Helena Valli Jaeger (PG), Aníbal de Freitas Santos Júnior (PG), Andréia Marta Vale Cabral (IC), Maria das Graças A. Korn (PQ) e Antônio Celso Spínola Costa (PQ)
Instituto de Química, Universidade Federal da Bahia, Campus Universitário de Ondina, CEP 40170-290, Salvador, Bahia, Brasil
Palavras-chave: Espectrometria Atômica, Íons Metálicos, Ferro
Matrizes que contenham alto teor de ferro tais como minérios de ferro, ligas, sedimentos, catalisadores e amostras geológicas são extremamente freqüentes. Níquel, cobalto, crômio, manganês e molibdênio, entre outros, são usados na composição de ligas ferrosas e suas concentrações podem afetar a qualidade do produto final. Desta maneira é essencial a sua quantificação durante os processos de produção. Entre as técnicas mais empregadas pode-se citar a Espectrometria Atômica, devido a sua alta sensibilidade e versatilidade. Entretanto, matrizes ricas em um metal podem provocar alterações tanto nos processos de nebulização e atomização, como também interferências espectrais principalmente se possuírem elementos ricos em linhas espectrais como é o caso do ferro, urânio e elementos terras raras. A literatura registra que o espectro do ferro, devido a sua complexidade, causa várias interferências espectrais e a elevada concentração deste elemento pode originar efeitos de matriz ocasionando aumento ou decréscimo do sinal obtido[1-3]. Portanto, é relevante um estudo mais aprofundado da influência da matriz rica em ferro na determinação de íons metálicos, em baixas concentrações, empregando-se a Espectrometria Atômica. Em estudos anteriores, foram analisadas as interferências provocadas por uma matriz com alto teor de ferro sobre a intensidade de emissão dos metais abaixo relacionados empregando a Espectrometria de Emissão Atômica por Plasma Indutivamente Acoplado (ICP–AES)[4,5].
A proposta do presente trabalho é avaliar o efeito de uma matriz com alto teor de ferro na determinação dos seguintes elementos traços: Mn (279,5 nm), Cd (228,8 nm), Pb (283,3 nm), Ni (232,0 nm), Mo (313,3 nm), Ti (364,3 nm), Cu (327,4 nm), Cr(357,9 nm) e Co (242,5 nm) empregando Espectrometria de Absorção Atômica. As variáveis estudadas, para cada metal, foram: emprego de Espectrofotometria de Absorção Atômica com Chama (FAAS) e com Forno de Grafite (GFAAS) e concentração de ferro: 0 - 1000 µg/mL (FAAS) e 0 - 100 µg/mL (GFAAS) em meio HCl 1M. Os equipamentos utilizados, para a realização deste estudo foram: Espectrofotômetro de Absorção Atômica com Chama Ar/Acetileno e Óxido Nitroso/ Acetileno (Varian 220) e com Atomização Eletrotérmica no Forno de Grafite (Varian SpectrAA Zeeman 220 GTA 110 ). As condições operacionais utilizadas nos experimentos foram recomendadas nos manuais dos instrumentos fornecidos pelos fabricantes.
Para verificar a interferência da matriz, o comportamento do sinal analítico de cada metal foi avaliado para soluções contendo diferentes concentrações de ferro. Os seguintes resultados foram obtidos:
a) FAAS: Foram analisadas 6 amostras contendo: 0 ; 50; 100; 300; 500; 1000 µg/mL de ferro em meio HCl 1M. Pelos resultados obtidos observou-se que, aumentando a concentração de ferro, o sinal do Mo foi aumentado em, aproximadamente, 70%. Os valores de absorvância de Co, Mn, Cd, Pb, Ni, Ti, Cu e Cr não foram significativamente afetados, pois apresentaram variação de, no máximo, 10%. Portanto, para as proporções estudadas neste trabalho, podemos afirmar que estes metais podem ser determinados diretamente nas matrizes ferrosas, empregando FAAS, sem que sejam necessárias etapas de separação. Devido a simplicidade dos espectros nas condições da chama, as interferências provocadas por matrizes ferrosas não foram tão significativas em FAAS quanto em ICP-AES.
b) GFAAS: para avaliar a influência da matriz com alto teor de ferro sobre o sinal analítico dos íons metálicos as amostras foram preparadas em concentrações mais baixas (0; 1; 2; 5; 10; 100 µg/mL de Fe) mantendo-se constante as relações metal/Fe. Verificou-se que: para os metais Cr e Mn ocorreu interferência da matriz ferrosa, aumentando a absorvância em 20% e 80%, respectivamente, somente em presença de 100 µg/mL de ferro. Por outro lado, mesmo 1 µg/mL de ferro presente na amostra já é suficiente para provocar uma variação positiva do sinal, para o Cu. Para Cd, à medida que se aumentou a concentração de ferro, a absorvância foi reduzida em até 70%. Para ao metais Co, Pb, Ni, Ti e Mo não foi encontrada variação significativa do sinal. A técnica que utiliza o forno de grafite como atomizador eletrotérmico possui sensibilidade muito superior as técnicas de emissão e absorção, porém é mais susceptível à interferências devido à absorção por espécies moleculares e à radiação de fundo. Sendo assim, para a determinação destes metais em baixas concentrações, em matrizes com alto teor de ferro, recomenda-se uma investigação mais aprofundada com relação as etapas de pirólise e atomização e emprego de modificadores químicos.
Referências Bibliográficas:
Michaud, E; Mermet .J. M. Spectrochim. Acta, 1982, 37B, 2, 145.
Chen, Joeng – Shein; Berndt, H.; Tolg, G., Fres. J. anal. Chem, 1992, 344, 526.
Miller, Donald B.. Atomic spectroscopy, 1988, 9, 1, 43.
4 Maria das Graças. A. Korn, Helena V. Jaeger e A. C. Spínola Costa- IX ENQA, 1997.199.
5 Maria das Graças. A. Korn, Helena V. Jaeger, Adriana C. Ferreira and A. C. Spínola Costa, Spectroscopy Letters, no prelo.
[CNPq, CAPES, FINEP]