60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

As técnicas voltamétricas de redissolução possibilitam o desenvolvimento de métodos analíticos de alta eficiência para a determinação de traços e ultra-traços tanto de espécies orgânicas quanto inorgânicas em diferentes tipos de amostras. Nas determinações de baixas concentrações de metais, a matéria orgânica usualmente interfere, diminuindo a sensibilidade e a seletividade do método. A digestão de matéria orgânica é usualmente efetuada em recipientes fechados através de aquecimento convencional ou assistidos por microondas, após adição de ácidos oxidantes concentrados. Uma desvantagem deste tipo de procedimento é o risco de contaminação das amostras devido a impurezas introduzidas pelo ácido. Mesmo considerando o uso de um ácido de elevado grau de pureza, a alta concentração deste eletrólito aumenta o sinal da corrente residual, sacrificando a sensibilidade da metodologia analítica. Neste trabalho apresenta-se uma avaliação do uso de processos de radiação ultra-violeta e de ultra-som na digestão e extração de Cu(II) da matéria orgânica para a determinação de baixas concentrações do metal em amostras de águas de chuva.

METODOLOGIA:

As amostras de água de chuva, obtidas com coletor do tipo "wet only", foram filtradas e armazenadas em frascos de PEAD mantidos a temperatura de -80ºC até o momento de análise. Instantes antes das determinações analíticas, a amostra foi descongelada em banho termostático a 35ºC e submetida ao tratamento de extração do metal com radiação UV ou banho de ulltra-som. Na digestão das amostras com radiação UV utilizou-se um fotodigestor simples e robusto, desenvolvido no laboratório dos autores deste trabalho, que emprega como fonte de radiação UV uma lâmpada de vapor de mercúrio de 250 W de alta pressão, usada originalmente em iluminação pública. As extrações de Cu(II) das amostras de água de chuva foram realizadas em banho de ultra-som, US Cole-Parmer modelo 8891 com freqüência de operação de 42 KHz. As determinações analíticas de Cu(II) foram feitas com voltametria de redissolução anódica sobre eletrodo de gota de Hg empregando tempo de pré-concentração de 180 s seguida de varredura por pulso diferencial de 10 mV/s no intervalo de -0,5 V a + 0,15 V vs Ag/AgCl. A quantificação de Cu(II) foi realizada através do método de adição padrão.

RESULTADOS:

A eficiência do fotodigestor na decomposição de matéria orgânica, MO foi avaliada através da exposição de uma solução de acetato de sódio 50 uM à radiação UV durante 30 minutos sob temperatura de 70ºC. Observou-se decomposição da MO superior a 97%. A comparação dos processos de digestão por UV e por US foi realizada com três amostras empregando as condições otimizadas em cada processo, isto é, 60 minutos sob radiação UV e 30 minutos em banho de US. Os resultados demonstram um desempenho favorável do processo de US em relação à digestão por UV no processo de abertura de amostras de águas de chuva. Observou-se que a concentração de Cu(II) foi maior nas amostras submetidas a 30 minutos em banho de US em relação à exposição com UV por 60 minutos. Os resultados indicaram, igualmente, uma predominância do cobre dissolvido nas águas de chuva na forma lábil (metal livre ou na forma de complexos orgânicos fracos, dissociados em meio de HNO₃ 10 mmol L^-1). Uma vantagem adicional do processo de abertura da amostra por US é a possibilidade do tratamento simultâneo de um número maior de amostras em relação ao tratamento com radiação UV. As concentrações de cobre nas amostras de águas de chuva coletadas no centro de Sâo Paulo variaram entre 9,20 e 240 nmol/L (n=7).

CONCLUSÕES:

Apesar de prático, robusto e de baixo custo de manutenção, o método de abertura de amostra por radiação UV demonstrou ser menos eficiente em relação ao método de extração por banhos de ultra-som. O método de sonicação é mais rápido e eficiente e a instrumentação tem baixo custo tanto na aquisição quanto em sua manutenção. Tal procedimento também permite que várias amostras, aproximadamente vinte, sejam processadas simultaneamente a temperatura ambiente e pressão atmosférica. O uso de agentes oxidantes, tais como peróxido de hidrogênio melhora a eficiência na degradação da matéria orgânica, mas introduz interferência na detecção voltamétrica em potenciais negativos acima de -0,8 V. Uma alternativa não explorada neste trabalho é a combinação da degradação da amostra com US em presença de peróxido de hidrogênio seguida da decomposição de tal agente oxidante residual através da exposição deste a radiação UV.

Instituição de fomento: PIBIC Mackenzie/MackPesquisa

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: voltametria de redissolução anódica, águas de chuva, determinação de cobre

E-mail para contato: alexandre.baccaro@gmail.com