aplicação da análise por injecção sequencial à automatização de metodologias analíticas em ...

195 Pages·2009·42.17 MB·Portuguese

Rui Cerdeira de Campos Costa
APLICAÇÃO DA ANÁLISE POR INJECÇÃO SEQUENCIAL À
AUTOMATIZAÇÃO DE METODOLOGIAS ANALÍTICAS EM
ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO ATÓMICA
FACULDADE DE FARMÁCIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO
2000
Rui Cerdeira de Campos Costa
Licenciado em Ciências Farmacêuticas (U.P.)
APLICAÇÃO DA ANÁLISE POR INJECÇÃO SEQUENCIAL À
AUTOMATIZAÇÃO DE METODOLOGIAS ANALÍTICAS EM
ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO ATÓMICA
Dissertação de candidatura ao grau de
Doutor, apresentada à Faculdade de
Farmácia da Universidade do Porto.
FACULDADE DE FARMÁCIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO
2000
À Nany,
por tudo
e muito mais...
A meus pais,
a quern tudo devo
e a quern tão pouco dei,
pálido testemunho de eterna gratidão...
ÍNDICE
PREÂMBULO
Agradecimentos viii
Resumo xii
Abstract xiii
Résumé xiv
Lista de abreviaturas xv
Organização da Dissertação xvii
CAPÍTULO I - INTRODUÇÃO
1.1 - Automatização em Química Analítica 18
1.2 - Análise por Injecção Sequencial 31
1.2.1 - Comparação com as técnicas de automatização discreta 32
1.2.2 - Comparação com as técnicas de fluxo contínuo 32
1.2.3 - Comparação com os métodos robotizados 33
1.2.4 - Componentes fundamentais de um sistema SIA 33
1.2.4.1 - Dispositivos de propulsão 33
1.2.4.2-Válvulas multiposição selectoras de fluidos 34
1.2.4.3 - Reactor de armazenamento 36
1.2.5 - Configurações dos sistemas SIA 36
1.2.6- Modos de operação em sistemas SIA 38
1.2.6.1 - Procedimentos de diluição 39
1.2.6.2-Procedimentos de calibração 39
1.2.6.3 - Procedimentos de transferência de massa através de uma interface 40
1.2.7-Detecção em SIA 41
v
1.2.8-Aplicações em análise química 42
1.3 - Espectrofotometria de Absorção Atómica 43
1.3.1 - Acoplamento da técnica SFA à FAAS 46
1.3.2 -Acoplamento da técnica FIA à FAAS 47
1.3.2.1 -Transporte e introdução das amostras 48
1.3.2.2 - Automatização das várias etapas da análise química 49
1.3.2.2.1 - Procedimentos de calibração 49
1.3.2.2.2 - Procedimentos de diluição 50
1.3.2.2.3 - Procedimentos de adição de reagentes 52
1.3.2.2.4 - Procedimentos de digestão 52
1.3.2.2.5 - Procedimentos de transferência de massa através de uma interface 53
1.3.3 - Acoplamento da técnica FIA à HGAAS e à ETAAS 55
1.3.4 - Desvantagens da associação das metodologias de fluxo contínuo à AAS 56
1.4 - Enquadramento e Objectivos Gerais do Trabalho 57
Referências Bibliográficas 58
CAPÍTULO II - ACOPLAMENTO DA TÉCNICA SIA À AAS
2.1 - Introdução 65
2.2 - Componentes do sistema 66
2.3 - Acoplamento à FAAS 74
2.4 - Acoplamento à ETAAS 76
2.5 - Influência da inércia e da pulsação do escoamento 77
2.6 - Programa de controlo do sistema SIA 81
2.6.1 - Precisão do processo de cronometragem 83
2.7 - Optimização das montagens 84
2.8 - Procedimentos gerais de avaliação da qualidade dos resultados obtidos 85
2.8.1 - Avaliação do desempenho dos procedimentos automáticos 85
2.8.2 - Avaliação da exactidão 87
2.8.3 - Avaliação da repetibilidade 88
Referências Bibliográficas 89
vi
CAPÍTULO III - DETERMINAÇÃO DE ESPÉCIES ELEMENTARES EM ÁGUA
3.1 - Caracterização hidrodinâmica da técnica SIA e do seu acoplamento à FMS.
Desenvolvimento de procedimentos de diluição para a determinação de Ca e Mg em águas
minerais 91
3.2- Desenvolvimento de procedimentos de pré-concentração em fase sólida para a
determinação de Pb, Cu e Mn em águas naturais 102
CAPITULO IV- DETERMINAÇÃO DE ESPÉCIES ELEMENTARES EM VINHO
4.1 - Desenvolvimento de procedimentos de diluição para a determinação de Zn, Mn, Fe e Cu, e
de pré-concentração em fase sólida para a determinação de Cu 135
4.2- Desenvolvimento de um procedimento de extracção líquido-líquido para a determinação de
Fe(lll) 154
CAPÍTULO V-DETERMINAÇÃO DE Pd EM URINA HUMANA 171
CAPÍTULO V-CONSIDERAÇÕES FINAIS 192
vii
AGRADECIMENTOS
Tantas vezes o homem, movido por uma estranha força cuja a origem se desconhece,
pensa que alcançou a resposta suprema..., mas rapidamente descobre que a solução que
elaborou não é verdadeira, nem tão pouco o problema que o consome único no mundo. Apesar
de tudo, é magnífica a força gerada no seio do erro. O homem erra e parte assim numa busca
incessante, às vezes quase eterna, para um problema por vezes tão insignificante.
Experimentam-se emoções indescritíveis que transportam o criador para um mundo só seu,
onde é escravo de si e rei de ninguém. Mas mesmo assim, é fabulosa a sensação de leveza
que se experimenta. Contemplamos a natureza e observamos impávidos a ascensão da teoria
numa sublime criação artística, à qual tantos se rendem atónitos, dominados pelo espanto e
pelo prazer de um mundo desconhecido.
Há, no entanto, quem confunda a verdadeira e sublime emoção deste mundo, e se
sinta tentado a nele entrar a todo o custo. Criam-se assim soluções, que desde logo
insignificantes na sua concepção, são falsas quanto aos pressupostos que assistem à sua
realização. A criação é um acto espontâneo, desprovido de interesse, movido pelo sonho
tantas vezes irrealizável que humildemente desponta de uma densa massa amorfa onde
cresce a imaginação de cada um. Quando os sonhos que parecem impossíveis são falsamente
realizados, a criação perde toda a sua virtude e beleza, e a arte de criar que a ela está
subjacente transforma-se na arte de reproduzir a criação. Não é esta a verdadeira essência da
ciência; não é este o grilhão que prende o homem a um destino que na mais pura essência não
se compreende; é tão simplesmente um prazer que alimenta a alma e move o pensamento.
Quando me propuseram a realização do trabalho que aqui é apresentado, pensei por
breves momentos que nunca seria capaz de alcançar esse mundo. Um mundo, onde as teorias
florescem de um abismo profundo e desconhecido, numa permanente tentação de prazer
acabando por se afundarem num turbilhão de desilusões e logo renascerem das cinzas. Agora
viii
que termino, não posso deixar de ficar feliz por ter conseguido acabar aquilo que um dia me
pareceu impossível. Alegro-me de o ter conseguido e congratulo-me de ter à minha volta
pessoas que de uma ou de outra forma me ajudaram a levar esta barco a bom porto. Assim, e
sem incorrer em algum esquecimento, queria apresentar os meus mais sinceros
agradecimentos:
- em primeiro lugar, à Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto, por me ter aceite
como estudante de doutoramento;
- à Fundação para a Ciência e Tecnologia, outrora JNICT, através do seu programa PRAXIS
XXI, pela concessão de um bolsa de doutoramento (PRAXIS XXI/BD/9544/96) sem a qual este
trabalho teria sido uma miragem;
- ao Sr. Prof. Doutor Alberto da Nova Araújo, meu supervisor, o meu mais profundo
reconhecimento pelo interesse que quase sempre depositou no decurso dos trabalhos que
conduziram a esta dissertação de doutoramento. Se momentos houve onde a desilusão reinou,
não menos verdade é que dela sempre nasceu um fruto que na essência tem a sua génese na
pessoa que me orientou;
- ao Sr. Prof. Doutor José Luís Fontes da Costa Lima, enquanto director do serviço de Química-
Física da mesma Faculdade, agradeço a oportunidade que me concedeu, ainda como
estudante de licenciatura, de contactar com o mundo da investigação, por me ter
proporcionado todos os meios para realização deste doutoramento e ainda por ter aceite a co-
orientação deste trabalho;
- à Sra. Prof. Doutora Conceição Branco, agradeço a preocupação que demonstrou ao longo
deste doutoramento;
- ao Shiao Jun, vulgo "Meiga", senhor do "telefon" e do "funxio", pela bela amizade que sempre
me prestou, ajudando-me desinteressadamente na compreensão de assuntos que eram para
mim desconhecidos;
- Ao Agostinho, vulgo chefe, sportinguista ferrenho (mais do que eu), arouquense convicto e
acérrimo defensor do idioma arouquense ("xe calhar"!!!), assíduo frequentador da Serra da
Freita em profundas pesquisas faunísticas, teimoso q.b. e enfim um colega porreiro a quem
agradeço aquelas horas ao fim da tarde onde a discussão tinha tudo, mas também ciência;
ix
- à Carmo Vaz, artista da Invicta, engenheira de formação, defensora dos animais, cozinheira
afamada, o meu apreço pela nobreza de carácter e pela amizade com que me brindou;
- à Goreti Sales, pelo seu temperamento impetuoso, pela genica de quem só pode ser da
Santana, pelos muitos cigarros que inalei e pela amizade da qual não me esqueço;
- à Cristina Couto pela sua simpatia;
- ao Nestor Zarate e ao João Serrano, pela bela amizade com que me têm presenteado ao
longo dos últimos anos;
- Ao João Santos pelas retroversões e toques informáticos (e nas costas também) naqueles
momentos mais périclitantes, e já agora viva o Sporting;
- à Sra. Dra. Isabel Cardoso, revolucionária de longa data, a ela a minha mais profunda
gratidão pela subtileza e astúcia na resolução dos problemas que só ela é capaz de tratar;
- ao José Catita e à Lúcia Saraiva, uma palavra amiga pelos problemas de fluxo que nos eram
comuns;
- à Elvira Rodriguez pela sua amizade e consideração;
- à Carla Guimarães, à Carla Matos, à Cristina Almeida, à Ivone Valente, à Rita Catarino, à
Adriana Pimenta, à Manuela Garrido e à Marlene Lúcio pela boa convivência;
- à Sra. Prof. Doutora Cristina Matos pela consideração que sempre tem demostrado por mim;
- à Sra. Dra. Aida Roque da Silva pela simpatia e gentileza no trato;
- à Sra. Prof. Doutora Saleté Hipólito Reis pela sua belíssima simpatia e sem esquecer a sua
disponibilidade na resolução dos problemas inerentes a equipamento do laboratório;
- à Sra. Prof. Doutora Beatriz Quinaz pela sua disponibilidade na aquisição dos reagentes que
foram necessários à realização dos trabalhos que estão na base desta dissertação de
doutoramento;
- ao Sr. Prof. Doutor Rui Lapa pela ajuda que me prestou na resolução de problemas pontuais
de "soft" e "hardware";
- ao Sr. Prof. Doutor Julian Alonso e à sua trupe do Departamento de Química Analítica da
Universidade Autónoma de Barcelona, pelas visitas guiadas em terras catalãs, principalmente
junto àquela magnífica obra da engenharia moderna, que dá pelo nome de Mar & Magnum;
- à Mireia Baeza pela sua disponibilidade aquando da minha passagem por terras catalãs;
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