Especiação química de arsênio em amostras de arroz empregando extração por fase sólida in-situ e determinação por FI-HG AAS
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Universidade Federal de Uberlândia
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Programa de Pós-graduação em Química
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Resumo: | Nesta tese é proposto um novo método de especiação química de arsênio em amostras de arroz, por meio da extração em fase sólida baseada em sal de amônio quaternário e in-situ (ISQAS-SPE). Apesar do grande número de publicações sobre especiação de arsênio empregando técnicas cromatográficas, este método visa contribuir para o estado da arte da especiação não-cromatográfica, que ainda é pouco explorada. Espécies de arsênio inorgânico após serem extraídas e pré-concentradas, foram determinadas na forma de As(III) por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos em um sistema de análise por injeção em fluxo com zonas coalescentes por multicomutação (FI-HG AAS). A espécie As(III) complexa seletivamente com agente APDC em pH 1,0 e extraído pelas micropartículas da fase sólida formada. O brometo de tetra-n-butilamônio (TBAB) foi empregado como Agente Transferidor de Fase e o ânion ClO4- como Agente Pareador Iônico, formando o perclorato de tetra-n-butilamônio como fase sólida extratora. Ensaios de caracterização revelaram partículas com dimensionamento micrométrico, sem uma fase definida e de alta área superficial. A extração do complexo As(PDC)3 ocorre por mecanismos de adsorção e interações hidrofóbicas. O procedimento ISQAS-SPE foi otimizado através de planejamentos fatoriais e metodologia de superfície de resposta empregando Planejamento Fatorial Composto com Ponto Central (CCD). Sob as condições ótimas de extração, as variáveis que influenciam no sistema de determinação FI-HG AAS foram otimizadas de forma univariada, do qual pode-se obter 88% de eficiência na recuperação de As(III). A determinação de arsênio inorgânico total foi possível mediante etapa de pré-redução com cloridrato de hidroxilamina 0,5% (m/v), da qual a concentração da espécie As(V) pode ser determinada por diferença. Estudos de interferência de concomitantes apontaram interferência significativa dos íons metálicos Cd(II) e Mn(II), característicos de interferência em fase líquida, dos quais podem ser minimizados pela adição do agente mascarante EDTA. Não foram observadas interferências significativas das espécies metiladas MMA e DMA. Verificou-se que é possível determinar seletivamente a espécie DMA na ausência de MMA a partir da solução sobrenadante por HG AAS empregando tampão acetato pH 5,0 e 0,4% (m/v) de NaBH4. O método apresenta potencialidade para determinação de baixas concentrações de arsênio, com fator de pré-concentração 17. Os limites de detecção e quantificação obtidos foram respectivamente de 0,040 e 0,12 µg L-1 para As total; e 0,46 e 1,5 µg L-1 para DMA, com precisão de 5,5% para As(III) 10,0 µg L-1. O método foi aplicado em material de referência certificado IRMM-804 Rice Flour obtendo 92% de exatidão. O método é simples e se mostra aplicável no monitoramento de arsênio em amostras de arroz dentro dos valores normatizados pelas legislações vigentes. |
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2018-11-05T19:05:55Z2018-11-05T19:05:55Z2018-08-30COSTA, Bruno Elias dos Santos. Especiação química de arsênio em amostras de arroz empregando extração por fase sólida in-situ e determinação por FI-HG AAS - Uberlândia. 2018. 157 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.811.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/22748http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.811Nesta tese é proposto um novo método de especiação química de arsênio em amostras de arroz, por meio da extração em fase sólida baseada em sal de amônio quaternário e in-situ (ISQAS-SPE). Apesar do grande número de publicações sobre especiação de arsênio empregando técnicas cromatográficas, este método visa contribuir para o estado da arte da especiação não-cromatográfica, que ainda é pouco explorada. Espécies de arsênio inorgânico após serem extraídas e pré-concentradas, foram determinadas na forma de As(III) por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos em um sistema de análise por injeção em fluxo com zonas coalescentes por multicomutação (FI-HG AAS). A espécie As(III) complexa seletivamente com agente APDC em pH 1,0 e extraído pelas micropartículas da fase sólida formada. O brometo de tetra-n-butilamônio (TBAB) foi empregado como Agente Transferidor de Fase e o ânion ClO4- como Agente Pareador Iônico, formando o perclorato de tetra-n-butilamônio como fase sólida extratora. Ensaios de caracterização revelaram partículas com dimensionamento micrométrico, sem uma fase definida e de alta área superficial. A extração do complexo As(PDC)3 ocorre por mecanismos de adsorção e interações hidrofóbicas. O procedimento ISQAS-SPE foi otimizado através de planejamentos fatoriais e metodologia de superfície de resposta empregando Planejamento Fatorial Composto com Ponto Central (CCD). Sob as condições ótimas de extração, as variáveis que influenciam no sistema de determinação FI-HG AAS foram otimizadas de forma univariada, do qual pode-se obter 88% de eficiência na recuperação de As(III). A determinação de arsênio inorgânico total foi possível mediante etapa de pré-redução com cloridrato de hidroxilamina 0,5% (m/v), da qual a concentração da espécie As(V) pode ser determinada por diferença. Estudos de interferência de concomitantes apontaram interferência significativa dos íons metálicos Cd(II) e Mn(II), característicos de interferência em fase líquida, dos quais podem ser minimizados pela adição do agente mascarante EDTA. Não foram observadas interferências significativas das espécies metiladas MMA e DMA. Verificou-se que é possível determinar seletivamente a espécie DMA na ausência de MMA a partir da solução sobrenadante por HG AAS empregando tampão acetato pH 5,0 e 0,4% (m/v) de NaBH4. O método apresenta potencialidade para determinação de baixas concentrações de arsênio, com fator de pré-concentração 17. Os limites de detecção e quantificação obtidos foram respectivamente de 0,040 e 0,12 µg L-1 para As total; e 0,46 e 1,5 µg L-1 para DMA, com precisão de 5,5% para As(III) 10,0 µg L-1. O método foi aplicado em material de referência certificado IRMM-804 Rice Flour obtendo 92% de exatidão. O método é simples e se mostra aplicável no monitoramento de arsênio em amostras de arroz dentro dos valores normatizados pelas legislações vigentes.In this work a new method for chemical speciation of arsenic in rice samples is proposed, by means of solid phase extraction in situ-based on quaternary ammonium salt and (ISQAS-SPE). Among a large number of publications on arsenic speciation using chromatographic techniques, this method aims to contribute to the state of the art of non-chromatographic speciation, which is still little explored. Inorganic arsenic species after extraction and preconcentration were determined as As (III) by atomic absorption spectrometry with hydride generation in a flow injection analysis system with coalescing zones by multicomputing (FI-HG AAS). The As (III) species selectively complexes with APDC agent at pH 1.0 and they are extracted by the microparticles of the formed solid phase. Tetra-n-butylammonium bromide (TBAB) was used as Phase Transfer Agent while the ClO4- anion was the Ionic Paretic Agent, forming tetra-n-butylammonium perchlorate as the extractive solid phase. Characterization assays revealed particles with micrometric scaling, without a defined morphology and high surface area. The extraction of As(PDC)3 complex occurs by adsorption mechanisms and hydrophobic interactions. The ISQAS-SPE procedure was optimized through factorial design and response surface methodology using Central Compound Design (CCD). Under optimal extraction conditions, the variables influencing the FI-HG AAS determination system were optimized in an univariate form, from which 88% of As (III) recovery efficiency can be obtained. The determination of total inorganic arsenic was possible by pre-reduction step with hydroxylamine hydrochloride 0.5% (m /v), of which the concentration of the As (V) species can be determined by difference. Concomitant interference studies have indicated significant interference of Cd(II) and Mn(II) metal ions, characteristic of interference in liquid phase, of which they can be minimized by the addition of EDTA as masking agent. On the other hand no significant interferences were observed in the methylated species MMA and DMA. It has been found that it is possible to selectively determine the DMA species in the absence of MMA from the HG AAS supernatant solution using acetate buffer pH 5.0 and 0.4% (m /v) NaBH4. The method has potential for the determination of low concentrations of arsenic, with a preconcentration factor of 17. The limits of detection and quantification obtained were respectively 0.040 and 0.12 μg L-1 for total As; and 0.46 and 1.5 μg L-1 for DMA, with an accuracy of 5.5% for As(III) 10.0 μg L-1. The method was applied in IRMM-804 Rice Flour certified reference material obtaining 92% accuracy. The method is simple and shown to be applicable to the monitoring of arsenic in rice samples within the values established by current legislation.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorTese (Doutorado)porUniversidade Federal de UberlândiaPrograma de Pós-graduação em QuímicaBrasilCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICAQuímicaChemistryArsênioArsenicEspeciaçãoSpeciationEspeciação químicaChemical speciationArrozRiceExtração ( Química )Solid-phase extractionSPE in-situIn situ SPESal de amônio quaternárioQuaternary ammonium saltGeração de hidretosHydride generationEspeciação química de arsênio em amostras de arroz empregando extração por fase sólida in-situ e determinação por FI-HG AASArsenic speciation in rice samples using in situ solid phase extraction and determination by FI-HG AASinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisCoelho, Nivia Maria Melohttp://lattes.cnpq.br/0055547328584046Sousa, Rafael Arromba dehttp://lattes.cnpq.br/8233487906167587Alves, Vanessa Nuneshttp://lattes.cnpq.br/7058376443471599Eiras, Sebastião de Paulahttp://lattes.cnpq.br/5829590508837229Trovó, Alam Gustavohttp://lattes.cnpq.br/7274761440886112http://lattes.cnpq.br/9995122149910490Costa, Bruno Elias dos Santos157publicado no crossref antes da rotina xmlinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFUORIGINALEspeciacaoQuimicaArsenio.pdfEspeciacaoQuimicaArsenio.pdfTese de Doutoradoapplication/pdf7699869https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/22748/1/EspeciacaoQuimicaArsenio.pdfe656d69ada32a3005c1bd56949558412MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81792https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/22748/2/license.txt48ded82ce41b8d2426af12aed6b3cbf3MD52TEXTEspeciacaoQuimicaArsenio.pdf.txtEspeciacaoQuimicaArsenio.pdf.txtExtracted texttext/plain365387https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/22748/3/EspeciacaoQuimicaArsenio.pdf.txtf4fa9ee6590838f7d1c8de3623f399d9MD53THUMBNAILEspeciacaoQuimicaArsenio.pdf.jpgEspeciacaoQuimicaArsenio.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1364https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/22748/4/EspeciacaoQuimicaArsenio.pdf.jpg471ccae7b83d8f879eb7e7b2dcc989c2MD54123456789/227482021-09-16 14:13:09.282oai:repositorio.ufu.br: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Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-09-16T17:13:09Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
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Nesta tese é proposto um novo método de especiação química de arsênio em amostras de arroz, por meio da extração em fase sólida baseada em sal de amônio quaternário e in-situ (ISQAS-SPE). Apesar do grande número de publicações sobre especiação de arsênio empregando técnicas cromatográficas, este método visa contribuir para o estado da arte da especiação não-cromatográfica, que ainda é pouco explorada. Espécies de arsênio inorgânico após serem extraídas e pré-concentradas, foram determinadas na forma de As(III) por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos em um sistema de análise por injeção em fluxo com zonas coalescentes por multicomutação (FI-HG AAS). A espécie As(III) complexa seletivamente com agente APDC em pH 1,0 e extraído pelas micropartículas da fase sólida formada. O brometo de tetra-n-butilamônio (TBAB) foi empregado como Agente Transferidor de Fase e o ânion ClO4- como Agente Pareador Iônico, formando o perclorato de tetra-n-butilamônio como fase sólida extratora. Ensaios de caracterização revelaram partículas com dimensionamento micrométrico, sem uma fase definida e de alta área superficial. A extração do complexo As(PDC)3 ocorre por mecanismos de adsorção e interações hidrofóbicas. O procedimento ISQAS-SPE foi otimizado através de planejamentos fatoriais e metodologia de superfície de resposta empregando Planejamento Fatorial Composto com Ponto Central (CCD). Sob as condições ótimas de extração, as variáveis que influenciam no sistema de determinação FI-HG AAS foram otimizadas de forma univariada, do qual pode-se obter 88% de eficiência na recuperação de As(III). A determinação de arsênio inorgânico total foi possível mediante etapa de pré-redução com cloridrato de hidroxilamina 0,5% (m/v), da qual a concentração da espécie As(V) pode ser determinada por diferença. Estudos de interferência de concomitantes apontaram interferência significativa dos íons metálicos Cd(II) e Mn(II), característicos de interferência em fase líquida, dos quais podem ser minimizados pela adição do agente mascarante EDTA. Não foram observadas interferências significativas das espécies metiladas MMA e DMA. Verificou-se que é possível determinar seletivamente a espécie DMA na ausência de MMA a partir da solução sobrenadante por HG AAS empregando tampão acetato pH 5,0 e 0,4% (m/v) de NaBH4. O método apresenta potencialidade para determinação de baixas concentrações de arsênio, com fator de pré-concentração 17. Os limites de detecção e quantificação obtidos foram respectivamente de 0,040 e 0,12 µg L-1 para As total; e 0,46 e 1,5 µg L-1 para DMA, com precisão de 5,5% para As(III) 10,0 µg L-1. O método foi aplicado em material de referência certificado IRMM-804 Rice Flour obtendo 92% de exatidão. O método é simples e se mostra aplicável no monitoramento de arsênio em amostras de arroz dentro dos valores normatizados pelas legislações vigentes. |
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