Tratamento dos dados obtidos a partir da determinação

de monóxido de carbono emitido por veículos

automotores do ciclo Otto por reflectância difusa.

Francisco Antonio Alonço Matias (PQ), Sandro Pereira Vilela (IC),

Matthieu Tubino (PQ)

Departamento de Química Analítica, Instituto de Química,

Universidade Estadual de Campinas

palavras chave: monóxido de carbono, reflectância, sensor químico

Introdução

Os dados referentes à reflectância difusa como função da concentração de um determinado analito formam uma curva de decaimento exponencial. Um modo de tratamento destes dados consiste em utilizar a função de kubelka-Munck¹, que é específica para medidas de reflectância. Outra forma utiliza o procedimento de Ringbom.² No presente trabalho, a concentração de monóxido de carbono (CO) emitido por veículos automotores do ciclo Otto foi determinada por reflectância difusa empregando-se o método de “spot test” com base no reagente H₈ Si (Mo₂ O₇)₆. Foi analisada uma frota de 33 veículos de várias marcas e modelos, fabricados entre os anos de 1982 e 1998. Dentre estes, veículos movidos a álcool e a gasolina com sistema eletrônico de injeção de combustível e também por carburador.

Objetivos

Determinar a concentração de monóxido de carbono presente nos gases de exaustão de veículos do ciclo Otto através de medidas de reflectância difusa.

Métodos

O método adotado para a realização das determinações de CO em campo segue o “Regime de marcha lenta”.³ Basicamente o veículo deve estar estacionado, com o motor funcionando em câmbio neutro (“ponto morto”) e o pedal do acelerador mantido livre. Uma sonda é introduzida 15 cm no interior do cano de escapamento e, por ação de uma bomba de sucção, uma amostra de 330 mL dos gases de exaustão é coletada. Durante esta coleta, os gases passam através de um disco de papel de filtro embebido em uma solução do reagente H₈ Si (Mo₂ O₇)₆. A coloração deste reagente muda de amarelo claro para cinza escuro (resultante de uma mistura de óxidos). A mudança da intensidade da coloração observada é proporcional à concentração de CO presente nos gases de exaustão. Em função de haver uma cinética de reação, os melhores resultados foram obtidos com o tempo de sucção de 60 segundos para uma concentração do reagente de 2,4x10^-2 mol L^-1 e do CO entre 0,02 % e 10,0 % (faixa que abrange a situação da maioria dos veículos do Brasil).

Resultados

As medidas de reflectância difusa (Rd) foram realizadas com um sensor portátil desenvolvido especificamente para esta finalidade. Este equipamento é constituído de uma fonte de luz (diodo emissor de luz), um par de fibras ópticas de borosilicato, uma cela de reflectância, um fotodiodo acoplado em um circuito eletrônico de amplificação do sinal com saída para um pequeno multímetro digital. A determinação da concentração de CO (C_CO) em campo foram realizadas simultaneamente com um medidor por infravermelho (Boch, modelo Ett 008.14). A figura 1 mostra os resultados referentes aos 33 veículos testados. Cada ponto corresponde a uma média de pelo menos 8 determinações. Estes resultados são melhores representados através da curva de Ringbom que apresenta os dados de reflectância como função do logaritmo decimal da concentração do analito em questão, conforme pode ser observado através da figura 2.

Conclusões

Os resultados obtidos com o sensor apresentaram boa correlação (r² = 0,986) com um método de determinação clássico para CO (infravermelho). Para este tipo de determinação, o modelo de Ringbom se mostrou mais apropriado para ajuste dos dados do que o modelo de Kubelka-Munck.

Referências

1-P. Kubelka, Journal of the Optical Society America, 38(5), 448-457, 1948.

2-Norma MB03344 (NBR12013), “Veículos automotivos leves - Medição da concentração de CO”, Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1990.

3-A. Ringbom, Zheitschift fur Analytishe Chemie, 115, 332-343, 1939.

FAPESP, CNPq, CAPES