INSTITUTO DE CIENCIAS EXATAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

...

A aplicação de qualquer composto mangânico altamente solúvel pode ser usada para aumentar a disponibilidade de Mn para as plantas; contudo, aumentar dessa forma o teor de Mn trocável não é economicamente viável, pelo fato de o Mn2+ oxidar se a Mn4+ e precipitar como óxido.

-

Espectrometria de Absorção Atômica (EAA)

A espectrometria de absorção atômica envolve a medida da absorção da intensidade de radiação eletromagnética, proveniente de uma fonte de radiação primária, por átomos gasosos no estado fundamental (Figura 1). Essa técnica utiliza desse fenômeno para determinar de forma quantitativa metais, semi-metais e alguns não metais, de amostras variadas, como materiais biológicos, ambientais e em alimentos. Os dois tipos de atomizadores mais usados na EAA são a chama e o forno de grafite. O primeiro, conhecido como espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS – do inglês Flame Atomic Absorption Spectrometry), é a técnica mais utilizada para análises elementares em níveis de mg/L, enquanto a atomização eletrotérmica em forno de grafite é utilizado para determinar baixar concentrações (µg.L-1).

[pic 1]

Figura 1- Transições eletrônicas em átomos gasosos: de 0 a 1 (excitação) e de 1 a 0 (emissão).

A lei de Lambert-Beer possui um significado importante para EAA, pois através dela é possível relacionar a concentração de átomos no estado fundamental com a absorção de radiação eletromagnética monocromática (Figura 3).

[pic 2]

Onde: A é a absorbância, ɛ é o coeficiente de absorção do meio (absortividade), l é a espessura do caminho ótico e c é a concentração de átomos no estado fundamental.

Figura 2 - Equação da lei de Lambert-Beer.

- O espectrômetro

O espectrômetro de absorção atômica é um equipamento que permite a análise quantitativa de elementos metálicos em soluções sólidas, líquidas e gasosas. Ele é composto, basicamente, por uma fonte de radiação, sistema de atomização, conjunto monocromador, detector e processador (Figura 3).

[pic 3]

Figura 3 - Diagrama de blocos para um espectrômetro de absorção atômica.

As três fontes principais de radiação para promover a excitação dos elementos são as lâmpadas de catodo oco (HCL – Hallow Cathode Lamp), fontes de espectros contínuos e lâmpadas de descarga sem eletrodos (EDL – Electrodeless Discharge Lamp).

As lâmpadas de catodo oco consistem na aplicação de uma diferença de potencial entre o catodo e o anodo presentes, promovendo uma descarga dentro de um recipiente lacrado, contendo um gás nobre à baixa pressão. A tensão aplicada provoca a ionização do gás de enchimento. Os íons (cátions) formados são atraídos e acelerados em direção ao catodo, colidindo violentamente com as paredes internas da cavidade do mesmo, arrancando os átomos que estavam no estado vapor e confinados no interior do catodo oco. Esses átomos sofrem colisões com os íons do gás de enchimento e recebem energia suficiente para que ocorram as transições eletrônicas (excitação). O átomo no estado excitado é instável, e readquire sua estabilidade quando volta ao estado fundamental, emitindo a energia armazenada na forma de radiação eletromagnética, cujo comprimento de onda e característico do elemento que constitui o catodo.

- O atomizador em chama

O atomizador é responsável por gerar os átomos gasosos no estado fundamental, que absorvem a radiação de comprimento de onda característico proveniente da fonte de radiação, e assim, determinar a concentração do elemento de interesse.

Os atomizadores formam um aerossol, que é constituído por pequenas gotículas que entram numa câmara de nebulização e chegam ao queimador arrastado pelos gases combustível e oxidante. A chama tem como finalidade transformar íons e moléculas em átomos no estado fundamental. O tipo de chama mais usado na EAA é a mistura ar/acetileno, numa proporção relativamente elevada de oxidante em relação ao combustível.

- OBJETIVOS

- O objetivo principal desse trabalho é o preparo da amostra de café e o estudo da técnica de espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS).

- Como objetivo específico tem-se a determinação da concentração de manganês em café.

- METODOLOGIA

- Preparo da amostra de café

Para se quantificar o manganês na amostra de café, foram utilizados duas formas de preparo de amostra, sendo ambos por via úmida. O primeiro método foi por sistema aberto, em que se adicionou cerca de 250 mg de amostra e 7,0 mL de ácido nítrico (HNO3) (66% m/m) em um bloco digestor sob aquecimento. Após atingir a temperatura de 120ºC (ebulição do ácido nítrico), foi mantido por 30 minutos e depois foram adicionados 2,0 mL de peróxido de hidrogênio (H2O2) e deixado por 15 minutos. Foram feitas quatro replicatas e um branco (solução: ácido nítrico e peróxido de hidrogênio).

O segundo método foi por sistema fechado, em que foram adicionados em uma bomba de decomposição (PTFE) cerca de 250 mg de amostra, 3,5 mL de ácido nítrico (66% m/m), 3,5 mL de água e 1,0 mL de peróxido de hidrogênio. Esses frascos foram levados para um microondas modelo Ethos 1, nas condições de 200 ºC, com uma rampa de aquecimento de 10 ºC.min-1 e, depois de ter atingido a temperatura, foi mantido por 30 minutos. Foram feitas quatro replicatas e um branco (solução: ácido nítrico, água e peróxido de hidrogênio).

Para todos os métodos, após a digestão das amostras, a solução obtida foi transferida para um tubo Falcon e, em seguida, avolumada para 20 mL.

- Curva de calibração do manganês

Para a construção da curva de calibração foi utilizada uma solução intermediária de 20 mg.L-1 de manganês, de modo a se obter as concentrações de 0 a 2 mg.L-1, com os valores igualmente espaçados para a validação do método. Foi utilizada a concentração máxima de 2 mg.L-1 pois é o valor máximo de linearidade para o manganês no método utilizado. Também foram adicionados à curva 3,0 mL de HNO3.