Desenvolvimento de método de pré-concentração empregando 1-(2-piridilazo)-2-naftol imobilizado em sílica funcionalizada C18 para determinação de metais em águas naturais por ICP OES

Abstract

A determinação de metais em águas naturais por Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES), em geral, deve envolver etapas de pré- concentração, devido os níveis de concentração dos metais em água serem muitas vezes abaixo dos limites de detecção da técnica. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um método de pré-concentração em fase sólida sensível e simples para a determinação de cobre, ferro, níquel, manganês, chumbo e zinco em amostras de água por ICP OES. As condições experimentais para pré-concentração foram otimizadas considerando os fatores: concentração do eluente, volume de eluente, volume da amostra, vazão e pH. As condições otimizadas corresponderam ao uso de 5 mL de solução de HCl 0,8 mol L-1 como eluente, volume da amostra de 50 mL, vazão de 1,9 mL min-1 e pH 9,0. Para a determinação dos metais, as amostras, após ajuste do pH, foram percoladas com o auxílio de uma bomba peristáltica em cartucho Sep-pak C18 com 1-(2-piridilazo)-2-naftol (PAN) imobilizado na sílica funcionalizada C18. A eluição dos analitos foi realizada com a passagem da solução de HCl pelo cartucho para posterior determinação por ICP OES. Nestas condições, os limites de detecção para Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn obtidos variaram entre 0,11 e 21 µg L-1 e os limites de quantificação entre 0,36-69 µg L-1, respectivamente. Os desvios padrão relativos (R.S.D.) para a determinação dos analitos não ultrapassaram 9 %. O efeito de possíveis espécies interferentes sobre a recuperação dos analitos também foram investigados. A exatidão do método foi avaliada mediante análise de material de referência certificado (SLEW-3 Estuariene Water Reference Material for Trace Metals) e o método proposto foi aplicado para análise de amostras de água subterrânea, água potável e água de rio coletadas nos municípios de Cachoeira e São Félix, Bahia, Brasil. As amostras foram analisadas por Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS) como método comparativo, não sendo observadas diferenças significativas entre estes resultados e os resultados obtidos pelo método proposto.

The determination of metals in natural waters by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP OES), in general, involves pre-concentration steps, due the concentration levels of metals in water are often below the limits of detection of this technique. In this way, the objective of this work was to develop a pre-concentration solid phase method for sensitive and simple determination of copper, iron, nickel, manganese, lead and zinc in water samples by ICP OES. The experimental conditions for pre- concentration were optimized considering the following factors: the concentration of the eluent, eluent volume, sample volume, flow-rate and pH. The optimized conditions corresponded to the use of 5 mL of HCl solution 0.8 mol L-1 as an eluent sample volume 50 ml, flow-rate 1.9 mL min-1 and pH 9.0. For the determination of metals by the procedure, the samples after pH adjustment were percolated with the aid of a peristaltic pump on Sep-Pak C18 cartridge with 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol (PAN). The analyte elution was carried out with the passage of the HCl solution in the cartridge for subsequent determination by ICP OES. In these conditions, the detection limit for Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn varied between 0.11 to 21 μg L-1 and the limits of quantification from 0.36 to 69 μg L-1, respectively. The relative standard deviation (RSD) for the analytes of this study did not exceed 9%. The effect of possible interfering species on the recovery of the analytes was also investigated. The accuracy of the method was evaluated by analysis of certified reference material (SLEW-3 Estuariene Water Reference Material for Trace Metals) and the proposed method was applied to samples of ground water, drinking water and river water collected in Cachoeira and São Félix cities, Bahia, Brazil. The samples were analyzed by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) as a comparative method do not being found significant differences among these results and the results obtained by the proposed method.