Aplicaçao Da Extraçao em Ponto Nuvem para Determinaçao de Cádmio e Níquel em Agua Através de Complexos Ditiocarbamatos
Aplicaçao Da Extraçao em Ponto Nuvem para Determinaçao de Cádmio e Níquel em Agua Através de Complexos Ditiocarbamatos
Aplicaçao Da Extraçao em Ponto Nuvem para Determinaçao de Cádmio e Níquel em Agua Através de Complexos Ditiocarbamatos
Resumo
O presente artigo relata o desenvolvimento de um método analítico para quantificação dos
íons metálicos Cd e Ni utilizando pré-concentração em ponto nuvem. A extração em ponto
nuvem (EPN) provou ser um método eficiente, barato e seguro para pré-concentração de
metais traço em matrizes aquosas. Cádmio e níquel foram extraídos simultaneamente usando
complexos de ditiocarbamato, em meio ácido, e quantitativamente extraído com o auxilio do
surfactante Triton X-114 e determinado por espectrofotometria de absorção atômica de
chama (EAA). Em condições ideais, os limites de quantificação (LQ) foram 4,92 µg L-1 e 17,4 µg
L-1 para Cd e Ni, respectivamente. O método foi aplicado para a quantificação de cádmio e
níquel na amostra de água, com resultados satisfatórios quanto aos níveis de recuperação.
Palavras-chave: Extração ponto nuvem; Metais Traços; Complexos de ditiocarbamato.
* Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará, Campus Maracanaú, CEP
61939-140, Maracanaú-CE, Brasil.
brunocesar@ifce.edu.br
DOI: 10.21577/1984-6835.20180008
Rev. Virtual Quim. |Vol 10| |No. 1| |73-85| 73
Volume 10, Número 1 Janeiro-Fevereiro 2018
1. Introdução
2. Metodologia
2.1. Reagentes
2.2. Instrumentação
2.3. Extração em Ponto Nuvem
2.4. Figuras Analíticas de mérito
3. Resultados e Discussão
3.1. Efeito do pH
3.2. Efeito da Concentração de PDCA
3.3. Efeito da Concentração do Triton X-114
3.4. Figuras Analíticas de Mérito
3.5. Avaliação de Desempenho do Método
4. Conclusões
encontrados destes metais (µg L-1), torna-se análise e demandam grandes volumes de
imprescindível o desenvolvimento de solventes de alta pureza. Além disso, a
metodologias analíticas que possibilitem sua disposição final do solvente utilizado implica
determinação, constituindo um dos maiores em uma preocupação do ponto de vista
desafios para a química analítica. ambiental.14
O cádmium (Cd) é conhecido por causar Nesse contexto, a extração em ponto
sérios danos a diversos órgãos, como os rins, nuvem (EPN) é uma opção mais interessante
fígado e pulmões. O níquel (Ni) é um e eficiente do que a redução do uso e
componente metálico presente na enzima exposição de solventes, custos de disposição
urease e, como tal, é considerado essencial e tempo de extração.3 EPN é baseada no
para as plantas e alguns animais domésticos. comportamento de fases de surfactantes
Uma maior atenção tem sido dada à zwitteriônicos em solução aquosa, os quais
toxicidade do Ni em baixas concentrações, exibem separação de fase após aumento de
devido ao fato de que ele pode causar temperatura ou adição de agente quelante.15
algumas reações alérgicas e que alguns de
Os principais fatores que influenciam na
seus composos podem ser carcinogênicos.3
execução da EPN incluem a concentração do
Considerando a necessidade da surfactante, temperatura e pH, sendo este
quantificação de metais em níveis de partes último um fator crítico para formação e
por milhão a partes por bilhão, e em alguns estabilidade do complexo metálico. Uma vez
casos concentrações ainda menores, as que a concentração micelar crítica do
técnicas analíticas mais indicadas são a surfactante seja alcançada em condição
espectrometria de massa com plasma térmica adequada, a fase contendo o analito
indutivamente acoplado (ICP-MS),4 assim extraído, denominada fase rica, pode ser
como a espectrometria de emissão óptica separada da fase aquosa, denominada fase
com plasma indutivamente acoplado (ICP- pobre, sob centrifugação e resfriamento. Este
OES).5 Entretanto, ambas as metodologias processo de separação de fases é efetivo na
apresentam elevado custo de instalação e extração de quelatos metálicos da fase
manutenção, gerando certa limitação do aquosa. Técnicas de pré-concentração
ponto de vista prático.6 Contrariamente, a baseadas em EPN têm sido extensivamente
espectrometria de absorção atômica em aplicadas na extração de íons metálicos.16 O
chama (EAA) se mostra como um método emprego da EPN apresenta diversas
bastante difundido, sendo de fácil operação e vantagens, como excelentes fatores de
de elevada versatilidade,7 sendo aplicável em enriquecimento, baixo custo, alta segurança
amostras previamente submetidas a e simplicidade, além de não demandar
processos de pré-concentração. grandes volumes de solventes orgânicos que
são geralmente tóxicos.17
Diversas técnicas de pré-concentração
têm sido desenvolvidas, tais como extração Tendo em conta estas vantagens, a
líquido-líquido,8 coprecipitação,9 combinação da extração em ponto de nuvem
microextração, extração em fase sólida11 e
10
com a absorção atômica em chama tem sido
extração em ponto nuvem.12 aplicada para determinar vários íons
metálicos em amostras ambientais.18
Dentre estas técnicas, a metodologia
Portanto, o presente trabalho consistiu em
padrão estabelecida para determinação de
introduzir uma nova metodologia analítica
metais-traço em água envolve extração
que reduz o consumo de solvente, tempo de
líquido-líquido, sendo realizada através da
análise, quantidade de reagentes e abre um
complexação prévia do metal com o agente
novo horizonte para a determinação de
quelante pirrolidina-ditiocarbamato, o qual é
metais a nível traço encontrados em
posteriormente extraído com metil-
amostras aquosas. A extração em ponto
isobutilcetona.13 Este método de extração e
nuvem foi executada com o uso do
separação consome um longo tempo de
surfactante Triton X-114 e do agente
0,6 Cd
Ni
0,5
0,4
Area Transiente
0,3
0,2
0,1
0,0
1 2 3 4 5 6 7
pH
0,9
Cd
0,8 Ni
0,7
0,6
Area transiente
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
2 4 6 8 10 12 14 16 18
-3
Concentraçao de APDC x 10 (mol/L)
De acordo com Roshdi et al.,23 o processo (m/v) variando de 0,5 a 3,5 mL,
de extração em ponto nuvem deve ser hábil correspondendo a concentrações de 0,05% a
para maximizar a eficiência de extração 0,35% (m/v), respectivamente. Conforme
através da redução da razão de volume de observado na Figura 5, a adição de 1,5 mL da
fases (Vfase rica-surfactante / Vfase aquosa), e então solução surfactante acarretou no máximo de
aumentar o fator de pré-concentração. intensidade de sinal para ambos os íons
Estudos efetuados por Sun e Wu24 revelaram metálicos, sendo esta dosagem equivalente a
que o surfactante Triton X-114 apresenta uma concentração de 0,15% (m/v). Estudos
baixa temperatura de ponto nuvem (22–25 realizados por Li et al.26 utilizando o agente
ºC), além da sua elevada densidade na fase quelante dietilditiocarbamato (DDTC) e o
rica que facilita a separação das fases por surfactante Triton X-114 na extração de Se e
centrifugação.25 Tais características Sb, demonstraram que uma maior
corroboram para a escolha desse surfactante concentração do surfactante proporcionou
nos métodos de extração em ponto nuvem. uma diminuição na intensidade do sinal para
os mesmos metais. Este fato se deve,
provavelmente, ao aumento da fase rica
3.3. Efeito da concentração do Triton X- quando maiores concentrações de Triton X-
114 114 são adotadas, resultando em uma
diluição dos analitos extraídos. Desta forma,
o volume de 1,5 mL da solução de Triton X-
O efeito da concentração de surfactante 114 5% m/v foi adotado como ideal para
na extração de Cd e Ni foi avaliado a partir de desenvolvimento do método.
dosagens de solução de Triton X-114 5%
0,8
Cd
0,7 Ni
0,6
Area Transiente
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35
Concentraçao de triton X-114 (% m/v)
Figura de mérito Cd Ni
-1
Faixa Linear (µg L ) 1–100 1–100
Equação de regressãoa At = 12,666·C + 0,0033 At = 0,20577·C - 0,002
Coeficiente de correlação (R2) 0,999 0,998
Volume de amostra (mL) 200 200
Fator de Enriquecimento 72 63
Índice de Consumo (mL) 2,78 3,17
Precisão (DPR, %)b 0,94 1,90
Limite de detecção (µg L-1)c 1,47 5,21
-1 c
Limite de quantificação (µg L ) 4,92 17,38
*condições otimizadas: pH 4,0; [PDCA] = 7,1 x 10-3 mol L-1; [Triton X-114] = 0,15% (m/v).
a
At – área transiente; C – concentração (µg L-1)
b
análise de 7 amostras em replicata de 100 µg L-1 de cada analito.
c
análise de 11 amostras em replicata do branco.
sensibilidade, além do fato do uso de Some Metal Ions by Flame- AAS after Their
reagentes ambientalmente menos agressivos Preconcentration Using Sodium Dodecyl
que os solventes tipicamente empregados Sulfate Coated Alumina Modified with 2-
nos métodos de extração convencionais. A hydroxy-(3- ((1-H-indol 3-yle)phenyl) methyl)
técnica ainda desperta o interesse devido aos 1-H-indol (2-HIYPMI). Food and Chemical
baixos custos inerentes aos reagentes e ao Toxicology 2011, 49, 1229. [CrossRef]
instrumento (EAA), o qual está disponível em [PubMed]
diversos laboratórios. Os resultados obtidos 7
Gonzales, A. P. S, Firmino, M. A, Nomura,
na validação do método permitem a sua
C.S, Rocha, F. R. P.; Oliveira, P. V.; Gaubeur, I.
aplicação na rotina laboratorial.
Peat as a natural solid-phase for copper
preconcentration and determination in a
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