DETERMINAÇÃO SEQUENCIAL DE Sb E Sn EM ÓLEO LUBRIFICANTE USADO POR ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA EM FORNO DE GRAFITE RECOBERTO COM MODIFICADOR PERMANENTE DE RUTÊNIO E INTRODUÇÃO DE AMOSTRA EMULSIFICADA
Ricardo Q. Aucélio (PQ) e Adilson J. Curtius (PQ)
Departamento de Química, Instituto de Ciências Matemáticas, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC 88000
Palavras-chaves: espectrometria de absorção atômica, modificador químico permanente, óleo lubrificante.
O monitoramento quantitativo de elementos metálicos em petróleo e em seus derivados combustíveis e lubrificantes, é de primordial importância em termos econômicos, não só para a indústria petrolífera, mas também para vários outros setores da indústria e serviços.1 Uma das aplicacões de maior importância é a determinação da concentração total ou o monitoramento da variação da concentração em função do tempo de certos elementos metálicos e semi-metálicos. O constante atrito entre partes metálicas, altas temperaturas, pressão e corrosão causada por agentes químicos são os principais causadores do desgaste sofrido por componentes de motores e turbinas. Esse tipo de análise é vital para a determinação do tempo exato de manutencão do equipamento evitando falhas e danos, além de perdas materiais e de vidas.2 Estanho (Sn) e antimônio (Sb) são elementos que presentes no óleo indicam desgastes dos rolamentos metálicos e híbridos, muito embora poucos métodos para a determinação dos mesmos em óleo são descritos na literatura.3 A determinação elementar sequencial em parte compensa a atual falta de capacidade multielementar característica da espectrometria de absorção atômica (EAA). Com o procedimento sequencial, alguns poucos elementos de interesse podem ser determinados em uma amostra de maneira automatizada, utilizando-se um procedimento experimental semelhante para cada elemento, o que economiza tempo de preparação de amostra e de análise.
Objetivo
Neste trabalho, um método simples e rápido baseado na EAA utilizando-se forno de grafite foi desenvolvido para a análise sequencial de Sn e Sb em amostras de óleo lubrificante.
Materiais e Métodos
Um espectrômetro de absorção atômica (AAS 5EA Analytic Jena) com corretor de sinal de fundo do tipo lâmpada de deutério e atomizador eletrotérmico de aquecimento transversal foi utilizado. A introdução tanto de amostras como de soluções padrão foi feita por meio de um amostrador automático (MPE 5). Tubos de grafite munidos de plataforma, ambos feitos de grafite pirolítica foram usados para atomização. O programa de análise elementar sequencial do instrumento foi utilizado.
Duas foram as etapas principais do desenvolvimento do método. Primeiramente, as condições experimentais (ciclos de aquecimento, modificador químico (MQ) etc…), apropriadas para a análise elementar sequencial de Sn e Sb em amostras de óleo lubrificante usado, foram otimizadas. Em segundo lugar, métodos de preparação das amostras com o intuito de obter a direta correlação entre o sinal analítico da amostra e o das soluções de padrão aquoso. Esta última etapa é fundamental para a viabilização do uso de procedimento de calibração simples e rápido como o método de interpolação na curva de calibração.
Resultados
Programas de aquecimento foram desenvolvidos para os dois elementos, com etapas otimizadas de secagem, pirólise e atomização e limpeza. Para efeitos práticos de análise sequencial, o MQ escolhido foi comum aos dois elementos a serem determinados. Isso evitou potenciais interferências nos analitos causadas pela contaminação do atomizador pelos MQs, simplificando também a etapa de limpeza. Dois modificadores químicos foram testados: Pd/MgNO3 e o MQ permanente de Ru. Este último foi o escolhido pois além de estabilizar ambos os elementos na amostra, permitindo o uso de etapa de pirólise de até 1400 0C, aumenta a vida útil do atomizador e agiliza a análise, desde que não é preciso a adição do modificador químico todas as vezes antes das determinações.4 As amostras de óleo foram tratadas com HNO3 (conc.) para dissolver partículas de metal em suspensão e, em seguida, emulsificadas em solução aquosa de surfactante (Triton X-100). A massa de óleo, quantidades de surfactante e co-solvente foram otimizadas para a obtenção de uma emulsão relativamente estável. O uso de microemulsão permitiu o uso de curvas de calibração para a determinação do analito nas amostras de óleo.
O método foi testado utilizando-se amostra de óleo lubrificante usado (NIST 1084a) certificada para Sn. Desde que a amostra não continha Sb, quantidades deste elemento foi inserido na amostra durante a etapa do tratamento ácido do óleo. Recuperações de 96.4 e 97.3 % foram obtidas para Sn e Sb, respectivamente.
Conclusão
Os resultados foram satisfatórios para o tipo de problema analítico proposto, e provam a eficiência, simplicidade e relativa rapidez do método em questão.
1. F. McElroy, A. Mennito, E. Debrah e R. Thomas, Spectrosc. 2, 1998, 42.
2. K.J. Eisentraut, C.S. Saba, R.E. Kaufman and W.E. Rhine, Anal. Chem. 56, 1984, 1086A
3. M.M. Garcia, D.B. Milla, A.J. Jimenez e M.P.H.Artiga, Fresenius J. Anal. Chem. 364, 1999 527.
4. J.B.B. Silva, M.A.M. da Silva, A. J. Curtius e B. Welz, J. Anal. At. Spectrom. 14, 1999, 1737.