Determinação de espécies de arsênio por LC-ICP-MS

The development of a method for As speciation in aqueous by-product of pyrolysis process of foliate bituminous is described in the present work. Arsenic species are separated by liquid chromatography (LC) coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). An anion exchange column was...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2006
Main Author: Duarte, Fábio Andrei lattes
Orientador/a: Dressler, Valderi Luiz lattes
Banca: Carvalho, Maria de Fátima Batista de lattes, Zanella, Renato lattes
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Santa Maria
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Department: Química
Assuntos em Português:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufsm.br/handle/1/10650
Citação:DUARTE, Fábio Andrei. Determinação de espécies de arsênio por LC-ICP-MS. 2006. 109 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2006.
Resumo Português:Neste trabalho foi proposto o desenvolvimento de um método para a análise de especiação de As solúvel em subproduto aquoso do processo de pirólise do folhelho betuminoso, envolvendo a separação e determinação das espécies de As por cromatografia a líquido acoplada à espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (LC-ICPMS). A separação das espécies de As foi feita em uma coluna de troca aniônica. A amostra foi centrifugada a 10000 rpm por 10 min para separação do material particulado. O sobrenadante foi filtrado a 0,45 mm e armazenado sob refrigeração a 4 ºC até a análise. No momento da injeção no cromatógrafo, a amostra foi filtrada a 0,2 mm por um filtro acoplado na seringa. Foi verificado que a melhor condição de análise é quando a amostra é diluída 10 vezes (com a amostra concentrada foi verificado efeito de memória no sistema). Para a separação das espécies de As foi utilizada uma coluna de troca aniônica Dionex IonPacÒ AS14 (250 mm x 4 mm d.i., 9 mm de tamanho de partícula) e uma colunaguarda Dionex IonPacÒ AG14 (50 mm x 4 mm d.i., 9 mm de tamanho de partícula). Para a separação adequada das espécies de arsênio foi utilizado carbonato de amônio [(NH4)2CO3] como fase móvel, com o seguinte programa de eluição no modo isocrático: 10 min a 0,0015 mol l-1 de (NH4)2CO3; 10 min a 0,012 mol l-1 de (NH4)2CO3; 10 min a 0,02 mol l-1 de (NH4)2CO3. Para a obtenção das curvas de calibração, foram empregadas soluções mistas contendo as espécies arsenobetaína (AsB), arsenito (As(III)), ácido dimetilarsônico (DMA), ácido p-arsanílico (p-ASA) e arsenato (As(V)), as quais são eluídas nesta ordem. Utilizando essas condições, foi possível separar 13 espécies de arsênio na amostra, porém, apenas 3 espécies (As(III), DMA e As(V)) foram quantificadas. A concentração de As(III), DMA e As(V) determinada em uma amostra do efluente investigado foi de 4,5; 6,9 e 808 mg l-1, respectivamente. Tendo-se em vista que não havia material de referência certificado (CRM) disponível, o método foi validado através da recuperação dos analitos adicionados na amostra, sendo que as recuperações ficaram entre 93 e 107%. A precisão do método também é boa, sendo o desvio padrão relativo (RSD) geralmente inferior a 6%. Os limites de detecção (LD) do método para AsB, As(III), DMA, p-ASA e As(V) foram de 5, 4, 19, 11 e 57 ng l-1, respectivamente. Portanto, o método proposto é adequado para a análise de especiação de As, para as espécies investigadas, em subproduto aquoso do processo de pirólise do folhelho betuminoso, apresentando boa exatidão e robustez, apesar da complexidade da matriz da amostra.
Resumo inglês:The development of a method for As speciation in aqueous by-product of pyrolysis process of foliate bituminous is described in the present work. Arsenic species are separated by liquid chromatography (LC) coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). An anion exchange column was used to separated the As species. The analyzed liquid samples were centrifuged at 10000 rpm for 10 min, the supernatant filtered through a 0.45 mm pore size filter and then kept at 4 ºC until analysis. Before being inject in the chromatograph, the supernatant was filtered once more through a 0.2 mm pore size filter coupled to the syringe. In order to avoid memory effects, the supernatant was ten-fold diluted before filtration in the syringe. The separation column was of anion exchange type Dionex IonPac® AS14 (250mm x 4mm i.d., 9 mm particle size). A Dionex IonPac® AG14 (50mm x 4mm i.d., 9 mm particle size) was used as guard column. Ammonium carbonate ((NH4)2CO3) solution was used as mobile phase, according to the following program: 10 min, 0.0015 mol l-1 (NH4)2CO3; 10 min, 0.012 mol l-1 (NH4)2CO3 and 10 min, 0.02 mol l-1 (NH4)2CO3. Calibration curves of arsenobetaine (AsB), arsenite (As(III)), dimethylarsinic acid (DMA), p-arsanilic acid (p-ASA) and arsenate (As(V)) were obtained from serial dilution of standards and subsequent mixing. The retention time increased from AsB, As(III), DMA, p-ASA to As(V). Although 13 As species were separated and detected, quantification of only 3 species (As(III), DMA and As(V)) was possible. The concentrations found were 4.5, 6.9 and 808 mg l-1 of As(III), DMA and As(V), respectively. The method was validated by recovery tests, being the recoveries within 93 and 107%. The limits of detection (LODs) of AsB, As(III), DMA, p-ASA and As(V) were, 5, 4, 19, 11, 57 ng l-1, respectively, while the relative standard deviation (RSD) was typically bellow 6%.