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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.46.2018.tde-31102018-145925
Documento
Autor
Nome completo
Tatiana Valéria Furquim
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Oliveira, Pedro Vitoriano de (Presidente)
Carvalho, Gabriel Gustinelli Arantes de
Nogueira, Ana Rita de Araujo
Título em português
Estudo de métodos para determinações de As, Cd, Cr, Hg e Pb em fertilizantes minerais por MIP OES
Palavras-chave em português
Fertilizante mineral
Geração química de hidreto e vapor
MIP OES
Resumo em português
O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de métodos para determinações simultâneas de As e Hg por geração de hidreto e vapor frio e determinações simultâneas de Cd, Cr e Pb por nebulização direta da solução de digeridos dos fertilizantes minerais por espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por micro-ondas (MIP OES). Durante o desenvolvimento dos métodos foram empregadas amostras de fertilizantes minerais de programas interlaboratoriais e também Material de Referência Certificado de fertilizante inorgânico (SRM® 695 do NIST). Foram realizadas otimizações nas condições de operação do MIP OES para se obter as melhores condições para determinações dos analitos de interesse. O método por geração química de vapor de As e Hg foi desenvolvido sem a etapa de pré-redução do arsênio, sendo possível a determinação simultânea do As e Hg. A não necessidade da etapa de pré-redução foi constatada em estudos com soluçõespadrão de 20 mg L-1 As(III), 20 mg L-1 As(V) e mistura das duas espécies nas mesmas concentrações 10 mg L-1 As(III) + 10 mg L-1 As(V), na ausência e presença de diferentes concentrações de iodeto de potássio (0 a 1% m v-1). Os resultados obtidos demonstraram que não houve influência significativa com o uso do iodeto de potássio, podendo ser eliminada a etapa de pré-redução sem comprometer os resultados. Também foram avaliadas as respostas analíticas obtidas em diferentes concentrações da solução redutora (NaBH4) para que fosse escolhida a melhor condição de formação de hidreto de arsênio e vapor de mercúrio. Os resultados mostraram que a concentração de 0,5% (m v-1) de NaBH4 em meio de 0,25% (m v-1) de NaOH foi a que apresentou melhor exatidão. Foram também avaliados os efeitos de matriz na geração química de vapor, com amostra de fertilizante mineral contendo Zn a 10% (m v-1), Cu a 5% (m v-1) e Mn a 9,8% (m v-1), e os resultados obtidos demonstraram que nas condições adotadas, os elementos presentes na amostra não causaram interferências. Com a mesma amostra de fertilizante, também foram realizados testes de efeito de matriz para aplicação do método de determinações de Cd, Cr e Pb, e para estes analitos também foram observados resultados livres de interferências significativas devido à presença de elevada concentração de outros elementos. Os métodos desenvolvidos foram validados de acordo com o Manual de Garantia da Qualidade (MAPA), apresentando boa linearidade para a faixa de trabalho empregada, apresentando r>0,99 e o gráfico de resíduos mostrou um padrão bastante aleatório, ou seja, o modelo linear fornece um ajuste decente aos dados, boa seletividade, não sofrendo interferência da matriz, boa repetibilidade e precisão intermediária, apresentando CV(%) menor que o desvio padrão relativo calculado pela equação de Horwitz e obedecendo aos testes de hipóteses (ANOVA), boa exatidão, com erros relativos entre -1 e -12%, ou seja, menor que 20%, que é o critério de aceitabilidade estabelecido. Os métodos desenvolvidos são comparáveis aos oficiais
Título em inglês
Evaluation of methods for As, Cd, Cr, Hg and Pb determination in mineral fertilizers by MIP OES
Palavras-chave em inglês
Chemical generation of hydride and vapor
Mineral fertilizer
MIP OES
Resumo em inglês
The objective of this work was the development of methods for simultaneous determinations of As and Hg by hydride and vapor generation and simultaneous determinations of Cd, Cr and Pb by direct nebulization of the solution in mineral fertilizers by microwave induced plasma - OES. During development mineral fertilizers samples from the interlaboratory program and also reference material of inorganic fertilizer (SRM® 695 - NIST) were used. Optimizations were made in the operation conditions of the MIP OES to obtain better conditions of the interest analytes determination. The method by chemical vapor generation was also optimized, and the arsenic pre-reduction step was taken, so that simultaneous determination of As and Hg was possible, the test evaluated the observed result in standard solutions of As(III), As(V) and a standard solution containing the two species in the same concentration, in the presence of different concentrations of potassium iodide and also in its absence. The results showed that there wasnt significant influence with the usage of potassium iodide, and the pre-reduction stage could be eliminated without impairing the results. The analytical responses obtained at different concentrations of the reducing solution (NaBH4) were also evaluated in order to obtain the best hydride and vapor formation conditions. The chosen concentration was 0.5% (m v-1) of NaBH4 in 0.25% (m v-1) NaOH. A matrix effect test with mineral fertilizer sample containing 10% Zn (m v-1), Cu at 5% (m v-1) and Mn at 9.8% (m v-1) was carried out to evaluate the effect of these elements on the reaction of chemical vapor generation, and the results showed that in the adopted conditions, the elements present in the sample didnt cause significant interferences. Matrix effect tests were also performed for the Cd, Cr and Pb determinations, and for these analytes, significant interferences werent observed due to the presence of high concentrations of Mn, Zn and Cu. The methods developed were validated according to the Manual of Quality Assurance (MAPA), presenting good linearity for the working range employed, presenting r> 0.99 and the residual plot showed a fairly random pattern, the linear model provides a decent fit to the data, good repeatability and intermediate precision, presenting lower RSD than the RSD calculated by the Horwitz equation and obeying the hypothesis tests (ANOVA), good accuracy, with relative errors between -1 and - 12%, that is, less than 20%, according to the acceptability established criterion. The methods developed are comparable to the official ones.
 
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Data de Publicação
2018-11-21
 
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