. 52
5.4.1 Efeito do íon tiocianato (SCN
–
)...............................................................
52
5.4.2 Efeito do íon ferrocianeto (Fe(CN)
6
)
4–
....................................................
53
5.4.3 Efeito do íon ferricianeto (Fe(CN)
6
)
3–
......................................................
53
5.4.4 Efeito do íon férrico (Fe
+3
).......................................................................
54
5.4.5 Efeito do íon sulfeto (S
=
)........................................................................
54
5.5 ETAPA DE PRÉ-TRATAMENTO DAS AMOSTRAS..................................... 55
5.6 ANÁLISE DE AMOSTRAS DE EFLUENTES DE REFINARIA DE
PETRÓLEO.......................................................................................................... 61
6 CONCLUSÕES................................................................................................
64
7 REFERÊNCIAS...............................................................................................
65
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Configuração FIA de linha única................................................... 17
Figura 2 Curva analítica obtida pela aplicação do método proposto por
Nagaraja et al................................................................................ 33
Figura 3 Curva analítica obtida pela aplicação do método descrito por
Nagaraja et al. utilizando soluções padrões mais diluídas............ 34
Figura 4 Curva analítica obtida aplicando o método descrito por Nagaraja
et al. com adição prévia de 0,03 µg.mL
–1
de cianeto.................... 35
Figura 5 Curva analítica obtida utilizando o procedimento descrito por
Nagaraja et al. com adição prévia de 0,04 µg.mL
–1
de cianeto..... 35
Figura 6 Curva analítica obtida utilizando o procedimento descrito em
artigo por Nagaraja et al. com adição prévia de cianeto 0,05
µg.mL
–1
.......................................................................................... 36
Figura 7 Curva analítica obtida utilizando o procedimento descrito em
artigo por Nagaraja et al. com adição prévia de cianeto 0,06
µg.mL
–1
.......................................................................................... 36
Figura 8 Diagrama do sistema FIA utilizado no estudo para
automatização do método proposto por Nagajara et al................. 37
Figura 9 Espectrofotômetro Femto 700 Plus utilizado no estudo da
automatização do método............................................................. 38
Figura 10 Bomba peristáltica Ismatec IPC de 12 canais utilizado no
sistema FIA.................................................................................... 38
Figura 11 Diagrama do sistema FIA de duas válvulas injetoras.................... 45
Figura 12 Sistema FIA montado com bomba peristáltica Ismatec IPC de
12 canais e duas válvulas injetoras............................................... 46
Figura 13 Curva analítica obtida a partir da introdução de soluções de
cianeto entre 0,04 e 0,07 µg.mL
–1
no sistema FIA nas duas
válvulas.......................................................................................... 47
Figura 14 Curva analítica obtida a partir das soluções padrão de cianeto
que variaram de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
em uma das válvulas do
sistema FIA, utilizando solução de cianeto fixado em 0,4µg.mL
–1
na outra válvula do sistema...........................................................
48
Figura 15 Curva analítica obtida a partir das soluções padrão de cianeto
que variaram de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
em uma das válvulas do
sistema FIA, utilizando solução de cianeto fixado em 0,5µg.mL
–1
na outra válvula do sistema........................................................... 49
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
Figura 16 Curva analítica obtida a partir das soluções padrão de cianeto
que variaram de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
em uma das válvulas do
sistema FIA, utilizando solução de cianeto fixado em 0,6µg.mL
–1
na outra válvula do sistema........................................................... 49
Figura 17 Curva analítica obtida a partir das soluções padrão de cianeto
que variaram de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
em uma das válvulas do
sistema FIA, utilizando solução de cianeto fixado em 0,7µg.mL
–1
na outra válvula do sistema........................................................... 49
Figura 18 Curva analítica obtida a partir das soluções padrão de cianeto
que variaram de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
em uma das válvulas do
sistema FIA, utilizando solução de cianeto fixado em 0,8µg.mL
–1
na outra válvula do sistema........................................................... 50
Figura 19 Curva analítica obtida a partir das soluções de cianeto que
variaram de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
em uma das válvulas do
sistema FIA, utilizando solução de cianeto fixado em 0,5µg.mL
–1
na outra válvula do sistema, após otimização............................... 51
Figura 20 Sistema de destilação utilizado para o pré-tratamento das
amostras para a determinação de cianeto......................................
56
Figura 21 Aparelhagem utilizada em laboratório para destilação das
soluções e das amostras contendo cianeto, de acordo com o
método recomendado pela APHA................................................. 57
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
LISTA DE TABELAS
TABELA 1
Concentrações máximas de cianeto permitidas para
lançamentos de efluentes.............................................................. 13
TABELA 2
Níveis de tolerância para cianetos em solos segundo a
legislação holandesa..................................................................... 14
TABELA 3
Resumo dos artigos pesquisados com os principais tópicos 24
TABELA 4
Resultados, média e desvio padrão das absorvâncias medidas
para soluções de cianeto 0,4 e 0,5 µg.mL
–1
no sistema
FIA................................................................................................. 39
TABELA 5
Resultados obtidos no estudo do tamanho da bobina B1
utilizando solução de cianeto 0,4 µg.mL
–1
..................................... 40
TABELA 6
Resultados obtidos no estudo do tamanho da bobina B2
utilizando solução de cianeto 0,4 µg.mL
–1
..................................... 41
TABELA 7
Resultados obtidos após variação da concentração da
ninhidrina no sistema FIA.............................................................. 42
TABELA 8
Resultados obtidos após variação de concentração do Na
2
CO
3
no sistema FIA............................................................................... 42
TABELA 9
Resultados obtidos após variação de concentração do NaOH no
sistema FIA.................................................................................... 43
TABELA 10
Resultados obtidos no estudo da influência da temperatura na
reação utilizando sistema FIA....................................................... 44
TABELA 11
Valores de absorvância medidos no sistema FIA com duas
válvulas injetando solução de cianeto de mesma concentração
nas duas válvulas.......................................................................... 47
TABELA 12
Absorvâncias líquidas obtidas utilizando solução de cianeto 0,5
µg.mL
–1
fixada em uma das alças de amostragem do sistema
FIA na introdução de soluções padrão de 0,01 a 0,04
µg.mL
–1
.......................................................................................... 51
TABELA 13
Resultados obtidos no estudo da influência da concentração de
tiocianato comparadas com solução de cianeto 0,02
µg.mL
–1
.......................................................................................... 52
TABELA 14
Resultados obtidos no estudo da influência da concentração de
ferrocianeto comparadas com solução de cianeto 0,02
µg.mL
–1
.......................................................................................... 53
TABELA 15
Resultados obtidos no estudo da influência da concentração de
ferricianeto comparadas com solução de cianeto 0,02
µg.mL
–1
.......................................................................................... 54
TABELA 16
Resultados obtidos no estudo da influência da concentração do
íon férrico comparadas com solução de cianeto 0,02
µg.mL
–1
.......................................................................................... 54
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
TABELA 17
Resultados obtidos no estudo da influência da concentração do
íon sulfeto comparadas com solução de cianeto 0,02
µg.mL
–1
.......................................................................................... 55
TABELA 18
Estudo da recuperação de cianeto 0,05 µg.mL
–1
após destilação
utilizando o procedimento recomendado pela
APHA............................................................................................. 58
TABELA 19
Estudo da recuperação de cianeto 0,03 µg.mL
–1
após destilação
utilizando o procedimento recomendado pela
APHA............................................................................................. 58
TABELA 20
Estudo da recuperação de cianeto 0,02 µg.mL
–1
após destilação
utilizando o procedimento recomendado pela
APHA.............................................................................................
59
TABELA 21
Resultados obtidos na recuperação de cianeto 0,02 µg.mL
–1
após destilação utilizando o procedimento recomendado pela
APHA............................................................................................. 60
TABELA 22
Resultados obtidos na recuperação de cianeto 0,01 µg.mL
–1
após destilação utilizando o procedimento recomendado pela
APHA............................................................................................. 60
TABELA 23
Resultados obtidos na destilação das amostras da
Refinaria........................................................................................ 61
TABELA 24
Estudo de recuperação de analito na amostra Ba – 68324 a
após adição de cianeto 0,02 µg.mL
–1
............................................ 62
TABELA 25
Estudo de recuperação de analito na amostra Ba – 68324 b
após adição de cianeto 0,02 µg.mL
–1
............................................ 63
TABELA 26
Estudo de recuperação de analito na amostra Ba – 68339 b
após adição de cianeto 0,03 µg.mL
–1
............................................ 63
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
RESUMO
O trabalho apresenta um método analítico simples, rápido e que
possibilitou a determinação de cianeto com baixos limites de detecção em
amostras de efluentes industriais provenientes de uma refinaria de petróleo. O
processo utilizado foi baseado em método proposto por Nagaraja, Kumar,
Yathirajan e Prakash (2002). A detecção e determinação de pequenas
quantidades de íons cianeto é importante devido à extrema toxicidade desta
espécie para a matéria viva. Os baixos limites de concentração de cianeto
exigidos pelas entidades de controle ambiental para águas de efluentes
industriais, demandam o desenvolvimento de métodos analíticos sensíveis. A
medida de cianeto foi realizada após o pré-tratamento da amostra por
destilação, conforme recomendado pela APHA (American Public Health
Association), possibilitando a liberação do cianeto sob a forma de HCN, o qual
foi coletado, processado em sistema FIA (Flow Injection Analysis) e
quantificado espectrofotometricamente. Realizou-se a otimização do sistema
FIA após várias etapas de estudo envolvendo interpretação e análise dos
resultados obtidos quando para diferentes concentrações dos reagentes,
temperatura, tamanho das bobinas utilizadas no sistema e concentração da
solução padrão em uma das alças de amostragem. O sistema FIA utilizado
constou de duas válvulas de amostragem, sendo uma para introdução de
volume pré-determinado de solução padrão de cianeto de concentração
conhecida e outra para introdução das soluções de calibração ou amostras.
Para a obtenção dos resultados, foram construídas curvas analíticas, através
da utilização de padrões de cianeto contendo de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
, as quais
foram utilizadas na análise das 6 (seis) amostras de efluentes finais de uma
refinaria de petróleo. Os resultados foram validados através da comparação
com a metodologia clássica recomendada pela APHA. O método desenvolvido
de fácil aplicação e de baixo custo pode ser utilizado com confiança, pois os
resultados obtidos com o método padrão foram comparáveis aos encontrados
pelo método espectrofotométrico automático proposto. O limite de detecção
obtido para cianeto foi de 0,02 µg.mL
–1
, adequado para a determinação de
cianeto em efluentes industriais.
Palavras-chave: cianeto, análise por injeção em fluxo, espectrofotometria,
efluentes industriais.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
ABSTRACT
The work shows a simple and fast analytical method, fast capable of
determination of cyanide at low detection limits in an oil refinery industrial waste
samples. The used process was based on the reaction proposal for Nagaraja,
Kumar, Yathirajan e Prakash (2002). The detection and determination of low
amounts of cyanide ions is important due to its high toxicity to living matter. The
low cyanide detection levels established by enviromental protecion agencies for
industrial wastes, demand the development of accurate and selective analytical
methods. Measurement of cyanide was carried out after pretreatment of the
sample by destillation, as recommended for the APHA (American Public Health
Association), releasing cyanide in the form of HCN, which was collected,
processed in FIA (Flow Injection Analysis) system and quantified
spectrophotometrically. The optimization of the FIA system was done after
some stages of study involving interpretation and analysis of the obtained
results for concentrations of the reagents, temperature, size of the reactors
used in the system and concentration of the standard solution in one of the
sampling loops. The FIA system composed two sample valves, one for
introduction of a predetermined volume of standard cyanide solution of known
concentration and the another for introduction of the calibration solutions or
samples. In order to get results, analytical curves were constructed, by using of
the cyanide standards containing 0,01 to 0,04 µg.mL-1, which was used in the
analysis of the 6 (six) effluent samples of oil refinery. The results were
validated by comparison these obtained by using classic methodology
recommended by APHA (Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater). The developed method of easy application and of low cost, and
can be used with confidence, because the results obtained with the standard
method were comparable with the found ones with the automatic
spectrophotometric method considered. The detection limit for cyanide was
0,02 µg.mL
-1
, adequate for the determination of cyanide in industrials effluents.
Keywords: cyanide, flow injection analysis, spectrophotometry, industrial
wastes.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
1 INTRODUÇÃO
Os cianetos são utilizados em processos de eletrodeposição, no refino de metais
preciosos, na cementação de aços e em algumas atividades industriais, como por
exemplo, nos efluentes gasosos de fornos-coque.
Devido à alta toxicidade do cianeto, o limite de concentração permitido em
ambientes de trabalho e em água potável é muito baixo. Para ambientes de trabalho, a
concentração máxima de cianeto (como HCN) permitida no ar, nos Estados Unidos, é
de 5,0 mg por metro cúbico de ar. Para águas potáveis, os níveis de referência de
qualidade, em relação ao cianeto (expresso como CN
–
), variam de acordo com a
legislação ambiental de cada país e, mesmo no Brasil, as diversas entidades
controladoras do meio-ambiente apresentam divergências nos valores recomendados
(KUNZ, 1978). A tabela 1 apresenta um resumo dos limites de tolerância para cianeto
vigentes no Brasil e em outros países:
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
13
Tabela 1 – Concentrações máximas de cianeto permitidas para lançamentos de
efluentes.
Entidade
Limite de Tolerância
mg CN
–
.L
–1
Decreto Federal n°79637 de 09/03/77 Portaria 56 BSB – 13/03/77
N.C.
1
Resolução N° 357 – CONAMA – 17/03/05
0,2
Decreto Estadual de São Paulo 12486 – 20/10/78
0,2
Organização Mundial da Saúde (OMS)
0,1
Comunidade Econômica Européia (CEE)
0,05
Canadá
0,2
Estados Unidos
N.C.
1
Japão
N.D.
2
Para outras classes de águas, os limites de tolerância para cianetos são ainda
mais baixos. No Estado de São Paulo, as águas doces, salobras e salinas são
classificadas segundo seus usos preponderantes em nove classes distintas, sendo que
para as águas doces da classe 1 (águas destinadas ao abastecimento doméstico após
tratamento simplificado, à recreação de contato primário, à irrigação de plantas
hortaliças e plantas frutíferas) e de classe 2 (águas destinadas ao abastecimento
doméstico após tratamento convencional e às demais utilizações da classe 1), o limite
de tolerância para cianetos é de 0,01 mg.L
–1
(3,8 x 10
–7
mol.L
–1
). Por sua vez, as águas
salinas da classe 5 (águas destinadas à recreação de contato primário, à proteção das
comunidades aquáticas e à criação natural e/ou intensiva de espécies destinadas à
alimentação humana) e as águas salobras da classe 7 (mesmas utilizações da classe 5)
o limite de tolerância é de 0,005 mg.L
–1
(1,9 x 10
–7
mol.L
–1
).
Para solos, a legislação holandesa sugere os níveis de tolerância para cianetos
mostrados na tabela 2:
1
N.C. – Não consta.
2
N.D. – Não detectável.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
14
Tabela 2 – Níveis de tolerância para cianetos em solos segundo a legislação
holandesa
Composto Limite de Tolerância (mg.kg
–1
)
Cianeto Livre
20
Cianetos Complexados (pH < 5)
650
Cianetos Complexados (pH 5)
50
Os baixos limites de cianeto exigidos demandam métodos de detecção e
determinação sensíveis. Por muitos anos tem havido um aumento na sensibilidade e
variedade de métodos disponíveis para o monitoramento de cianeto, que pode aparecer
não somente na forma de cianeto livre (HCN, NaCN, KCN) e de complexos instáveis
(como [Zn(CN)
4
]
–2
) mas também como parte de complexos relativamente estáveis como
os ferrocianetos e cobalticianetos, os quais, mesmo não apresentando as propriedades
típicas do cianeto livre, são ainda tóxicos e classificados pela maioria das autoridades
de saúde na mesma categoria deste.
A detecção e determinação de cianeto envolvem, quase sempre, a destruição de
complexos metálicos estáveis com liberação de cianeto de hidrogênio (HCN). Kruse e
Mellon (1953) propuseram a decomposição de complexos metálicos de cianeto por
aquecimento com ácido fosfórico concentrado, sendo o cianeto de hidrogênio
recuperado por destilação. Os complexos de cianeto dos íons Fe(II), Fe(III), Cr(III),
Cd(II), Ni(II) e Zn(II) foram decompostos enquanto que os complexos de Co(III), Cu(II) e
Hg(II) não apresentaram reação. Outro método de decomposição de complexos
metálicos de cianeto, com recuperação de HCN, consiste na ebulição da solução-teste
com acetato de mercúrio (II), Hg(Ac)
2
, em meio levemente alcalino para a formação do
complexo solúvel de cianeto de mercúrio (II), Hg(CN)
2
, e precipitação dos íons
metálicos na forma de hidróxido. Após filtração, o cianeto de mercúrio (II) pode ser
tratado por borbulhamento de gás sulfídrico (H
2
S) liberando o íon cianeto para solução.
Todos os complexos de cianeto podem ser transformados desta maneira, com exceção
dos complexos de cobalto e paládio. O ácido sulfúrico concentrado a quente destrói
todos os complexos de cianeto com liberação de monóxido de carbono e formação de
sulfato de amônio.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
15
Consideradas as necessidades de medição de todas as espécies presentes em
efluentes de processos de beneficiamento despejados em corpos de águas naturais, e
os máximos permitidos de 20 µg.mL
–1
segundo a legislação da FEEMA (1986) para
efluentes e de 0,005
µ
g.mL
–1
CONAMA (2005) para águas de Classe I, para
concentração no corpo receptor do efluente. Tornou-se objeto principal do presente
trabalho a otimização de um método analítico automatizado para medição de cianeto
total em concentração menor ou igual a 0,02
µ
g.mL
–1
(0,7 x 10
–6
mol.L
–1
).
Para a escolha da metodologia analítica foram considerados vários critérios
como: a sensibilidade dos métodos existentes, interferências causadas por agentes
presentes em efluentes, toxicidade dos reagentes analíticos, rapidez de análise e
disponibilidade comercial do material necessário à análise.
1.1 ANÁLISE POR INJEÇÃO EM FLUXO (FIA)
A análise por injeção em fluxo (FIA) é um método analítico, relativamente, novo.
Desde o seu início apresenta um grande avanço, com o aparecimento de inúmeros
desdobramentos para a determinação de um grande número de espécies químicas.
Classicamente, a metodologia de análise por injeção em fluxo (FIA) pode ser
definida como um processo analítico automático e/ou semi-automático, que consiste na
introdução seqüencial de volumes definidos de soluções (amostras, padrões e/ou
reagentes) em um fluído transportador não segmentado, que se move continuamente
até um detector, podendo ocorrer durante este transporte da amostra interações físico-
químicas. Diferente de outros métodos, a reação química ocorre enquanto a amostra
injetada está se dispersando no fluído carregador.
A metodologia de Análise por Injeção em Fluxo (FIA), consiste na introdução de
um volume discreto e reprodutível de uma amostra em um fluído carregador não
segmentado que continuamente caminha em direção a um detector.
Devido às suas vantagens, como simplicidade na instrumentação, economia no
consumo de amostra/reagentes, e velocidade de processamento, a Análise por Injeção
em Fluxo teve rápida evolução desde o seu aparecimento em meados dos anos 70.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
16
Diversos tipos de tratamentos da amostra, feitos em linha, como difusão gasosa,
destilação isotérmica e extração líquido-líquido foram desenvolvidos, propiciando a
adaptação da metodologia a uma grande variedade de determinações rotineiras,
usualmente, realizadas de forma manual.
Os sistemas FIA são constituídos basicamente por quatro seções detalhadas
abaixo que também podem ser observados na figura 1, onde é mostrado um sistema de
linha única, no qual o fluído carregador também contém os reagentes (RUZICKA, 1981):
• Unidade de Propulsão de Fluidos (B). Na maioria dos casos esta unidade é
constituída de uma bomba peristáltica. Outras formas de propulsão incluem as
bombas tipo seringa, de pistão, através de pressão por gases e mesmo por
gravidade. Sua função é movimentar constante e uniformemente os reagentes,
amostras e fluidos carregadores. Caso se utilize como unidade de propulsão uma
bomba peristáltica, a escolha do material dos tubos de bombeamento é muito
importante. Diferentes materiais para os tubos são oferecidos, dependendo do tipo
de solvente e concentração das soluções. Tubos de "Tygon" são adequados para
soluções aquosas ácidas ou alcalinas diluídas. Em bombas com velocidade de
rotação fixa, o diâmetro interno dos tubos determina a vazão.
• Tubos de condução (C). Tubos flexíveis com diâmetro interno variando de 0,3 até
1,0 mm. Tubos de Teflon e de polietileno são utilizados para soluções aquosas.
Através de um sistema de roletes, os fluxos são mantidos.
•
Válvula de Injeção (V
i
). É empregada para introduzir um volume discreto e
reprodutível de uma amostra em um fluxo de reagentes ou de um carregador
adequado. É por este injetor-comutador que, as amostras e os padrões são
introduzidos no sistema.
• Unidade de Detecção (D). Diversos tipos de detectores já foram utilizados em
sistema FIA. Dentre eles, os mais empregados são os eletroquímicos (eletrodos de
íon-seletivo) e os espectrofotométricos.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
17
C D
Figura 1. Configuração FIAde linha única. V
i
:válvula de injeção; D: detector; B: bomba peristáltica;
C: bobina de reação.
Para a determinação de cianeto total em efluentes industriais, há a necessidade
de se fazer um procedimento de pré-tratamento nas amostras para decomposição dos
ciano-complexos em cianetos livres e eliminação de interferências, devido à presença
de sulfeto, tiocianeto, agentes redutores, etc. O procedimento recomendado pela APHA
utiliza destilação ácida para dissociar os complexos.
1.2 TOXICOLOGIA
Cianetos podem ser absorvidos pelo corpo humano através de inalação, ingestão
ou absorção pela pele, Sendo que 2% de concentração de ácido cianídrico no ar pode
causar envenenamento em 3 minutos de inalação, 1% é perigoso em 10 minutos de
inalação e 0,05% pode produzir sérios sintomas quando inalado, mesmo com o uso de
máscara de gás.
Em geral, cianetos inorgânicos são mais tóxicos que os orgânicos, mas ambos
causam sérios danos aos olhos, sistema nervoso central e graves efeitos como
teratogenia quando absorvidos em grandes doses.
A morte por envenenamento em seres humanos por cianeto tem sido atribuída a
doses maiores que 0,57 mg de ácido cianídrico por Kg de peso, o qual é conhecido ter
o poder de ação nos tecidos que, rapidamente, o absorvem entrando na corrente
sanguínea. A inibição da enzima Cytocrhome Oxidase responsável pelo transporte de
oxigênio no sangue é considerada a ação principal no envenenamento por cianeto,
quando acarreta a diminuição do nível de hemoglobina no sangue e morte por asfixia.
B
V
i
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
18
Uma das grandes evidências da morte por envenenamento por cianeto é a cor
característica rosa brilhante do sangue envenenado (SINGH et al., 1989).
A elevada toxicidade do cianeto livre para a vida aquática, em especial para os
peixes, tem sido mostrada amplamente. Doudoroff (1956) cita que concentrações entre
0,05 – 0,07 mg.L
–1
de cianeto podem ser fatais a uma truta quando exposta
continuamente à solução de cianeto. Também é relatado que, espécies como
ferrocianeto de potássio e ferricianeto de potássio são, comparativamente (com ácido
cianídrico), inofensivos para os peixes, desde que não expostas à luz solar. Neste caso,
a luz solar causa fotodecomposição dos complexos gerando cianeto livre, perigosos
para vida aquática quando lançados em rios e estuários.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
19
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Desde a metade do século passado, têm sido propostos e testados centenas de
métodos analíticos para a determinação qualitativa e quantitativa de cianeto. Com a
evolução do conhecimento humano sobre os efeitos do cianeto sobre os organismos
vivos têm sido exigidos pelas autoridades ambientais mundiais limites de tolerância
cada vez mais baixos de cianeto para águas, ar e alimentos. Por sua vez, baixos níveis
de tolerância de cianeto demandam o desenvolvimento de métodos analíticos cada vez
mais sensíveis e precisos para sua detecção.
A utilização dos métodos colorimétricos juntamente com sistemas automatizados
de análise como a Análise por Injeção em Fluxo (FIA) aliam, sensibilidade,
confiabilidade e permitem a realização de um número elevado de análises por unidade
de tempo, podendo incorporar inclusive sistemas mecanizados de pré-tratamento de
amostras.
De acordo com os artigos encontrados, procurou-se seguir uma linha de
raciocínio quanto à técnica analítica utilizada, a sensibilidade e tipos de interferentes.
Pelo estudo dos vários métodos disponíveis na literatura para a determinação de
cianeto, pode-se verificar que o método colorimétrico proposto por Nagaraja (Nagaraja
et al., 2002) alia grande parte dos requisitos necessários à alternativa que se buscou
neste trabalho. De acordo com os autores, a reação proposta apresenta seletividade ao
cianeto, pela reação com ninhidrina em meio alcalino, e segue a Lei de Beer numa faixa
de concentração de cianeto que varia de 0,04 – 0,24 µg.mL
–1
.
Rios et al. (1984) propuseram automação com FIA acoplado a um
espectrofotômetro, utilizando várias montagens diferentes. Em todos os casos são
utilizados os mesmos reagentes, entretanto havendo alteração na ordem de entrada
dos reagentes no sistema. São utilizados piridina, ácido barbitúrico, cloramina-T,
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
20
tampão de fosfato e hidróxido de sódio e cianeto de potássio. A sensibilidade do
método ficou entre 0,7 – 4,0µg. mL
–1
.
Hangos-Mahr e Pungor (1985) descrevem uma rotina semi-automática, utilizando
uma membrana de difusão e destilação isotérmica. Um analisador de fluxo segmentado
é utilizado para quantificar o cianeto. Neste trabalho são empregados e comparados
dois métodos espectrofotométricos: um baseado na reação do ácido pícrico com
cianeto, e outro método utilizando o método Aldridge modificado para concentrações
mais baixas. Os dois métodos trabalhados e comparados são capazes de gerar uma
sensibilidade que varia entre 0,01 – 10 µg.mL
–1
. Há, porém, uma atenção voltada para
os interferentes – sulfeto e sulfito – que devem ser eliminados através de tratamentos
químicos durante a etapa de destilação isotérmica.
Huichang Ma e Jingfu Liu (1992) também se basearam na reação de piridina com
ácido barbitúrico, encontrando intermediários instáveis que eram determinados por
análise por injeção de fluxo. A linearidade se manteve entre 0 – 4 µg.mL
–1
. Foram
considerados como os principais interferentes: o íon cobalto bivalente, íon níquel
bivalente, íon tiocianato, íon iodeto e formaldeído. Segundo os autores, a reação se
mostrou sensível com utilização do tampão Clark e Lubs como melhores respostas na
faixa de pH entre 5,4 – 6,0.
Zhaohai Zhu and Zhaolun Fang (1987) utilizaram análise por injeção em fluxo
com separação por difusão gasosa. A reação envolvendo ácido isonicotínico e 3metil-1-
fenil-2-pirazolin-5-ona, a qual produz um produto intermediário vermelho instável, o qual
foi utilizado para as medidas, para aumentar a eficiência. Este novo método com o
separador por difusão gasosa, permite uma separação eficiente em linha, obtendo
como limite de detecção o valor de 0,006 µg.mL
–1
. Os estudos deste artigo mostram
que os principais interferentes são 1,10-fenantrolina e o íon cobalto bivalente.
Geetha e Balasubramanian (2001) utilizaram o método espectrofotométrico
utilizando uma mistura com formaldeído-3-metil-2-benzotiazolinona hidrazona com
ácido barbitúrico em presença de cianeto. A faixa de sensibilidade variou entre 0 – 0,2
µg.mL
–1
com poucas possibilidades de interferentes observados para a determinação
de cianeto total.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
21
Blanco e Maspoch (1984) basearam-se na complexação do cianeto com íon
paládio bivalente que inibe a formação do complexo do paládio com o 5-fenilazo-8-
aminoquinolina. Este efeito foi utilizado para a determinação espectrofotométrica
indireta de cianeto total. Na etapa de pré-tratamento, foi feita a destilação com coleta do
ácido cianídrico formado em solução de hidróxido de sódio. A Lei de Beer foi seguida
até a concentração de 0,005 µg.mL
–1
.
Sweile (1989) relata um método rápido para a determinação de cianeto e
tiocianato. O processo que envolve duas etapas, no qual a concentração de ambos é
determinada utilizando isonicotinato de sódio e barbiturato de sódio. Após esta etapa, o
cianeto é complexado com íon níquel bivalente para que o tiocianato seja quantificado
separadamente. A concentração de cianeto é calculada pela diferença. Vários
parâmetros como pH, temperatura e concentração de íons níquel foram otimizados e os
limites de detecção foram comparados com os observados pelo método de destilação
no ASTM. Os limites de detecção ficaram em 0,05
µ
g. mL
–1
para cianeto e 0,08
µg. mL
–1
para o tiocianato.
Drochioiu (2002) demonstrou um ensaio rápido, eficiente, seletivo e sensível
baseado na reação do cianeto com a ninhidrina preparada em carbonato de sódio 2%.
Controlando o pH, pode-se verificar que o limite de detecção do cianeto foi de 0,01
µg.mL
–1
. O tiocianato apenas interferiu, estequiometricamente, quando presente em
concentrações acima de 5,0 µg.mL
–1
.
Sun e Noller (1998) utilizaram um método para determinar simultaneamente
cianeto e tiocianato através do “stopped-flow” espectrofotométrico. Como reagentes
foram preparados o ácido 1,3-dimetil barbitúrico e ácido isonicotínico em pH 5,2 para
determinação das duas espécies. Os complexos coloridos foram medidos em
espectrofotômetro, resultando o limite de detecção de 0,0005 µg.mL
–1
para cianeto e
0,0015 µg.mL
–1
de tiocianato. Outros dois métodos foram comparados: um utilizando a
mistura de ácido 1,3-dimetil barbitúrico com formaldeído, mascarando o cianeto, e o
outro utilizando o método do tiocianato férrico. Os resultados demonstram coerência
com aqueles encontrados na literatura e que, possivelmente, os íons níquel bivalente,
cobalto bivalente, manganês bivalente e mercúrio bivalente são os principais
interferentes nas amostras de cianeto de concentração até 0,005
µ
g.mL
–1
.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
22
Tanaka et al. (1998) também estudaram a determinação simultânea de cianeto e
tiocianato através de injeção de fluxo. A diferença é que eles acoplaram um módulo
com membrana PTFE tubular microporosa. Tanto o cianeto como o tiocianato são
capazes de atravessar a parede da membrana misturados ao ácido fosfórico (doador) e
a um tampão de fosfato ou carbonato (receptor). Porém a técnica não é tão eficaz, pois
apenas 68% de cianeto e 59% do tiocianato atravessam a membrana, para depois
serem analisados pelo método FIA com ácido barbitúrico e piridina. Os limites de
detecção ficaram em 0,0078
µ
g.mL
–1
de cianeto e 0,0116
µ
g.mL
–1
de tiocianato,
determinados em pH 6.
Bo-Xing et al. (1984) também utilizaram o método FIA e a reação com paládio
em meio alcalino, sendo utilizada a complexação com o íon tetra-alquilamônio, o qual
pode ser extraído em álcool n-butílico com eficiência superior a 90%. O extrato pode ser
diretamente analisado para paládio (e indiretamente para cianeto) através
espectrometria de absorção atômica com chama. O limite de detecção para cianeto
neste método foi de 0,1 µg.mL
–1
. A lei de Beer é obedecida numa faixa que variou de
0,13 até 9 µg.mL
–1
de cianeto em n-butanol. Observou-se também que vários íons
interferentes em outros métodos, não afetaram esses resultados. Porém os principais
interferentes observados, íons cobre bivalente e níquel bivalente, podem ser
mascarados pela adição do complexante EDTA.
Velasco et al. (1991) para determinação em nanogramas de cianeto, fizeram uso
de um método cinético sensível baseado na medida de indução imposta pelo cianeto
com a oxidação catalisada pelo íon cobre bivalente e o 3-hidroxibenzaldeído azina (3-
OHBAA) e pelo peroxidissulfato de potássio. Os resultados foram registrados
espectrofotometricamente obtendo linearidade numa faixa que variou de 0,15 – 0,60
µg.mL
–1
de cianeto, com limite de detecção de 0,05 µg.mL
–1
. Nos testes observou-se
uma boa tolerância aos interferentes, especialmente ao tiocianato, o qual é um sério
interferente nas várias metodologias aplicadas para a determinação de cianeto.
Wronsky (1981) extraiu cianeto de amostras de água contendo hidróxido de
tributiltina em tricloroetileno, sendo a fase orgânica, posteriormente, lavada com
hidróxido de sódio. Este reagente orgânico foi utilizado para ser aproveitado em futuras
extrações. A extração foi repetida num total de 4 vezes e o extrato misturado com o
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
23
hidróxido foi titulado com nitrato de prata, utilizando o p-dimetilbenzilidenorodamina
como indicador. A média de recuperação do cianeto ficou em 99% e o limite de
determinação foi de 0,004 µg.mL
–1
. Íons como o tiocianato, sulfeto, metanodiol e
complexos de cianeto, não foram interferentes.
Nóbrega e Capelato (1994) testaram a determinação amperométrica de cianeto
após pré-concentração, aplicando como eletrodo um fio de prata polarizado Ag/AgCl em
cloreto de sódio. O processo baseou-se na utilização de um sistema FIA acoplado a
uma célula amperométrica, onde a amostra é trocada ou re-circulada. O limite de
detecção foi de 0,0012 µg.mL
–1
de cianeto. Os principais intereferentes, tiocianato e
sulfeto foram, praticamente, eliminados após mistura com solução de dicromato de
potássio e tampão de acetato.
Nascimento e Schwedt (1993) compararam algumas técnicas de quantificação
de cianeto, através da formação do íon complexo estável tetracianoniquelato(II), através
de técnicas espectrofotométricas, polarográficas e espectrometria de absorção atômica.
Já a determinação potenciométrica, foi acoplada ao sistema FIA. Um dos critérios
utilizados para comparação foi o limite de detecção que ficou em 0,06 µg.mL
–1
para o
sistema FIA. Para cada tipo de análise proposta, foram encontrados/ testados
diferentes interferentes, sendo constatado após análise, ser o íon sulfeto o principal
interferente nessas análises.
Drochioiu (2004), recentemente, publicou o mecanismo mais adequado para a
reação envolvendo íons cianeto com ninhidrina 0,5% em carbonato de sódio 2%,
reagindo a mistura com hidróxido de sódio 2,5 mol.L
–1
. Tal reação está baseada no
artigo de Nagaraja et al. (2002), o qual também foi utilizado para a realização deste
trabalho. O íon cianeto deve agir como um catalisador de base específica. Uma das
soluções descritas por Drochioiu envolve a formação de intermediário estável
(hidrindantina) que foi cristalizado e estudado em análises de IR, MS, UV/Vis e NMR.
Foram estudadas as interferências de alguns oxidantes como íons cobre, prata e
mercúrio. O limite de detecção foi de 0,025 µg.mL
–1
de cianeto em amostras biológicas.
A seguir observa-se na tabela 3 os principais tópicos dos artigos pesquisados
para comparação.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
25
3 OBJETIVO
O objetivo deste trabalho foi apresentar uma nova opção para a determinação de
cianeto (total) com rapidez e baixo custo, mantendo o limite de detecção compatível
com as regulamentações sobre descarte de efluentes no meio ambiente. De acordo
com a Regulamentação Brasileira (Conselho Nacional de Meio Ambiente -
CONAMA/2005), a concentração máxima permitida para cianeto total em efluentes
líquidos é de 0,2 µg.mL
–1
.
Atualmente o método mais utilizado para determinação de cianeto total em águas
é indicada por APHA (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater).
Para a análise de efluentes, um pré-tratamento da amostra com destilação de HCN é
recomendado para a eliminação dos interferentes. A seguir, uma alíquota do destilado
reage com mistura de piridina / ácido barbitúrico sob condições bem estabelecidas
sendo medida a absorvância do composto colorido formado. Apesar de ser uma
metodologia recomendada pela APHA, ela utiliza reagentes tóxicos como a piridina e o
ácido barbitúrico, produtos controlados (psicotrópico) e comercialmente difíceis de
serem obtidos.
3.1 MÉTODO ANALÍTICO PROPOSTO
O estudo procurou desenvolver um método analítico alternativo ao recomendado
pela APHA para a determinação de cianeto total, capaz de ser empregado no controle
de efluentes industriais. Devido às concentrações cada vez mais baixas exigidas pelas
legislações ambientais, tornou-se importante que o método escolhido contemplasse as
seguintes características:
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
26
•Alta sensibilidade ao íon cianeto.
•Procedimento analítico simples e rápido.
• Baixo custo, principalmente quando aplicado à análise de controle de efluentes ou
monitoramento ambiental, que determinam uma grande quantidade de amostras.
•Utilização de reagentes não tóxicos ou de baixa toxicidade.
•
Sistema de pré-tratamento das amostras, pois alguns efluentes podem apresentar
forte coloração e/ou elevada turbidez, presença de metais e outros compostos,
peróxidos ou ainda atividade microbiológica.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
27
4 REAGENTES E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
4.1 REAGENTES UTILIZADOS
Cianeto de potássio – Merck
Hidróxido de sódio – Merck
Carbonato de sódio – Merck
Ninhidrina – Vetec
Cloreto de magnésio anidro – Merck
Ferrocianeto de potássio – Merck
Ferricianeto de potássio – Merck
Ácido clorídrico – Merck
Ácido sulfâmico –Vetec
Cloreto de magnésio – Merck
Tiosulfato de potássio – Vetec
Cloreto férrico – Vetec
4.2 SOLUÇÕES PREPARADAS UTILIZADAS
•Ácido clorídrico 25% (m/m)
Para o preparo de 100 mL de solução ácido clorídrico 25% (m/m), utilizaram-se
68 mL de ácido clorídrico concentrado 37% e completou-se o volume com água
destilada.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
28
•Ácido sulfâmico 1,4 mol.L
–1
Para preparar a solução de ácido sulfâmico 133 g/L, solubilizaram-se 133
gramas de ácido sulfâmico e volume de água destilada para completar 1 litro da
solução.
•Cloreto de magnésio 51% m/v
Utilizou-se para o preparar 100 mL da solução 51 g de cloreto de magnésio
anidro e completou-se o volume com água destilada.
•Solução de cianeto de potássio 1000 µg.L
–1
Para a solução, foi utilizado 1 mg de cianeto de potássio solubilizado em 1 litro
de água destilada.
•Solução de hidróxido de sódio 1mol.L
–1
Para a solução, foram utilizados 40 g de hidróxido de sódio solubilizados em 1
litro de água destilada.
•Solução de hidróxido de sódio 2 mol.L
–1
A solução foi preparada solubilizando-se 80 g de hidróxido de sódio em 1 litro de
água destilada.
•
Solução de carbonato de sódio 5% (m/v)
Para 100 mL da solução, solubilizaram-se 5 g de carbonato de sódio e
completou-se o volume com água destilada.
•Solução de ninhidrina 2% (m/v)
Para cada 100 mL de solução, foram utilizados 2 g de ninhidrina e completou-se
o volume com água destilada.
•Solução de íons tiocianato 1000 µg.mL
–1
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
29
Para o preparo da solução, utilizou-se 1,68 mg de tiocianato de potássio
solubilizado em 1 litro de água destilada.
•Solução de íons férrico 1000 µg.mL
–1
Utilizou-se 2,9 mg de cloreto férrico e dissolveu-se em 1 litro de água destilada.
•Solução de íons sulfeto 1000 µg.mL
–1
A solução estava preparada previamente em laboratório. Houve a necessidade
de uma titulação para confirmar a concentração da solução. Após os ensaios, verificou-
se que a solução apresentava 32640 µg.mL
–1
. A partir da solução prévia, foram
utilizados 0,03 mL da solução inicial e adicionados o equivalente para se completar 1
litro da nova solução em outro recipiente.
•Solução de íons ferricianeto de potássio 1000 µg.mL
–1
Adicionou-se a quantidade de 1,49 mg de ferricianeto de potássio em 1 litro de
água destilada.
•Solução de ferrocianeto de potássio 1000 µg.mL
–1
Solubilizou-se o equivalente a 1,65 mg de ferrocianeto de potássio em 1 litro de
água destilada.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
31
5 PARTE EXPERIMENTAL
Como o objetivo deste trabalho foi estudar um método alternativo ao
recomendado pela APHA para a determinação espectrofotométrica de cianeto, após
estudo da literatura, tomou-se como base o artigo de Nagaraja et al. (2002), onde foi
explorada a reação entre cianeto com carbonato de sódio e ninhidrina. Após a mistura
dos reagentes, aguardava-se cerca de 30 minutos para a formação do complexo
intermediário de coloração vermelha, adicionando em seguida o hidróxido de sódio para
assim formar o complexo final de coloração azul. As etapas simplificadas da reação
proposta estão esquematizadas abaixo:
O
OH
OH
O
O
OH
O
O
HO
O
Ninhidrina
Hidridantina
Na
2
CO
3
CN
-
O
OH
O
-
(Coloração vermelha)
O
OH
O
-
O
OH
O
-
Ânion 2 - hidroxi
1, 3 - indanediona
O
O
O
-
-
O
O
O
-
-
Complexo final
(Azul)
OH
-
O
O
O
-
-
2
2
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
32
De acordo com o mecanismo observado, a ninhidrina reage com cianeto em
meio aquoso neutro para formar a hidrindantina, incolor. Esta, sob a ação do carbonato
de sódio, forma um intermediário de coloração vermelha, estável na presença
carbonato de sódio, tornando-se azul intenso após a adição de hidróxido de sódio.
As colorações vermelha e azul da hidrindantina foram atribuídas a duas formas
aniônicas da 2-hidroxi-1,3-indanediona, sendo o íon monovalente na forma enólica
responsável pela cor vermelha e os dois íons divalentes responsáveis pela cor azul. O
íon enol (vermelho) é formado numa faixa de pH de 8–12, e se ioniza mais uma vez
numa faixa de pH entre 12–12,8. Nesta reação, o íon cianeto age como um catalisador
de base específica.
Drochioiu et al. (2004) também utilizou como base o artigo de Nagaraja et al.
(2002) e elucidou uma outra reação, especificando com mais confiança os
intermediários, utilizando análises orgânicas como IR (Infravermelho) e NMR
(Ressonância Magnética Nuclear), que comprova
i69 Tm (e)Tj1 .86 471.09 Tm (ii69 Tm (e)Tj1 .86 471.05 Tm (2)Tj1.56 491(ii69 Tm011 0 0 1 222.72 450.69 Tm(,)Tj1 254.4 450.69 Tm ())Tj1 0 0 50 1 92.4 450.69 L)Tj1 0 0 1 .52 47144 450.69 Tm (q)Tj1 0 0 1 27417 Tm .86 471.09 Tm (Tm ())Tj1 0. 1 265.44 450.69 Tm (q)Tj(l)Tj1 0 0 150.69 Tm (â)Tj1 0 0 1 Tm (n)Tj1 0 0Tm ())Tj1 0 0 50 1 92.é)Tj1 0 059h41Tm (2)T2.Tf1 35Tm (f)Tj1 0 0 1 421.2 471.09 7 Tm011 0 0 1 222.72 450.644 1 237.6 450.697 Tm (u)Tj1 050 1 311.28 450.650.69 0 1 197.52 450.69 Tm (c)Tj1 0 0 1 46())Tj1 0 0 50 1 92. 0 1 46011 0 0 1 222.72 450.640 1 47(f)Tj1 0 0 1 421.2 471.70 1 15(f)Tj1 0 7 Tm (()Tj1 0 1 48(f)Tj1 0 1 Tm (s)Tj1 0 0 1 485.52 450.69 Tm (é)Tj 1 511.28 450.650.69500 1 328.08 450.6 Tm (a)Tj1 0 00 1 301.68 450.6 Tm (N)Tj1 0 0 11 311.28 450.650.69 0 1 5342)Tj1 0 0 1 Tm (n)Tj0 0 1 585.52 450.69 Tm (é)Tj52 311.28 450.650.69 11.686011 0 0 1 222.16 450.69 Tm (()Tj1 0 0 1 8 0 6 712.77 Tm (e)Tj1 0 1 98 0 6 712.7 Tm (p)Tj1 0 0 1 18 0 6 712.79 Tm (m)Tj1 0 0 1 31 0 6 712.7m (n)Tj1 0 0 1 18 0 6 712.7 Tm (p)Tj1 011 98 0 6 712.7 Tm (o)Tj1 0 00 1 96 0 6 712.75 Tm (()Tj1 00 1 16 0 6 712.7m (o)Tj1 0 0 1 1 26 0 6 712.79 Tm (g)Tj1 030 1 22 0 6 712.79 Tm (i)Tj1 00 1 44 0 6 712.77 Tm (e)Tj1 1 0 1 44 0 6 712.7 Tm (p)Tj1 01 0 1 41 0 6 712.7m (n)Tj1 0 0 0 1 11 0 6 712.79 Tm (é)Tj 0 1 11 0 6 712.73 Tm (a)Tj1 0 0 1 44 0 6 712.7m ())Tj1 0 0 20 1 8 0 6 712.79 Tm (é)Tj18 1 16 0 6 712.7m (o)Tj1 0 0 9218 0 6 712.79 Tm (m)Tj1 090 1 17 0 6 712.79 Tm (g)Tj1 0 0 1 2 0 6 712.79 Tm (i)Tj1 20 1 12 0 6 712.7m ())Tj1 0 0 0 1 24 0 6 712.7 Tm (p)Tj1 00 0 1 28 0 6 712.79 Tm (é)Tj0 0 1 28 0 6 712.71.25 Tm (o)Tj1 0 0 1 22 0 6 712.7m ().8 551.73 Tm (1)Tj1 0 500 1 2 0 6 712.7 Tm (a)Tj1 0 0 1 22 0 6 712.7m ())Tj1 0 06 0 1 8 0 6 712.75 Tm (e)Tj1 0 17 0 6 712.79 Tm (g)Tj1 70 1 96 0 6 712.77 Tm (u)Tj1 0 4 1 16 0 6 712.77 Tm (a)Tj1 0 0 1 32 0 6 712.7m (n)Tj1 0 01 0 1 17 0 6 712.7m (o)Tj1 0 0 011 44 0 6 712.73 Tm (ç)Tj10 1 18 0 6 712.75 Tm (o)Tj1 0 0 1 28 0 6 712.77 Tm (i)Tj1 016 1 28 0 6 712.79 Tm (s)Tj1 0 0 1 16 0 6 712.77 Tm (a)Tj1 0 0 1 32 0 6 712.7m ())Tj1 0 33 1 26 0 6 712.79 Tm (c)Tj1 0 6. 28 0 6 712.79 Tm (é)Tj353 1 32 0 6 712.7 Tm (n)Tj1 0 0026 0 6 712.79 Tm (c)Tj1 00 1 32 0 6 712.7m (n)Tj1 0 0377 1 22 0 6 712.7m (o)Tj1 0 0 80. 17 0 6 712.79 Tm (g)Tj1 0 11 32 0 6 712.79 Tm (r)Tj1 00 1 47 0 6 712.79 Tm (g)Tj1 0 0 1 46 0 6 712.79 Tm (c)Tj1 4 0 1 11 0 6 712.77 Tm (a)Tj1 0 0 1 32 0 6 712.7m (n)Tj1 0 041 0 0 1 0 6 712.79 Tm (c)Tj1 430 1 46 0 6 712.73 Tm (o)Tj1 0 0 1 28 0 6 712.79 Tm (ó)Tj1 0 1 1 0 6 712.75 Tm (s)Tj1 0 0 1 2 0 6 712.750.69 0 1 15 0 6 712.79 Tm (g)Tj1 0 0 1 41 0 6 712.79 Tm (c)Tj1 460 1 22 0 6 712.75 Tm (m)Tj1 0 1 44 0 6 712.7m (a)Tj1 0 0 15 1 41 0 6 712.750.69 0 1 18 0 6 712.7m (n)Tj1 0 0480 1 28 0 6 712.79 Tm (ó)Tj89 1 32 0 6 712.7 Tm (o)Tj1 0 01 1 28 0 6 712.71 Tm (r)Tj1 0 8 1 26 0 6 712.7 Tm (a)Tj1 0 02 1 28 0 6 712.75 Tm (a)Tj1 00 11 31 0 6 712.7m (n)Tj1 0 00 0 1 8 0 6 712.79 Tm (é)Tj524. 17 0 6 712.7 Tm (a)Tj1 0 0 31 0 6 712.7m (n)Tj1 0 00 11.681 0 6 712.7,222.16 450.69 Tm (()Tj1 0 0 1 8 0 1 591.81 Tm (s)Tj1 0 1 89 0 1 591.89 Tm (c)Tj1 88 1 89 0 1 591.89 Tm (c)Tj1 0 1 49 0 1 591.81 Tm (n)Tj1 0 4 1 16 0 1 591.83 Tm (e)Tj1 0 0 1 41 0 1 591.81 Tm (n)Tj1 010 1 33 0 1 591.87 Tm (o)Tj1 0 11 31 0 1 591.81 Tm (u)Tj1 0 80 1 8 0 1 591.8 Tm (o)Tj1 0 34 1 16 0 1 591.85 Tm (l)Tj1 0 0 1 30 0 1 591.81 Tm (e)Tj1 0 11 31 0 1 591.87 Tm (i)Tj1 0 80 1 8 0 1 591.8 Tm (p)Tj1 016 16 0 1 591.85 Tm (l)Tj1 0711.681 0 1 591.8 Tm (p)Tj1 01801.681 0 1 591.8 Tm (a)Tj1 0 00 1 18 0 1 591.8 Tm (o)Tj1 0 0 1 48 0 1 591.89 Tm (i)Tj1 0 0 1 51 0 1 591.87 Tm (i)Tj1 0 0 5281 0 1 591.8 Tm (p)Tj1 00 0 1 28 0 1 591.89 Tm (i)Tj1 0 0 1 26 0 1 591.85 Tm (l)Tj1 23 0 1 8 0 1 591.8D Tm (l)Tj1 238 1 89 0 1 591.85 Tm (a)Tj1 0 20 1 8 0 1 591.8 Tm (n)Tj1 0 08 1 16 0 1 591.89 Tm (o)Tj1 054 1 16 0 1 591.8 Tm (i)Tj1 0 00 1 41 0 1 591.8 Tm (o)Tj1 0 00 1 21 0 1 591.8 Tm (n)Tj1 0 70 1 15 0 1 591.8 Tm (o)Tj1 0 70 1 28 0 1 591.8 Tm (o)Tj1 00 0 1281 0 1 591.89 Tm (q)Tj1 086 1 33 0 1 591.8 Tm (i)Tj1 0 9 1 47 0 1 591.8 Tm (n)Tj1 0 90 1 22 0 1 591.8 Tm (o)Tj1 00 0 1 21 0 1 591.87 Tm (a)Tj1 0 1 1 21 0 1 591.85 Tm (s)Tj1 0 2 1 33 0 1 591.8 Tm (,)Tj1 0 0 1 38 0 1 591.89 Tm (i)Tj1 0 0 1 22 0 1 591.81 Tm (n)Tj1 0 0 1 32 0 1 591.81.73 Tm (ã)Tj43 1 32 0 1 591.81.73 Tm (o)Tj1 05 0 1 8 0 1 591.8 Tm (b)Tj1 0 001.681 0 1 591.85 Tm (a)Tj1 0 61.681 0 1 591.8 222.72 450.69 2 1 30 0 1 591.81 Tm (e)Tj1 0 0 1 31 0 1 591.8 Tm (a)Tj1 00 0 33 0 1 591.87 Tm (o)Tj1 3 0 1 98 0 1 591.8 222.72 450.69 0 1 18 0 1 591.85 Tm (h)Tj1 0 5 5281 0 1 591.89 Tm (g)Tj1 0 48 0 1 591.89 Tm (i)Tj1 4081.681 0 1 591.80 1 Tm (n)Tj1 1 38 0 1 591.89 Tm (i)Tj1 0 0 1 41 0 1 591.85 Tm (s)Tj1 0 0 681 0 1 591.85 Tm (a)Tj1 441 1 26 0 1 591.81 Tm (s)Tj1 0 081 0 1 591.80 1 Tm (n)Tj150 1 36 0 1 591.81 Tm (e)Tj1 4 0 0 1 0 1 591.85 Tm (s)Tj1 063 1 32 0 1 591.850.69 60 1 51 0 1 591.87 Tm (i)Tj1 0 0 1 28 0 1 591.89 Tm (i)Tj1 400 1 18 0 1 591.85 Tm (s)Tj1 0 0 1 51 0 1 591.83 Tm (e)Tj1 0 1 51 0 1 591.87 Tm (i)Tj1 0 0 1 52 0 1 591.850.69510 1 15 0 1 591.81.09 Tm (l)Tj1 516 1 36 0 1 591.83 Tm (a)Tj1 0 0 1 22 0 1 591.83 Tm (a)Tj1 0 8 1 30 0 1 591.83 Tm (s)Tj1 0 11.686 0 1 591.87 Tm 16 450.69 Tm (()Tj1 0 0 1 )Tj2 672.45 Tm (p)Tj1 0 1 9n
33
após a adição da solução de hidróxido de sódio 2,5 mol.L
–1
até completar o volume. As
absorvâncias destas soluções foram medidas em espectrofotômetro em comprimento
de onda de 590nm.
Nesta etapa, notou-se que a formação do complexo de coloração azul não era
reprodutível nas soluções contendo cianeto em concentração de 0,04 µg.mL
–1
.
Também não foi observado linearidade da curva. Verificou-se um segmento
inicial com pouca sensibilidade (até 0,04 µg.mL
–1
), um intermediário de melhor
sensibilidade (entre 0,04 – 0,08 µg.mL
–1
) e outro onde a lei de Beer parece não ser
mais seguida (acima de 0,08 µg.mL
–1
). Estes resultados estão mostrados na figura 2.
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25
Concentração
Absorvância
Figura 2 – Curva analítica obtida pela aplicação do método descrito em artigo
por Nagaraja et al.
Como os valores de absorvância encontrados foram elevados, optou-se por
realizar os mesmos experimentos com soluções padrões mais diluídas, em
concentrações cinco vezes menores que as anteriores.
Os resultados mostraram gráficos de calibração como o apresentado na figura 3.
Pode-se verificar uma nítida melhora de sensibilidade para concentração de cianeto
entre 0,02 – 0,03 µg.mL
–1
.
( µg.mL
–1
)
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
34
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Concentração
Absorvância
Figura 3 – Curva analítica obtida pela aplicação do método descrito por
Nagaraja et al. utilizando soluções padrões mais diluídas.
Mesmo após a utilização de soluções com concentrações menores, a repetição
nos resultados não foi alcançada.
Tendo em vista a falta de linearidade entre a concentração e a absorvância nas
concentrações estudadas, realizou-se um estudo sobre a importância de se adicionar
quantidades conhecidas de cianeto às soluções padrão a serem medidas, com o intuito
de elevar as concentrações e, conseqüentemente, elevar o valor da absorvância
medida para atingir-se a linearidade desejada.
Para tal, utilizou-se adição de soluções de cianeto que variaram entre 0,03 – 0,06
µg.mL
–1
, misturadas em diferentes soluções de carbonato de sódio 5% (m/v) para
determinar a concentração ideal de cianeto que deveria ser adicionada às soluções
padrão para melhorar a quantificação.
Como primeiro estudo, foi observado o comportamento da mistura reacional com
a adição de uma alíquota de cianeto 0,03 µg.mL
–1
à solução de carbonato de sódio 5%
(m/v). Os resultados podem ser observados na figura 4.
( µg.mL
–1
)
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
35
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Concentração
Absorvância
Figura 4 – Curva analítica obtida aplicando o método
descrito por Nagaraja et al. com adição prévia de 0,03
µg.mL
–1
de cianeto.
Com a adição de 0,03 µg.mL
–1
, não se verificou melhora na linearidade.
Iniciou-se então os estudos com concentrações de cianeto 0,04 µg.mL
–1
. A
intenção nesta etapa do estudo foi verificar se a adição desta pequena concentração de
cianeto à mistura seria efetiva para melhorar a linearidade. Os resultados deste teste
encontram-se na figura 5.
y = 12,1x + 0,0134
R
2
= 0,9931
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Concentração
Absorvância
Figura 5 – Curva analítica obtida utilizando o
procedimento descrito por Nagaraja et al. com adição
prévia de 0,04 µg.mL
–1
de cianeto.
Com a adição de 0,04 µg.mL
–1
, os resultados mostraram um aumento
considerável das absorvâncias, porém não mantendo a proporção esperada nas
medidas. A linearidade mostrada na curva apresentada na figura 5 não se mostrou
repetitiva já que os valores de absorvância não se mantinham proporcionais às
( µg.mL
–1
)
( µg.mL
–1
)
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
36
concentrações. A cada teste, valores diferentes de absorvância foram encontrados, não
demonstrando assim a linearidade e a reprodutibilidade esperada.
Sendo assim, o estudo prosseguiu com a adição de cianeto 0,05 µg.mL
–1
à
solução de carbonato de sódio 5% (m/v). Os resultados podem ser observados na
figura 6.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Concentração
Absorvância
Figura 6 – Curva analítica obtida utilizando o
procedimento descrito em artigo por Nagaraja et al. com
adição prévia de cianeto 0,05 µg.mL
–1
.
As absorvâncias na concentração mais baixa continuaram a não mostrar a
linearidade esperada, Levando a preparar uma nova solução de carbonato de sódio 5%
(m/v), dessa vez com concentração de 0,06 µg.mL
–1
de cianeto, como é verificado na
figura 7.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Concentração
Absorvância
Figura 7 – Curva analítica obtida utilizando o
procedimento descrito em artigo por Nagaraja et al. com
adição prévia de cianeto 0,06 µg.mL
–1
.
( µg.mL
–1
)
( µg.mL
–1
)
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
37
Mesmo com a adição de cianeto em concentrações diferentes (de 0,03 a 0,06
µg.mL
–1
) na solução de carbonato de sódio 5% (m/v), não foi observada a linearidade
nas curvas obtidas quando comparadas às concentrações das soluções de cianeto com
seus respectivos valores de absorvância.
Como a linearidade não foi alcançada com a utilização do método como proposto
por Nagajara et al.(2002), optou-se pela tentativa de automatização do método na
tentativa de se obter melhores resultados. Esperava-se para essa etapa do estudo
resultados confiáveis que, anteriormente, não foram observados e a repetibilidade dos
resultados, baseando-se na mistura dos reagentes controlada pelo sistema por injeção
de fluxo.
5.2 AUTOMATIZAÇÃO USANDO SISTEMA FIA
Embora tenha sido observada a falta de repetibilidade e linearidade nos ensaios
realizados em batelada, optou-se por tentar automatizar o procedimento utilizando a
análise por injeção em fluxo. O sistema FIA foi acoplado ao espectrofotômetro e a
absorvância, no comprimento de onda previamente estipulado, era medida no máximo
do sinal transiente. A figura 8 mostra o diagrama do sistema FIA e as figuras 9 e 10 são
fotos da montagem utilizada.
Figura 8 – Diagrama do sistema FIA utilizado no estudo para automatização do método proposto
por Nagajara et al.
590 nm
Amostra
Na
2
CO
3
Ninhidrina
NaOH
300cm
300cm
W
P
(ml.min
–1
)
B1
B2
1,26
0,66
0,30
φ= 0,5mm
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
38
Figura 9 – Espectrofotômetro Femto 700 Plus utilizado
no estudo da automatização do método.
Figura 10 – Bomba peristáltica Ismatec IPC de 12 canais
utilizado no sistema FIA.
O sistema FIA consiste de uma bomba peristáltica Ismatec, modelo IPC de 12
canais acoplada a um espectrofotômetro FEMTO 700 plus equipado com uma célula de
fluxo Hellma com 1 cm de caminho ótico (OS 1000).
A solução de cianeto é aspirada pela bomba peristáltica P (Figura 10), preenchendo
a alça de amostragem, sendo o excesso dirigido ao descarte. Assim que a alça de
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
39
amostragem encontrava-se completa, a válvula de quatro vias é acionada para a
posição de introdução das soluções a serem analisadas. A solução é impulsionada pela
solução carreadora de carbonato de sódio 5% (m/v) e misturada com a solução de
ninhidrina 1% (m/v). A formação do complexo intermediário ocorre no interior da bobina
de reação B1. Logo em seguida, é misturada com solução de hidróxido de sódio 2,5
mol.L
–1
e passa pela bobina de reação B2. Essa mistura final passa por uma cubeta de
fluxo colocada no caminho ótico do espectrofotômetro, onde é medida a absorvância
(sinal transiente) sendo a mistura finalmente descartada.
A verificação da viabilidade do sistema FIA projetado foi realizada injetando-se
solução de cianeto em concentrações de 0,4 e 0,5 µg.mL
–1
. Os resultados estão
apresentados na tabela 4.
Tabela 4 – Resultados, média e desvio padrão das absorvâncias medidas para
soluções de cianeto 0,4 e 0,5
µ
g.mL
–1
no sistema FIA.
Absorvância
Medidas
Sol. 0,4 µg.mL
–1
Sol. 0,5 µg.mL
–1
1 0,547 0,611
2 0,609 0,622
3 0,623 0,637
4 0,601 0,635
5 0,492 0,505
Média 0,574 0,602
Desvio
0,049
0,049
Desvio Padrão Relativo (%)
8,5
8,1
Apesar do sistema apresentar valores de absorvância, estes não foram
considerados confiáveis, uma vez que os valores observados não apresentaram boa
repetibilidade. Iniciou-se um estudo detalhado para a otimização das variáveis químicas
e de fluxo como: do tamanho das bobinas de reação, das concentrações dos reagentes
e da temperatura.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
40
5.2.1 Otimização das variáveis físicas
Com o sistema de fluxo mostrado na figura 8 e mantendo-se as concentrações
dos reagentes em solução de carbonato de sódio 5% (m/v), solução de ninhidrina 1%
(m/v) e solução de hidróxido de sódio 2,5 mol.L
–1
, a primeira variável estudada foi o
tamanho da bobina B1. Notou-se que a primeira bobina utilizada deveria ser pequena
demais, insuficiente para promover a reação. Tal afirmação foi comprovada com os
resultados obtidos. Os valores de absorvância diferentes encontrados para a mesma
solução de cianeto continuavam a aparecer, pois na bobina B1 observou-se por várias
vezes que a coloração vermelha, que caracterizava a formação do complexo
intermediário, não aparecia após a adição de ninhidrina. Em outro momento, notou-se
que após a etapa intermediária ter sido observada com sucesso, formação da coloração
vermelha, não havia formação do complexo final de coloração azul após adição de
hidróxido de sódio. O estudo da bobina B1 foi concluído após observar-se que o maior
valor medido de absorvância para solução de cianeto 0,4 µg.mL
–1
foi encontrado
quando utilizou-se a bobina B1 com 300cm, conforme mostra a tabela a seguir.
Tabela 5 – Resultados obtidos no estudo do tamanho da bobina B1
utilizando solução de cianeto 0,4 µg.mL
–1
.
Tamanho da Bobina (cm) Bobina B1
100 0,298
200 0,413
300 0,601
400 0,599
500 0,598
Após a escolha do tamanho ideal para a bobina B1, iniciou-se o estudo da
bobina B2, fixando o tamanho da bobina B1 (300 cm) com o melhor valor de
absorvância medido. Na bobina B2 ocorre a mistura com a solução de hidróxido de
sódio para formar o complexo final de coloração azul, o qual é medido em 590nm.
Quando se utilizaram bobinas menores, nem sempre se observava a coloração azul, o
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
41
que se confirmava a não formação do complexo final a ser medido. Os ensaios para o
estudo da bobina B2 foram realizados utilizando soluções de cianeto de concentração
0,4 µg.mL
–1
. Os resultados podem ser observados na tabela 6.
Tabela 6 – Resultados obtidos no estudo do tamanho da bobina B2 utilizando
solução de cianeto 0,4 µg.mL
–1
.
Tamanho da Bobina (cm) Bobina B2
100 0,110
200 0,198
300 0,594
400 0,596
500 0,595
Com os resultados obtidos pode-se concluir que a bobina B2, com tamanho
maior que 300 cm, oferece as melhores condições para a formação do complexo final a
ser monitorado em 590 nm. Para estudos futuros a bobina B2 foi mantida em 300 cm.
5.2.2 Otimização das variáveis químicas
Definido o tamanho das bobinas, o estudo seguinte foi determinar as
concentrações ideais das soluções a serem utilizadas na reação. Esse estudo
identificaria quais as concentrações necessárias para se observar os máximos valores
de absorvância na mesma solução de cianeto de concentração 0,4 µg.mL
–1
.
Inicialmente foram realizados vários testes com a solução de ninhidrina,
utilizando concentrações que variaram de 0,25% a 2% (m/v). Utilizou-se também
solução de carbonato de sódio 5% (m/v) e hidróxido de sódio 2,5 mol.L
–1
, cujos
reagentes tiveram suas concentrações mantidas. A tabela 7 mostra os resultados
obtidos.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
42
Tabela 7 – Resultados obtidos após variação da concentração da ninhidrina no
sistema FIA.
Ninhidrina (%) Absorvância
0,25 0
0,5 0,057
1,0 0,408
1,5 0,879
2,0 1,369
Com os resultados obtidos, optou-se por escolher como concentração ótima de
ninhidrina 2,0 % (m/v). Maiores concentrações de ninhidrina não foram testadas devido
à pouca solubilidade deste reagente em água.
Em seguida, estudou-se a concentração de carbonato de sódio. Dessa vez foram
mantidas as concentrações das soluções de ninhidrina em 2% (m/v) e de hidróxido de
sódio em 2,5 mol.L
–1
. O estudo da variação da concentração da solução de carbonato
de sódio, entre 1% e 10% (m/v) está mostrado na tabela 8.
Tabela 8 – Resultados obtidos após variação de concentração do Na
2
CO
3
no
sistema FIA.
Na
2
CO
3
(%) Absorvância
1 0,403
2,5 0,615
5 0,778
7,5 0,764
10 0,760
Pode-se verificar que os melhores sinais foram obtidos quando se utilizava
soluções de carbonato de sódio com concentrações maiores que 5 % (m/v). Deste
modo, a concentração de 5 % (m/v) foi utilizada em todos os testes futuros.
O último reagente estudado foi o hidróxido de sódio, o qual teve a faixa de
concentração fixada entre 1,5 e 3,5 mol.L
–1
. As soluções dos outros reagentes ficaram
fixadas em ninhidrina 2% (m/v) e carbonato de sódio 5% (m/v). A tabela 9 mostra os
resultados encontrados.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
43
Tabela 9 – Resultados obtidos após variação de concentração do NaOH no
sistema FIA.
NaOH (mol.L
–1
) Absorvância
1,5 0,215
2,0 0,318
2,5 0,406
3,0 0,403
3,5 0,405
Com estes resultados pode-se concluir que a melhor concentração da solução de
hidróxido de sódio foi de 2,5 % (m/v).
Assim, após os estudos de otimização das variáveis químicas, as concentrações
dos reagentes foram: ninhidrina 2% (m/v), carbonato de sódio 5% (m/v) e hidróxido de
sódio 2,5 mol.L
–1
.
5.2.3 Efeito da temperatura
As reações de formação dos complexos coloridos não são rápidas, então
procurou-se verificar a influência da temperatura nos sinais analíticos que poderiam ser
obtidos com o sistema FIA proposto.
Assim, um novo estudo foi iniciado, dessa vez colocando-se as bobinas de
reação, B1 e B2, em banho térmico em diferentes temperaturas, a fim de confirmar a
influência da temperatura na reação. Para tal, utilizou-se soluções de cianeto de
concentração 0,4 µg.mL
–1
e os reagentes com as concentrações já otimizadas no
sistema FIA.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
44
Tabela 10 – Resultados obtidos no estudo da influência da temperatura na reação
utilizando sistema FIA.
Temperatura
(ºC)
M1 M2 M3
40 0,402 ± 0,026 0,408 ± 0,023 0,404 ± 0,031
50
0,426 ± 0,020 0,424 ± 0,022 0,426 ± 0,036
60
0,502 ± 0,022 0,506 ± 0,025 0,501 ± 0,019
70
0,587 ± 0,024 0,585 ± 0,025 0,588 ± 0,029
80
0,598 ± 0,024 0,601 ± 0,026 0,603 ± 0,027
De acordo com os resultados, determinou-se que a melhor temperatura para se
manter as bobinas, seria em 70°C. Isso porque a diferença dos valores de absorvância
observados quando presente na temperatura de 80°C ao invés de 70°C, não eram de
grande diferença, podendo então ser descartado temperaturas superiores a 70°C.
Mesmo com todos os estudos até aqui realizados, ainda não era possível ter
confiança nos resultados devido à variação nos valores de absorvância, quando se
realizava replicata dos testes. A variação dos sinais mostrava que alguma ineficiência
no sistema estava ocorrendo. Na tentativa de solucionar este problema, e de posse dos
resultados encontrados no estudo em batelada, deduziu-se que se poderia melhorar a
sensibilidade do sistema FIA, através da adição de uma linha de concentração de
cianeto no sistema. Ao mesmo tempo em que a concentração de cianeto seria elevada
no interior do sistema FIA, a curva deveria se tornar mais linear, mostrando a
proporcionalidade e a repetibilidade desejadas. A opção para a resolução deste
problema foi adaptar uma nova válvula injetora no sistema FIA, onde solução de
concentração fixa de cianeto pudesse ser injetada juntamente com as soluções de
calibração. Iniciou-se uma nova etapa de estudo, a qual está descrita a seguir.
5.3 SISTEMA FIA COM DUAS VÁLVULAS DE INJEÇÃO
Nesta etapa do estudo, houve alterações no sistema FIA, pois para que o
sistema funcionasse de acordo com o desejado, foi necessário o acoplamento de outra
válvula de injeção, trabalhando em paralelo com a primeira. Esta alteração favoreceu a
reação entre o cianeto e os reagentes previamente determinados. Isso porque a
quantidade de cianeto que passou a ser introduzido no sistema foi maior,
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
45
proporcionando linearidade. Notou-se que com a nova adaptação ao sistema FIA houve
uma melhora nos resultados. Então, no sistema, passou-se a utilizar soluções de
calibração de concentração de cianeto 10 vezes menor, já que o valor de absorvância
proporcional às concentrações utilizadas anteriormente (de 0,1 a 0,5 µg.mL
–1
) havia
aumentado. Porém, nas soluções de cianeto de concentrações inferiores a 0,02
µg.mL
–1
, os sinais ainda não eram reprodutíveis. Para solucionar este problema, foi
utilizada uma solução de cianeto mais concentrada em uma das válvulas. Assim,
elevaria o valor da absorvância no sistema FIA, quando comparadas com valores de
absorvância da mesma solução, se injetadas sem a solução mais concentrada. A figura
11, logo abaixo, mostra o diagrama do sistema FIA utilizado no estudo para
automatização do método proposto utilizando duas válvulas de entrada de amostra.
Figura 11 – Diagrama do sistema FIAde duas válvulas injetoras.
A figura 12 mostra a bomba peristáltica de 12 canais acoplada ao sistema de
duas válvulas injetoras utilizada para realizar as reações demonstradas anteriormente,
no início da parte experimental.
590 nm
Vi
1
Na
2
CO
3
Ninhidrina
NaOH
300cm
300cm
W
P
B1
B2
Vi
2
1,26
0,66
0,30
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
46
Figura 12 – Sistema FIA montado com bomba
peristáltica Ismatec IPC de 12 canais e duas válvulas
injetoras.
O principal interesse desta etapa do estudo era conseguir medidas confiáveis de
absorvância que obtivessem proporcionalidade com a concentração das soluções de
cianeto inferiores a 0,1 µg.mL
–1
. Assim a solução de cianeto a ser injetada, aumentaria
a concentração de cianeto ao longo das bobinas de reação, intensificando os sinais de
absorvância.
5.3.1 Estudo da concentração de cianeto a ser fixada em uma das válvulas
injetoras do sistema FIA
A fim de melhor se estudar o sistema FIA com duas válvulas injetoras,
mantiveram-se fixas as concentrações das soluções de cianeto e dos reagentes
envolvidos e utilizou-se banho térmico a 70°C nas bobinas de reação. Iniciaram-se os
testes injetando, nas duas válvulas, soluções de cianeto de mesma concentração. Na
tabela 11, observam-se os resultados obtidos com as soluções de cianeto utilizando o
sistema FIA com duas válvulas, para concentrações de 0,04 até 0,07 µg.mL
–1
. As
injeções foram repetidas oito vezes por cada série.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
48
solução de concentração fixa e conhecida. Dessa forma, durante os testes posteriores,
a concentração da solução de cianeto seria mantida constante, de modo a intensificar a
concentração de cianeto no interior do sistema FIA e assim melhorar a absorvância,
podendo assegurar que soluções contendo baixas concentrações (soluções analíticas e
amostras), pudessem ser analisadas de modo preciso.
Um grupo de soluções de cianeto de concentrações que variaram de 0,4 a 0,8
µg.mL
–1
foi utilizado para ser introduzido no sistema através da válvula de introdução da
solução com concentração fixa. Outro grupo de soluções de cianeto (soluções de
calibração) que variaram a concentração de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
foi utilizado no estudo.
Assim, enquanto que em uma das alças de amostragem as soluções padrão de cianeto
eram injetadas no sistema, na outra válvula era introduzida a solução cuja concentração
se mantém fixa. Concluiu-se nessa etapa dos estudos, que todas as concentrações das
soluções de cianeto utilizadas, entre 0,4 e 0,8 µg.mL
–1
, produziram sinais para as
soluções de calibração resultando na linearidade, como mostram os gráficos das figuras
14, 15, 16, 17 e 18.
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Concentração
Absorvância
Figura 14 – Curva analítica obtida a partir das soluções
padrão de cianeto que variaram de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
em
uma das válvulas do sistema FIA, utilizando solução de
cianeto fixado em 0,4 µg.mL
–1
na outra válvula do sistema.
y = 3,13x + 0,6042
R
2
= 0,9994
(µg.mL
–1
)
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
49
0,950
1,000
1,050
1,100
1,150
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Concentração
Absorvância
Figura 15 – Curva analítica obtida a partir das soluções
padrão de cianeto que variaram de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
em
uma das válvulas do sistema FIA, utilizando solução de
cianeto fixado em 0,5 µg.mL
–1
na outra válvula do sistema.
1,250
1,300
1,350
1,400
1,450
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Concentração
Absorvância
Figura 16 – Curva analítica obtida a partir das soluções
padrão de cianeto que variaram de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
em
uma das válvulas do sistema FIA, utilizando solução de
cianeto fixado em 0,6 µg.mL
–1
na outra válvula do sistema.
1,600
1,620
1,640
1,660
1,680
1,700
1,720
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Concentração
Absorvância
Figura 17 – Curva analítica obtida a partir das soluções
padrão de cianeto que variaram de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
em
uma das válvulas do sistema FIA, utilizando solução de
cianeto fixado em 0,7 µg.mL
–1
na outra válvula do sistema.
y = 3,99x + 0,9742
R
2
= 0,9998
(µg.mL
–1
)
y = 3,49x + 1,2964
R
2
= 0,9995
(µg.mL
–1
)
y = 2,63x + 1,6082
R
2
= 0,9986
(
µ
g.mL
–1
)
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
50
1,780
1,800
1,820
1,840
1,860
1,880
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Concentração
Absorvância
Figura 18 – Curva analítica obtida a partir das soluções
padrão de cianeto que variaram de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
em
uma das válvulas do sistema FIA, utilizando solução de
cianeto fixado em 0,8 µg.mL
–1
na outra válvula do sistema.
De acordo com os testes realizados, verificou-se que as melhores medidas de
absorvância deveriam ser encontradas quando o sistema FIA de duas válvulas
utilizasse como fixa a solução padrão de cianeto de concentração 0,5 µg.mL
–1
. Isso
porque houve um acréscimo na sensibilidade, o que foi considerado um fator importante
nesse trabalho.A partir destes resultados, o sistema FIA passou a operar com uma das
alças de amostragem, utilizando solução de cianeto 0,5 µg.mL
–1
e na alça de
amostragem da outra válvula, as soluções padrão de cianeto (ou as amostras) seriam
introduzidas. As soluções padrão de cianeto utilizadas para este estudo possuíam uma
faixa de concentração entre 0,01 e 0,04 µg.mL
–1
. É importante ressaltar que em todos
os testes foram realizadas medidas de branco.
Para se verificar a precisão do sistema FIA, diversas medidas foram realizadas
com a finalidade de se estimar o desvio padrão relativo destas medidas. A tabela 12
mostra as médias obtidas nestes ensaios.
y = 2,00x + 1,7918
R
2
= 0,9993
(µg.mL
–1
)
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
51
Tabela 12 – Absorvâncias líquidas obtidas utilizando solução de cianeto 0,5
µg.mL
–1
fixada em uma das alças de amostragem do sistema FIA na introdução de
soluções padrão de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
.
Branco
0,01 µg.mL
–1
0,02 µg.mL
–1
0,03 µg.mL
–1
0,04 µg.mL
–1
Medida 1 0,927 0,043 0,082 0,118 0,164
Medida 2 0,955 0,040 0,078 0,118 0,157
Medida 3 0,987 0,039 0,077 0,116 0,156
Medida 4 0,918 0,041 0,080 0,122 0,162
Medida 5 0,945 0,038 0,078 0,119 0,159
Medida 6 0,937 0,037 0,078 0,115 0,158
Medida 7 0,957 0,038 0,073 0,118 0,157
Medida 8 0,928 0,041 0,079 0,119 0,159
Média
0,944 0,039 0,078 0,118 0,159
Desvio padrão 0,02 0,002 0,002 0,002 0,002
Desvio padrão
relativo (%)
2,12 5,13 2,56 1,69 1,26
De acordo com os resultados obtidos na tabela 12, foi possível construir o
gráfico, observado na figura 19, que demonstra a linearidade exigida nos estudos para
confiabilidade dos resultados.
y = 3,97x - 0,0006
R
2
= 0,9999
-0,02
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Concentração
Absorvância
Figura 19 - Curva analítica obtida a partir das soluções de cianeto que
variaram de 0,01 a 0,04 µg.mL
–1
em uma das válvulas do sistema FIA,
utilizando solução de cianeto fixado em 0,5 µg.mL
–1
na outra válvula do
sistema, após otimização.
(µg.mL
–1
)
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
52
5.4 ESTUDO DE POSSÍVEIS INTERFERENTES
De acordo com o artigo de Nagaraja et al. (2002), foram estudados nesse
trabalho os principais interferentes por eles citados, passíveis de serem encontrados
nas amostras a serem analisadas de efluentes. Baseando-se no artigo, deve-se levar
em consideração, principalmente, a presença dos íons tiocianato, ferrocianeto,
ferricianeto, ferro III e sulfeto. Deste modo, estas espécies foram estudadas para a
verificação de suas reais interferências no sistema FIA. Os resultados foram
considerados como interferência quando a absorvância medida em presença do
interferente variou mais que 10%, quando comparada à medida com a solução sem a
presença do possível interferente. Nos testes, a concentração do íon foi modificada até
que se verificasse a diferença mencionada. Como base para o estudo, utilizaram-se
soluções de cianeto contendo sempre 0,02 µg.mL
–1
.
5.4.1 Efeito do íon tiocianato (SCN
–
)
O efeito da presença do íon tiocianato no sinal do cianeto foi estudado na faixa
de concentração de 50 a 150 µg.mL
–1
presente em solução de cianeto de 0,02 µg.mL
–1
.
Os resultados obtidos estão mostrados na tabela 13. Pode-se observar que
concentrações de tiocianato de até 100 µg.mL
–1
não influenciam significativamente o
sinal de 0,02 µg.mL
–1
de cianeto.
Tabela 13 – Resultados obtidos no estudo da influência da concentração de
tiocianato comparadas com solução de cianeto 0,02 µg.mL
–1
.
Íon SCN
–
(µg.mL
–1
)
Absorvância
líquida de cianeto
0,02 µg.mL
–1
Absorvância
líquida de cianeto 0,02 µg.mL
–1
em presença de SCN
–
Sinal (%)
50 0,957
0,961
100
60 0,994
1,030
103
75 0,957
1,035
108
100 0,957
1,052
109
110 1,048
1,173
112
120 1,048
1,185
113
130 1,048
1,169
111
150 0,957
1,151
120
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
53
Com os resultados apresentados na tabela 12, notou-se que o íon tiocianato
interfere quando sua concentração é de, pelo menos, 100 µg.mL
–1
numa solução de
cianeto contendo 0,02 µg.mL
–1
(razão interferente: analito de 5000 vezes).
5.4.2 Efeito do íon ferrocianeto (Fe(CN)
6
)
4–
A influência da presença do íon ferrocianeto no sinal analítico do cianeto no
sistema FIA foi verificado utilizando-se soluções com concentração na faixa de 4 a 40
µg.mL
–1
, para uma solução de cianeto de concentração de 0,02 µg.mL
–1
.
A tabela 14 mostra que a presença de íon ferrocianeto em concentrações de até
40 µg.mL
–1
não interfere nos valores de absorvância da solução de cianeto 0,02 µg.mL
–
1
(razão interferente: analito de 2000 vezes).
Tabela 14 – Resultados obtidos no estudo da influência da concentração de
ferrocianeto comparadas com solução de cianeto 0,02
µ
g.mL
–1
.
Íon
ferrocianeto
(µg.mL
–1
)
Absorvância
líquida de cianeto
0,02 µg.mL
–1
Absorvância
líquida de cianeto 0,02
µ
g.mL
–1
em presença de (Fe(CN)
6
)
4–
Sinal (%)
4 1,099
1,114
101
5 0,957
1,008
105
10 0,957
1,021
106
20 0,957
1,051
109
30 0,957
1,051
109
40 0,957
1,061
110
5.4.3 Efeito do íon ferricianeto (Fe(CN)
6
)
3–
O efeito da influência do íon ferricianeto foi estudado na faixa de concentração
de 5 até 30 µg.mL
–1
. Os resultados obtidos estão mostrados na tabela 15.
É possível observar que solução de ferricianeto contendo até 15 µg.mL
–1
não
interfere nas medidas de solução de cianeto 0,02 µg.mL
–1
(razão interferente: analito de
750 vezes).
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
54
Tabela 15 – Resultados obtidos no estudo da influência da concentração de
ferricianeto comparadas com solução de cianeto 0,02 µg.mL
–1
.
5.4.4 Efeito do íon férrico (Fe
+3
)
A influência da presença do íon férrico nas soluções de cianeto foi estudada na
faixa de concentração de 0,01 até 20 µg.mL
–1
. Os resultados obtidos estão mostrados
na tabela 16.
Observa-se que a solução de íons férrico contendo 0,5 µg.mL
–1
interfere nas
medidas de solução de cianeto 0,02 µg.mL
–1
(razão interferente: analito de 25 vezes).
Tabela 16 – Resultados obtidos no estudo da influência da concentração de íon
férrico comparadas com solução de cianeto 0,02 µg.mL
–1
.
Íon ferro III
(µg.mL
–1
)
Absorvância
líquida de cianeto
0,02 µg.mL
–1
Absorvância
líquida de cianeto 0,02 µg.mL
–1
em presença de Fe
+3
Sinal (%)
0,01 1,123
1,133
101
0,03 1,136
1,211
107
0,1 1,058
1,126
106
0,5 1,058
1,169
111
1 0,970
1,158
119
20 0,970
1,491
154
5.4.5 – Efeito do íon sulfeto (S
=
)
O efeito da presença do íon sulfeto no sinal do cianeto foi estudado na faixa de
concentração de 90 a 150 µg.mL
–1
tomando por base uma solução de cianeto de 0,02
Íon
ferricianeto
(µg.mL
–1
)
Absorvância
líquida de cianeto
0,02 µg.mL
–1
Absorvância
líquida de cianeto 0,02 µg.mL
–1
em presença de (Fe(CN)
6
)
3–
Sinal (%)
5 1,052
1,062
100
10 0,983
1,071
108
15 0,976
1,072
109
20 0,957
1,068
115
30 0,973
1,082
111
(µg.mL
–1
)
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
55
µg.mL
–1
. Os valores obtidos estão reunidos na tabela 17. Pode-se notar que
concentrações de sulfeto de até 100 µg.mL
–1
não influenciam, significativamente, o sinal
de 0,02 µg.mL
–1
de cianeto (razão interferente: analito de 5000 vezes).
Tabela 17 – Resultados obtidos no estudo da influência da concentração do íon
sulfeto comparadas com solução de cianeto 0,02 µg.mL
–1
.
5.5 ETAPA DE PRÉ-TRATAMENTO DAS AMOSTRAS
A etapa de pré-tratamento de amostras na determinação de cianeto em amostras
de efluentes industriais é importante, tendo em vista a possibilidade de substâncias que
podem interferir na reação química cujos produtos podem ser determinados
espectrofotometricamente. Deste modo, o pré-tratamento das amostras reais para a
determinação de cianeto foi realizado por destilação, de acordo com o método proposto
pela APHA.
De acordo com o método recomendado, é necessário preparar uma
aparelhagem semelhante à figura 20.
Íon sulfeto
(µg.mL
–1
)
Absorvância
líquida de cianeto
0,02 µg.mL
–1
Absorvância
líquida de cianeto 0,02
µg.mL
–1
em presença de S
=
Sinal (%)
90 1,048
1,054
100
100 1,048
1,165
111
110 1,048
1,173
111
120 1,048
1,185
113
150 1,048
1,177
112
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
56
Figura 20 – Sistema de destilação utilizado para o pré-
tratamento das amostras para a determinação de cianeto.
Seguindo o procedimento recomendado, adicionou-se ao frasco absorvedor 10
mL de solução de NaOH (1 mol.L
–1
) e diluiu-se com água destilada para obter 20 mL de
volume total. Interligou-se o frasco absorvedor através de sua conexão com o
condensador com o sistema de vácuo. Mediu-se 125 mL de amostra com proveta e
transferiu-se para o balão de destilação. De acordo com o procedimento, não se deve
exceder a quantidade de 5 mg de cianeto no volume de amostra utilizado. O balão de
destilação foi conectado ao condensador e ligou-se o vácuo, ajustando o fluxo de ar em
cerca de 1 bolha/segundo. Através do tubo de admissão de ar foram adicionados 3,75
mL de ácido sulfâmico de concentração 1,4 mol.L
–1
. O tubo de admissão do balão de
destilação foi rinsado com pequena quantidade de água destilada. Manteve-se o fluxo
de ar no sistema por 3 minutos, para misturar bem o conteúdo do balão de destilação.
Adicionaram-se cuidadosamente 12,5 mL de ácido clorídrico de concentração 25%
(m/m) pelo tubo de admissão de ar. Para o resfriamento, utilizou-se um dedo frio, onde
eram colocados pedaços de gelo junto com água destilada. De tempos em tempos,
Aquecedor
Tubo de
admissão
Condensador
Água de
resfriamento
Ligação para fonte
de baixo vácuo
Absorvedor
Balão de destilação
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
57
parte dessa água era removida com auxílio de uma seringa e o volume era alcançado
adicionando mais pedaços de gelo ao dedo frio para que a temperatura sempre fosse
mantida baixa e favorecesse a condensação. Adicionaram-se 5 mL de cloreto de
magnésio desidratado pelo tubo de admissão de ar e ligou-se a manta aquecedora,
deixando 2 horas e 30 minutos em refluxo. Após o refluxo desligou-se o aquecimento,
mantendo o fluxo de ar por mais 15 minutos. Terminado o processo de purga transferiu-
se, quantitativamente, a solução de absorção para um balão volumétrico de 50 mL,
lavando o frasco absorvedor e os tubos de conexão com água destilada. A mistura foi
homogeneizada e avolumada.
A solução foi introduzida no sistema FIA para medida de concentração de
cianeto. A figura 21 mostra a aparelhagem utilizada no laboratório, baseada no método
descrito.
Figura 21 – Aparelhagem utilizada em laboratório para destilação das soluções e
das amostras contendo cianeto, de acordo com o método recomendado pela
APHA.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
58
Inicialmente, visando a verificação da recuperação de cianeto no processo de
destilação, utilizaram-se soluções padrão de cianeto de diversas concentrações.
Procedeu-se a destilação de acordo com o procedimento descrito anteriormente e as
concentrações de cianeto foram medidas, tanto na solução original quanto na solução
absorvedora.
Os testes foram realizados, com soluções de cianeto de concentração 0,05, 0,03
e 0,02 µg.mL
–1
. As tabelas 18, 19 e 20 mostram os resultados das absorvâncias
comparadas entre a solução destilada e a solução não destilada injetadas no sistema
FIA.
Tabela 18 – Estudo da recuperação de cianeto 0,05 µg.mL
–1
após destilação
utilizando o procedimento recomendado pela APHA.
Absorvância líquida de
Cianeto 0,05 µg.mL
–1
Destilado
Absorvância líquida de
Cianeto 0,05 µg.mL
–1
Introdução direta
Recuperação
(%)
1,111 1,125
99
1,109 1,128
98
1,112 1,131
98
1,113 1,131
98
1,113 1,131
98
Média
1,112 1,129 98
Desvio Padrão
0,002 0,002 0,001
Desvio Padrão Relativo
0,180 0,177 0,001
Tabela 19 – Estudo da recuperação de cianeto 0,03 µg.mL
–1
após destilação
utilizando o procedimento recomendado pela APHA.
Absorvância líquida de
Cianeto 0,03 µg.mL
–1
Destilado
Absorvância líquida de
Cianeto 0,03 µg.mL
–1
Introdução direta
Recuperação
(%)
1,048 1,057
99
1,051 1,059
99
1,050 1,061
98
1,050 1,059
99
1,051 1,059
99
Média
1,050 1,059 99
Desvio Padrão
0,001 0,001 0,001
Desvio Padrão Relativo
0,095 0,094 0,001
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
59
Tabela 20 – Estudo da recuperação de cianeto 0,02 µg.mL
–1
após destilação
utilizando o procedimento recomendado pela APHA.
Absorvância líquida de
Cianeto 0,02 µg.mL
–1
Destilado
Absorvância líquida de
Cianeto 0,02 µg.mL
–1
Introdução direta
Recuperação
(%)
1,004 1,009
99
1,006 1,010
99
1,006 1,007
99
1,007 1,009
99
1,003 1,011
99
Média
1,005 1,009 99
Desvio Padrão
0,001 0,001 0,001
Desvio Padrão Relativo
0,099 0,099 0,001
Nas três situações, notou-se que as absorvâncias comparadas entre as duas
soluções eram muito próximas, onde se concluiu que a destilação estava com bons
índices de rendimento. Para se confirmar os resultados, novos estudos foram feitos.
Dessa vez, as comparações das absorvâncias foram levadas em consideração usando
um branco intercalando as soluções preparadas de cianeto. Ou seja, antes mesmo de
fazer a medida das soluções de cianeto, – tanto a solução padrão destilada como a não
destilada – a entrada do sistema era preenchida com água destilada. Isso porque dessa
maneira era possível obter o valor da absorvância com menores possibilidades de erro.
Como o interesse da dissertação é atingir concentrações próximas de 0,02 µg.mL
–1
,
esta etapa do estudo baseou-se nas concentrações 0,02 e 0,01 µg.mL
–1
. As tabelas 21
e 22 mostram os resultados obtidos.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
60
Tabela 21 – Resultados obtidos na recuperação de cianeto 0,02 µg.mL
–1
após
destilação utilizando o procedimento recomendado pela APHA.
Branco
Cianeto 0,02 µg.mL
–1
Destilado
Cianeto 0,02 µg.mL
–1
Introdução direta
Recuperação
(%)
0,857 0,197 0,208
95
0,859 0,193 0,205
94
0,861 0,190 0,205
93
0,859 0,192 0,208
92
0,859 0,192 0,205
94
Média 0,859 0,193 0,206
93,6
Desvio Padrão 0,001 0,001 0,001
1,02
Desvio Padrão Relativo
0,12 0,52 0,49
0,01
Tabela 22 – Resultados obtidos na recuperação de cianeto 0,01 µg.mL
–1
após
destilação utilizando o procedimento recomendado pela APHA.
Branco
Cianeto 0,01 µg.mL
–1
Destilado
Cianeto 0,01 µg.mL
–1
Introdução direta
Recuperação
(%)
0,834 --- 0,029
---
0,836 --- 0,023
---
0,836 --- 0,022
---
0,839 --- 0,022
---
0,837 --- 0,025
---
Média 0,836 --- 0,024
---
Desvio Padrão 0,002 --- 0,003
---
Desvio Padrão Relativo
0,24 --- 12,5
Com os valores observados nas tabelas 21 e 22, é possível verificar que o
rendimento que pode ser obtido na destilação de soluções de cianeto é bom para
soluções com concentrações acima de 0,02
µ
g.mL
–1
. O estudo também comprovou a
ineficiência de recuperar cianeto de soluções contendo concentrações entre 0,01 e 0,02
µg.mL
–1
. Deve ser levado em consideração os resultados da tabela 21 quando
comparados com os valores mostrados na tabela 12. Inicialmente quando se verifica os
valores de absorvância líquida na tabela 12 para soluções contendo 0,02 µg.mL
–1
, os
resultados medidos geram uma absorvância média aproximada de 0,08. Quando
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
61
comparamos com os valores da tabela 21, nota-se uma discrepância. Convém ressaltar
que nesse estudo, a solução encontrava-se concentrada, pois houve uma alíquota de
125 mL colocada no balão de destilação e recolheu-se o cianeto recuperado,
avolumando-o para 50 mL. Para que houvesse uma relação correta entre os valores
observados, levou-se em consideração o fator de diluição. Quando aplicou-se este fator
de diluição, observou-se que os resultados são muito semelhantes, o que reforçou a
eficiência do sistema.
0,08 x 125 = 0,2
50
Fator de diluição
5.6 ANÁLISE DE AMOSTRAS DE EFLUENTES DE REFINARIA DE PETRÓLEO
Com o sistema FIA em estudo otimizado e demonstrando resultados coerentes
com soluções padrão de cianeto, pode-se realizar uma nova etapa de estudo em
laboratório. Dessa vez utilizaram-se amostras de efluentes de refinaria de petróleo. As
amostras estavam identificadas por números de série diferenciados para caracterizar os
locais da coleta na refinaria (aqui não identificada). As amostras foram pré-tratadas por
destilação e o conteúdo de cianeto quantificado no sistema FIA. A tabela 23 mostra os
resultados obtidos. O teor de cianeto encontrado foi menor do que o limite de detecção
do método desenvolvido, para todas as amostras analisadas.
Tabela 23 – Resultados obtidos na destilação das amostras da Refinaria
Amostras da Refinaria
Concentração de Cianeto
(µg.mL
–1
)
Ba – 68324 a < 0,02
Ba – 68324 b < 0,02
Ba – 68324 c < 0,02
Ba – 68339 a < 0,02
Ba – 68339 b < 0,02
Ba – 68339 c < 0,02
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
62
Com o objetivo de se confirmar os resultados obtidos, foi realizada a adição de
analito a uma das amostras, em dois níveis de concentração (0,02 e 0,03 µg.mL
–1
)
quantidades de soluções padrão de cianeto foram adicionadas à destilação. As tabelas
24, 25 e 26 mostram os valores obtidos, levando-se a conclusão que os teores de
cianeto nas amostras analisadas se encontram menores que 0,02 µg.mL
–1
.
Tabela 24 – Estudo de recuperação de analito na amostra Ba – 68324 a após
adição de cianeto 0,02 µg.mL
–1
.
Absorvâncias
Branco
Solução de
cianeto
0,02 µg.mL
–1
Amostra contendo
cianeto
0,02 µg.mL
–1
0,861 0,185 0,177
0,803 0,217 0,205
0,789 0,224 0,212
0,789 0,227 0,216
0,789 0,224 0,212
Média
0,806 0,215 0,204
Desvio Padrão
0,031 0,016 0,014
0,02 - branco 0,215
0,02 dest - branco 0,204
Rendimento 95%
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
63
Tabela 25 – Estudo de recuperação de analito na amostra Ba – 68324 b
após adição de cianeto 0,02 µg.mL
–1
.
Absorvâncias
Branco
Solução de
cianeto
0,02 µg.mL
–1
Amostra contendo
cianeto
0,02 µg.mL
–1
0,845 0,225 0,219
0,849 0,229 0,223
0,837 0,222 0,218
0,839 0,231 0,221
0,854 0,226 0,217
Média 0,845 0,227 0,220
Desvio Padrão 0,006 0,003 0,002
0,02 - branco 0,227
0,02 dest - branco 0,220
Rendimento 97%
Tabela 26 – Estudo de recuperação de analito na amostra Ba – 68339 b
após adição de cianeto 0,03
µ
g.mL
–1
.
Absorvâncias
Branco
Solução de
cianeto
0,03 µg.mL
–1
Amostra contendo
cianeto
0,03 µg.mL
–1
0,859 0,289 0,293
0,894 0,296 0,290
0,902 0,292 0,276
0,790 0,295 0,294
0,902 0,288 0,286
Média 0,869 0,292 0,288
Desvio Padrão 0,048 0,003 0,007
0,03 - branco 0,292
0,03 dest - branco 0,288
Rendimento 99%
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
64
6 CONCLUSÕES
Os resultados alcançados comprovam a eficiência do método desenvolvido e
demonstram que foi possível analisar amostras de efluentes de uma refinaria com
sensibilidade melhor que a exigida pela legislação brasileira para concentrações
máximas permitidas de descarte de efluentes hídricos.
Também, foi possível constatar que o método proposto é eficiente para analisar
outras amostras aquosas que possam vir a conter baixas concentrações de cianeto de
acordo com a legislação, de 0,020 µg.mL
–1
CONAMA (2005), para águas de Classe I,
FEEMA, (1986), desde que estejam livres de interferentes.
Como conclusão desse trabalho, afirma-se que a metodologia estudada e
otimizada é eficiente e satisfatória. Isso porque quando os resultados obtidos
65
7 REFERÊNCIAS
BLANCO, M.; MASPOCH, S. Determination of cyanide by a highly sensitive indirect
spectrophotometric method. Talanta, v. 31, p. 85-87, 1984.
BO-XING, X.; TONG-MING, X.; YU-ZHI, F. Indirect determination of cyanide in water by
atomic-absorption spectrophotometry. Talanta, v.31, p. 141-143, 1984.
BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. CONAMA. Resolução nº 357, 2005. Dispõe
sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu
enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de
efluentes, e dá outras providências. Disponível em
<www.mma.gov.br/port/conama/res/res05/res35705.pdf>. Acesso em: 15 jul. 2004.
DOUDOROFF, P.; Stream Pollution: Some experiments on the toxicity of complex
cyanides to fish. Sewage and Industrial Wastes, v. 28, p. 1020-1040, 1956.
DROCHIOIU, G. Fast and highly selective determination of cyanide with 2,2-dihydroxy-
1,3-indanedione. Talanta, v. 56, p. 1163-1165, 2002.
DROCHIOIU, G.; MANGALAGIU, I.; AVRAM, E.; POPA, K.; DIRTU, A. C.; DRUTA, I.
Cyanide reaction with ninhidrin: elucidation of reaction and interference mechanisms.
Analytical Sciences, v. 20, p. 1443-1447, 2004.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
67
NÓBREGA, J.; CAPELATO, M. Flow injection amperometric determination of acid-
available cyanide: a study of sulfide and thyocianate interferences. Journal of
Chemical Society, v. 5, p. 91-95, 1994.
RIOS, A. M.; CASTRO, D. L. de; VALCÁRCEL, M. New approach to the simultaneous
determination of polluants in waste waters by flow injection analysis. Analyst, v. 109, p.
1487-1492, 1984.
RUZICKA, J. ;HANSEN, E. H. Principles. In: ______. Flow Injection Analysis. 2
nd
. New
York : John Wiley, 1988. 498 p. cap. 2, p. 15-21.
SINGH, B.M.; COLES, N; LEWIS, P.; BRAITHWAITE, R. A.; NATTRASS, M.;
FITZGERALD, M. G. The metabolic effects of fatal cyanide poisoning. Postgraduate
Medical Journal, v.65, p. 923-925, 1989.
STANDARD Methods for Examination of Water and Waste Waters, 15
th
.
Washington, DC: American Public Health Association, 1980. p. 312-328.
SUN, B.; NOLLER, B. Simultaneous determination of trace amounts of free cyanide and
thiocyanate by a stopped-flow spectrophotometric method. Pergamon, v.32, p. 3698-
3704, 1998.
SWEILE, J. Determination of cyanide and thiocyanate by a spectrophotometric flow-
injection method. Analytica Chimica Acta, v.220, p. 65-74, 1989.
TANAKA, A.; MASHIBA, K.; DEGUSHI, T. Simultaneous determination of cyanide and
thiocyanate by the pyridinebarbituric acid method after diffusion through a microporous
membrane. Analytica Chimica Acta, v. 214, p. 259-269, 1988.
VELASCO, A.; SILVA, M.; VALCÁRCEL, M. Kinetic spectrophotometric determination of
nanogram amounts of cyanide. Talanta, v. 38, p. 303-308, 1991.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
68
WROÑSKY, M. Preconcentration of cyanide from water by extraction with tributyltin
hydroxide. Talanta, v. 28, p. 255-256, 1981.
ZHU, Z.; FANG, Z. Spectrophotometric determination of total cyanide in waste waters in
a flow-injection system with gas-diffusion separation and preconcentration. Analytica
Chimica Acta, v. 198, p. 25-36, 1987.
PDF Creator - PDF4Free v2.0 http://www.pdf4free.com
Livros Grátis
( http://www.livrosgratis.com.br )
Milhares de Livros para Download:
Baixar livros de Administração
Baixar livros de Agronomia
Baixar livros de Arquitetura
Baixar livros de Artes
Baixar livros de Astronomia
Baixar livros de Biologia Geral
Baixar livros de Ciência da Computação
Baixar livros de Ciência da Informação
Baixar livros de Ciência Política
Baixar livros de Ciências da Saúde
Baixar livros de Comunicação
Baixar livros do Conselho Nacional de Educação - CNE
Baixar livros de Defesa civil
Baixar livros de Direito
Baixar livros de Direitos humanos
Baixar livros de Economia
Baixar livros de Economia Doméstica
Baixar livros de Educação
Baixar livros de Educação - Trânsito
Baixar livros de Educação Física
Baixar livros de Engenharia Aeroespacial
Baixar livros de Farmácia
Baixar livros de Filosofia
Baixar livros de Física
Baixar livros de Geociências
Baixar livros de Geografia
Baixar livros de História
Baixar livros de Línguas
Baixar livros de Literatura
Baixar livros de Literatura de Cordel
Baixar livros de Literatura Infantil
Baixar livros de Matemática
Baixar livros de Medicina
Baixar livros de Medicina Veterinária
Baixar livros de Meio Ambiente
Baixar livros de Meteorologia
Baixar Monografias e TCC
Baixar livros Multidisciplinar
Baixar livros de Música
Baixar livros de Psicologia
Baixar livros de Química
Baixar livros de Saúde Coletiva
Baixar livros de Serviço Social
Baixar livros de Sociologia
Baixar livros de Teologia
Baixar livros de Trabalho
Baixar livros de Turismo
