Métodos automáticos para a especiação de antimônio inorgânico em águas e determinação de antimônio total em sucos de uva por espectrometria de fluorescência atômica

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Lima, Eduardo Antonio de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Química
Programa de Pós-Graduação em Química
UFPB
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19678
Resumo: This research paper addresses the development of automatic methods for inorganic antimony speciation and total antimony determination. Unpublished coupling of the flow-batch system, hydride generation and atomic fluorescence spectrometry was named the FBA-HG-AFS method. The first methodology was developed for inorganic Sb speciation in aqueous samples. The method was optimized using a full factorial design and Box-Behnken matrix. The factors involved in the optimization were the carrier gas flow and the concentrations of hydrochloric acid (HCl) and sodium borohydride (NaBH4). The optimized experimental conditions allowed the determination of Sb between 100 and 2.000 ng L-1, where the detection and quantification limits were 6 and 20 ng L–1, respectively. The accuracy of the proposed method was confirmed by analysis of certified reference material (SRM 1643e) and recovery tests for Sb(III) and Sb(V) (90 - 114%). The method for water analysis showed sample throughput of 54 speciation per hour, accompanied by low consumption of samples and reagents as well as low waste generation. The proposed method was applied to three samples of mineral water, one tap water, one pond water and one sea water in the city of Maceió, Alagoas. The results of the analyzes showed that the concentrations ranged from 140 ± 20 to 430 ± 30 ng L-1 for Sb (III), from 210 ± 30 to 990 ± 90 ng L–1 for Sb (V) and from 350 ± 20 to 1.410 ± 90 ng L–1 for total Sb. The second method proposes the automatic direct determination of total Sb in grape juice samples using the FBA-HG-AFS system. The HCl was more suitable for the extraction of Sb, providing extraction in a time of 5,0 s. The optimization step was carried out employing a Box-Behnken matrix where the concentration of HCl, NaBH4 and argon flow were the factors studied. Under the optimized conditions, an analytical curve of 0,1 to 2,0 μg L–1 was constructed and presented detection and quantification limits of 0,02 and 0,066 μg L–1, respectively. The accuracy of the method was confirmed with recovery tests, which ranged from 88,8 ± 1,5 to 116,2 ± 1,2 % for total Sb. The method showed no significant difference at a level of 95% confidence compared to the reference procedure. The total antimony concentrations found ranged from 1,23 ± 0,05 to 4,58 ± 0,1 μg L–1 in samples of grape juices acquired in the city of Maceió, Alagoas, presenting lower relative standard deviation (RSD %) less that 3.7%. Finally, the system presented an analytical frequency of 87 h-1 and low residue generation.
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The factors involved in the optimization were the carrier gas flow and the concentrations of hydrochloric acid (HCl) and sodium borohydride (NaBH4). The optimized experimental conditions allowed the determination of Sb between 100 and 2.000 ng L-1, where the detection and quantification limits were 6 and 20 ng L–1, respectively. The accuracy of the proposed method was confirmed by analysis of certified reference material (SRM 1643e) and recovery tests for Sb(III) and Sb(V) (90 - 114%). The method for water analysis showed sample throughput of 54 speciation per hour, accompanied by low consumption of samples and reagents as well as low waste generation. The proposed method was applied to three samples of mineral water, one tap water, one pond water and one sea water in the city of Maceió, Alagoas. The results of the analyzes showed that the concentrations ranged from 140 ± 20 to 430 ± 30 ng L-1 for Sb (III), from 210 ± 30 to 990 ± 90 ng L–1 for Sb (V) and from 350 ± 20 to 1.410 ± 90 ng L–1 for total Sb. The second method proposes the automatic direct determination of total Sb in grape juice samples using the FBA-HG-AFS system. The HCl was more suitable for the extraction of Sb, providing extraction in a time of 5,0 s. The optimization step was carried out employing a Box-Behnken matrix where the concentration of HCl, NaBH4 and argon flow were the factors studied. Under the optimized conditions, an analytical curve of 0,1 to 2,0 μg L–1 was constructed and presented detection and quantification limits of 0,02 and 0,066 μg L–1, respectively. The accuracy of the method was confirmed with recovery tests, which ranged from 88,8 ± 1,5 to 116,2 ± 1,2 % for total Sb. The method showed no significant difference at a level of 95% confidence compared to the reference procedure. The total antimony concentrations found ranged from 1,23 ± 0,05 to 4,58 ± 0,1 μg L–1 in samples of grape juices acquired in the city of Maceió, Alagoas, presenting lower relative standard deviation (RSD %) less that 3.7%. Finally, the system presented an analytical frequency of 87 h-1 and low residue generation.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO presente trabalho de pesquisa aborda o desenvolvimento de métodos automáticos para a especiação de antimônio inorgânico e determinação de antimônio total. O acoplamento inédito do sistema em fluxo batelada, geração de hidretos e a espectrometria de fluorescência atômica foi denominado método FBA-HG-AFS. A primeira metodologia foi desenvolvida para a especiação de Sb inorgânico em amostras aquosas. O método foi otimizado utilizando um planejamento fatorial completo e uma matriz Box-Behnken. Os fatores envolvidos na otimização foram o fluxo do gás de arraste e as concentrações de ácido clorídrico (HCl) e borohidreto de sódio (NaBH4). As condições experimentais otimizadas permitiram a determinação de Sb entre 100 a 2.000 ng L-1, em que os limites de detecção (LOD) e quantificação foram (LOQ) de 6 e 20 ng L-1, respectivamente. A exatidão do método proposto foi confirmada pela análise do material de referência certificado (SRM 1643e) e testes de recuperação para Sb(III) e Sb(V) (90 - 114%). O método para análise de água apresentou frequência analítica de 54 especiações por hora, acompanhado de baixo consumo de amostras e reagentes, bem como baixa geração de resíduos. O método proposto foi aplicado em três amostras de água mineral, uma de água de torneira, uma de água de lagoa e uma água do mar na cidade de Maceió, Alagoas. Os resultados das análises mostraram que as concentrações variaram de 140 ± 20 a 430 ± 30 ng L–1 para Sb(III), de 210 ± 30 a 990 ± 90 ng L–1 para Sb(V) e de 350 ± 20 a 1.410 ± 90 ng L–1 para Sb total. O segundo método propõe a determinação direta automática de Sb total em amostras de suco de uva utilizando o sistema FBA-HG-AFS. O HCl foi mais adequado para a extração do Sb, proporcionando extrações em um tempo de 5,0 s. A etapa de otimização foi realizada empregando uma matriz Box-Behnken onde as concentrações de HCl, NaBH4 e vazão de argônio foram os fatores estudados. Com as condições otimizadas, uma curva analitíca de 0,1 a 2,0 μg L–1 foi construída e apresentou LOD e LOQ de 0,02 e 0,066 μg L–1, respectivamente. A precisão do método foi confirmada com testes de recuperação, que variaram de 88,8 ± 1,5 até 116,2 ± 1,2 % para Sb total. O método não apresentou diferença significativa a um nível de 95 % de confiança quando comparado ao procedimento de referência. As concentrações de antimônio total encontradas variaram de 1,23 ± 0,05 a 4,58 ± 0,1 μg L–1 em amostras de sucos de uvas adquiridas na cidade de Maceió, Alagoas, apresentando desvio padrão relativo (DPR %) menor que 3,7 %. Por fim, o sistema apresentou uma frequência analítica de 87 h-1 e baixa geração de resíduos.Universidade Federal da ParaíbaBrasilQuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUFPBAlmeida, Luciano Farias dehttp://lattes.cnpq.br/9741649526799543Lima, Eduardo Antonio de2021-03-05T18:47:21Z2020-02-122021-03-05T18:47:21Z2019-08-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19678porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-07-02T23:28:14Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/19678Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-07-02T23:28:14Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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description This research paper addresses the development of automatic methods for inorganic antimony speciation and total antimony determination. Unpublished coupling of the flow-batch system, hydride generation and atomic fluorescence spectrometry was named the FBA-HG-AFS method. The first methodology was developed for inorganic Sb speciation in aqueous samples. The method was optimized using a full factorial design and Box-Behnken matrix. The factors involved in the optimization were the carrier gas flow and the concentrations of hydrochloric acid (HCl) and sodium borohydride (NaBH4). The optimized experimental conditions allowed the determination of Sb between 100 and 2.000 ng L-1, where the detection and quantification limits were 6 and 20 ng L–1, respectively. The accuracy of the proposed method was confirmed by analysis of certified reference material (SRM 1643e) and recovery tests for Sb(III) and Sb(V) (90 - 114%). The method for water analysis showed sample throughput of 54 speciation per hour, accompanied by low consumption of samples and reagents as well as low waste generation. The proposed method was applied to three samples of mineral water, one tap water, one pond water and one sea water in the city of Maceió, Alagoas. The results of the analyzes showed that the concentrations ranged from 140 ± 20 to 430 ± 30 ng L-1 for Sb (III), from 210 ± 30 to 990 ± 90 ng L–1 for Sb (V) and from 350 ± 20 to 1.410 ± 90 ng L–1 for total Sb. The second method proposes the automatic direct determination of total Sb in grape juice samples using the FBA-HG-AFS system. The HCl was more suitable for the extraction of Sb, providing extraction in a time of 5,0 s. The optimization step was carried out employing a Box-Behnken matrix where the concentration of HCl, NaBH4 and argon flow were the factors studied. Under the optimized conditions, an analytical curve of 0,1 to 2,0 μg L–1 was constructed and presented detection and quantification limits of 0,02 and 0,066 μg L–1, respectively. The accuracy of the method was confirmed with recovery tests, which ranged from 88,8 ± 1,5 to 116,2 ± 1,2 % for total Sb. The method showed no significant difference at a level of 95% confidence compared to the reference procedure. The total antimony concentrations found ranged from 1,23 ± 0,05 to 4,58 ± 0,1 μg L–1 in samples of grape juices acquired in the city of Maceió, Alagoas, presenting lower relative standard deviation (RSD %) less that 3.7%. Finally, the system presented an analytical frequency of 87 h-1 and low residue generation.
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