Aula-9-Preparacao-de-Amostras

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Aula 9 - Preparo de Amostras 
Prof. Julio C. J. Silva 
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) 
Instituto de Ciências Exatas 
Depto. de Química 
Juiz de For a, 2015 
Métodos Espectroanalíticos 
 
Escolha do Método 
Obtenção da Amostra 
AMOSTRAGEM 
• Representatividade da amostra 
 
Unidades de 
amostragem 
 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
 A qualidade do resultado de uma análise química depende de 
muitos fatores. Entre os mais importantes pode ser 
destacado: 
 
 Tipo de amostra a ser coletada e a metodologia 
analítica a ser aplicada; 
 
 Representatividade da amostra é essencial para o 
sucesso da análise; 
 
 Homogeneidade ou heterogeneidade; 
 
 Procedimento de coleta e amazenagem; 
 
 Problemas de contaminação devem ser observados com 
cuidado. 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
 Fatores que podem influenciar na composição química da 
amostra: 
 
 Temperatura 
 
 Reações com a atmosfera 
 
 Adsorção/absorção de água 
 
 Perdas das frações mais finas (poeira) 
 
 Desgaste mecânico 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
 AMOSTRAS HOMOGÊNEAS 
• Gases e líquidos, na maioria das situações qualquer 
porção é representativa 
 
 AMOSTRAS HETEROGÊNEAS 
• Podem apresentar composição diferente em 
porções retiradas ao acaso, os cuidados com a 
amostragem e preparação devem ser redobrados. 
 
• Deve ser considerado que a amostra de 
laboratório, com massas entre 0,1 a 10 g, pode 
representar toneladas de material, exigindo 
cuidadosa definição do procedimento de 
amostragem e preparação para análise. 
 
TAMANHO DE PARTÍCULA 
 Área superficial específica: A área superficial específica é 
definida como a área superficial por unidade de massa do sólido. 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
Ex.:ROCHAS 
 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
 MISTURA DE AMOSTRAS SÓLIDAS 
(QUARTEAMENTO) 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
 MISTURA DE AMOSTRAS SÓLIDAS 
(QUARTEAMENTO) 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
 Umidade em amostras 
 
 Amostras sólidas  contém água em 
equilíbrio com a atmosfera 
 
 Umidade relativa e temperatura 
ambiente 
 
 Secagem antes da análise 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
 Água essencial 
 Parte integrante de um composto em uma quantidade 
estequiométrica 
 
 Água de constituição  a água não está presente como H2O no 
sólido, mas é formada quando este se decompõe pela ação do 
calor. 
• 2 NaHCO3300° C→ Na2CO3 + H2O + CO2 
• Ca(OH)2800° C→ CaO + H2O 
• 2 Fe(OH)31000° C→ Fe2O3 + 3 H2O 
 
 Água de hidratação/cristalização  água participa da estrutura 
dos cristais, ou seja, é parte integrante do retículo cristalino em 
proporção fixa em relação aos íons presentes. É representada na 
fórmula química e é computada no cálculo do peso molecular. 
• BaCl2.2H2O, CuSO4.5H2O, Na2SO4.10H2O, CaSO4.2H2O, CaC2O4.2H2O 
 
 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
 Água não essencial 
 
 Retida fisicamente 
 
 Não faz parte da composição química do composto  sem 
estequiometria 
 
 Ocorre em todos os sólidos 
 
 Água adsorvida  poros, interstícios, capilares, etc. 
 
 Água de oclusão  água aprisionada 
 
 
 
 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
 Efeitos da temperatura e umidade 
 
 Umidade relativa (UR)  razão entre a pressão de vapor da água 
no ar e pressão de vapor da água saturada no ar 
 
 Exemplo: A 25 ºC, a pressão parcial da água no ar saturado é 
23,76 torr. Portanto, quando o ar contém água a uma pressão 
parcial de 6 torr, a umidade relativa é 25,3%. 
 
 
 
 
 UR  25 – 90%: BaCl2.2H2O(s) 
 UR  < 25%: BaCl2.H2O(s) 
 UR  < 8 %: BaCl2(s) 
 (100-120 oC) 
 
 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
 Água adsorvida (pequenas quantidades)  Adsorção e liberação 
rápida (10 – 15 min) 
 
 Água absorvida (grandes quantidades)  equilíbrio pode levar 
dias 
 
 
 
 
 
 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ANÁLISE 
 Água de oclusão 
• Não está em equilíbrio com a atmosfera 
 
• Aquecimento  difusão da água 
 
• Crepitção  quebra do material cristalino (explosão) 
 
 
 Determinação de água nas amostras 
 
• Aquecimento até massa constante 
 
• Técnicas termo gravimétricas 
 
 
 
 
 
 Coleta e preservação 
(especiação) 
http://www.monografias.com/trabajos59/contaminacion-arsenico/Image7.gif 
http://edafologia.ugr.es/hidro/media/ehphfe.gif 
http://www.monografias.com/trabajos59/contaminacion-arsenico/Image7.gif
http://www.monografias.com/trabajos59/contaminacion-arsenico/Image7.gif
http://www.monografias.com/trabajos59/contaminacion-arsenico/Image7.gif
 Coleta e preservação 
 
 Coleta e preservação 
 
 Coleta e preservação 
 
 Coleta e preservação 
 Coleta e acondicionamento: 
 
 
 Secagem (T ambiente): 
 
 
 
 
 Homogeneização 
Amostrador rotativo de rifles Quarteador do tipo “Jones” 
 
 Definições 
 
 Dissolução: 
• Amostra é dissolvida em líquidos adequados a baixas 
temperaturas. 
• Pode envolver ou não uma reação química 
 
 Abertura 
• Converte a amostra em uma outra forma física 
• Com transformação química 
• Ex.: decomposição por fusão (abertura) 
• Sistemas fechados ou abertos 
 
 Extração/Lixiviação 
• Decomposição parcial da amostra 
• Liberação total do analito 
 
 Abertura da amostra 
• Lavagem  água, ácidos diluídos, sol. EDTA, solventes orgânicos 
 
• Partes vegetais (raízes, folhas e frutos) 
• Tecidos biológicos, pelo, cabelo, dente, unha 
 
• Secagem  secagem até massa constante é comum para amostras 
que apresentam água em quantidade variável e não determinada 
 
• Solos, rochas, minérios e sedimentos  até 105 oC (Hg  ) 
• Materiais biológicos  60 – 65 oC (circulação forçada), liofilização 
• Aluminatos e silicatos  1000 oC 
 
• Moagem 
 
• Homogeneidade 
• Representatividade 
• Aumentar a área superficial  facilita os processos de dissolução, 
decomposição e extração 
 
Tratamentos preliminares 
• Classificação dos ácidos 
 
• Oxidantes 
 
• HNO3 
• H2SO4 (conc. a quente) 
• HClO4 (conc. a quente) 
 
• Não oxidantes 
 
• HCl 
• HF 
• H3PO4 
• H2SO4 (diluído) 
• HClO4 (diluído) 
Métodos de dissolução 
Métodos de dissolução 
 
• Ácido nítrico (HNO3) 
 
• Concentração entre 65-69% e P.E. de 121 oC (68%). 
 
• Em concentrações inferiores a 2 mol L-1 potencial de oxidação é muito 
baixo. 
 
• HNO3  sofre lenta fotodecomposição 
 
• 4H+ + 4NO3
- → 4NO2 + 2H2O + O2 
 
• Reações de solubilização: 
• Cu(s) + 2NO3
- + 4H+ → Cu2+ + 2NO2 + 2H2O 
• 4Zn(s) + 2NO3
- + 10H+ → 4Zn2+ + N2O + 5H2O 
• Fe(s) + NO3
- + 4H+ → Fe3+ + NO + 2H2O (HNO3 = diluído) 
• Não dissolve: Pt, Au, Rh e Ir 
 
• Ácido mais comum para a decomposição de materiais orgânicos 
 
Materialorg + HNO3 → CO2 + H2O + NOx 
 
Métodos de dissolução – Ácidos oxidantes 
• Ácido sulfúrico (H2SO4) 
 
• Concentração = 98,3% e P.E. = 339 oC (excede a máxima 
temperatura de trabalho em frascos de PTFE) 
 
• Monitoramento cuidadoso da temperatura de reação é 
necessária para prevenir danos aos frascos em sistemas 
fechados. 
 
• Propriedades oxidantes  concentrado e a quente 
 
• Decompões compostos orgânicos por desidratação 
 
• C12H22O11(s) + 11H2SO4 → 12C(s) + 11H2SO4.H2O 
 
• Alguns sulfatos são insolúveis: Ca(II), Ba(II), Sr(II) e Pb(II) 
Métodos de dissolução 
• Ácido perclórico (HClO4) 
 
• Mistura azeotrópica H2SO4/H2O com 72% de HClO4. P.E. = 203 
oC 
 
• Ácido concentrado a quente decompões compostos orgânicos 
violentamente 
 
• Quase todos os percloratos são solúveis (exceção: K, Cs e Rb) 
 
• Vapores de HClO4 e gases inflamáveis formam misturas 
explosivas 
 
• Percloratos explodem quando aquecidos 
 
• 4HClO4 → 2Cl2 + 7O2 + 2H2O 
 
Métodos de dissolução 
• Ácido perclórico (HClO4) 
 
• Regras de manipulação: 
 
• Não use conc. > 72% (v/v) 
 
• Nunca deixe o ác. a quente entrar em contato direto commateriais 
facilmente oxidáveis (óleos, graxas...). 
 
• Nunca usar capelas de exaustão feitas de material orgânico 
(madeira). 
 
• Não armazenar o ác. em frascos com tampa de borracha. 
 
• Lavar o papel de filtro com bastante água após o uso. 
 
• Lave com água os locais onde o ácido possa ter entrado em contato 
 
Métodos de dissolução 
• Peróxido de hidrogênio (H2O2) 
 
• Agente oxidante: 
 
2H2O2 → 2H2O + O2 
 
• Quando adicionado ao HNO3 auxilia na remoção de 
vapores de óxidos nítricos (NOx) e acelera a digestão 
de compostos orgânicos pelo aumento da temperatura 
 
• Água é o único produto de decomposição 
 
• É encontrado em alto grau de pureza 
 
• Mistura típica: HNO3:H2O2 = 4:1 
Métodos de dissolução 
• Ácido clorídrico (HCl) 
• Concentração entre 10 - 38% (12 Mol L-1) de HCl. P.E. = 110 oC (Azeótropo 
20,2%) 
 
• Caráter não oxidante 
 
• Dissolve sais ácidos (Fosfatos, boratos, carbonatos e sulfetos) 
 
• A maioria dos metais é solúvel com exceção de AgCl, Hg2Cl2 e TiCl. 
 
• Excesso de HCl aumenta a solubilidade do AgCl  AgCl2
- 
 
• Cloretos voláteis: As(III), Sb(III), Ge(IV), Se(IV), Hg(II), Sn(IV) 
 
• Natureza complexante 
 
• Muito usado para ligas a base de ferro por sua capacidade de manter 
grandes quantidades de clorocomplexos em solução 
 
• Forma complexos com Ag(I), Au(II), Hg(II), Ga(III), Tl(III), Sn(IV), Fe(II) e Fe(III) 
 
• Não dissolve óxidos de Al, Be, Cr, Ti, Zr, Sb e Sn, sulfatos de Ba e Pb, 
fluoretos do grupo II, SiO2, TiO2 e ZrO2 
Métodos de dissolução – Ácidos não-oxidantes 
• Ácido fluorídrico (HF) 
 
• Mistura azeotrópica HF/H2O com 38,4% de HF. P.E. = 108
oC 
 
• Não oxidante  forte natureza complexante 
 
• Usado na digestão de minerais, minérios, solos, rochas e 
mesmo em amostras botânicas 
 
• Principal uso na solubilização de silicatos: 
 
• SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O 
 
• Freqüentemente usado em combinação com HNO3 ou HClO4 
Métodos de dissolução 
• Ácido fluorídrico (HF) 
 
• Após a dissolução, muitos métodos instrumentais requerem a remoção de 
HF para evitar danos ao equipamento ou para ressolubilizar fluoretos: 
 
• H2SiF6 → SiF4 + 2HF 
 
• Procedimento alternativo para remover ou mascarar o íon fluoreto e/ou 
ressolubilizar fluorocomplexos  adição de ácido bórico: 
 
• H3BO3 + 3HF → HBF3(OH) + 2H2O 
 
• HBF3(OH) + HF → HBF4 + H2O 
 
• H3BO3  excesso (10 a 50 vezes) aumenta a velocidade da reação 
 
• Fluoretos insolúveis: Mg(II), Ca(II), MgAlF5, LaF3 e ThF4 
 
• Fluoretos voláteis: As(III), As(V), B(III), Ge(IV), Nb(V), Sb(III), Sb(V), Si(IV), 
Ta(V), Te(IV) e Ti(IV) 
 
• Complexante Enérgico: Fe(III), Al(III), Sn(IV), Ti(IV) e Ir(IV). 
Métodos de dissolução 
• Água régia (HCl:HNO3 = 3:1 (v/v)) 
 
• Produz NOCl (cloreto de nitrosila), que se decompõe 
liberando NOx e Cl2 sob aquecimento: 
 
• 3HCl + HNO3 → NOCl + Cl2 + H2O 
 
• Cloreto de nitrosila  forte agente oxidante 
• Dissolve metais preciosos: a solução deve ser 
preparada recentemente e usada rapidamente para evitar 
perda de Cl2 
Métodos de dissolução – Misturas de Ácidos 
Métodos de dissolução 
VIA SECA 
Fusão Cinzas 
Bico de gás 
Forno – 
mufla 
Forno – 
mufla de 
microondas 
Forno – 
mufla 
 
VIA 
ÚMIDA 
Sistema 
fechado 
- Frasco de 
combustão com 
O2 
- Frasco de 
combustão de 
Schöniger 
- Frasco de 
Carius 
- Bomba de teflon 
- Placa 
Aquecedora 
- Banho Maria 
- Bloco Digestor 
- Estufa 
- Mufla 
- Chama (bico de 
Bunsen) 
PREPARO DA 
AMOSTRA 
Sistema 
aberto 
Energia Energia 
• Decomposição por fusão 
 
“É uma reação heterogênea, realizada em altas temperaturas, 
entre um fundente e o material da amostra. Como resultado 
deste procedimento, um mineral original ou fases refratárias 
são convertidas em formas sólidas diferentes que são 
facilmente dissolvidas em ácidos, bases ou em água” 
 
• Fundente  reagente utilizado para reduzir a temperatura 
de fusão de uma amostra 
Métodos de dissolução (via seca) 
• Decomposição por fusão 
 
• Reagentes para dissolver uma amostra: 
 
• Deve fornecer uma solução final contendo todos os componentes a 
serem determinados 
 
• Os reagentes não devem interferir nas etapas seguintes da análise 
 
• O tempo de dissolução deve ser o mais rápido possível 
 
• Os reagentes devem ter a pureza adequada 
 
• As perdas do analito deverão ser desprezíveis 
 
• O procedimento de dissolução da amostra não deve atacar, de forma 
significativa, o recipiente 
 
• A execução das operações de laboratório necessárias não devem 
apresentar periculosidade ou instabilidade 
 
Métodos de dissolução (via seca) 
Ácidos: 
• Podem ser purificados com 
facilidade 
 
• Podem ser removidos por 
evaporação 
 
• A temperatura máxima de uso é 
limitada pelo ponto de ebulição do 
ácido 
 
• A temperatura de utilização pode 
ser mais elevada com o uso de 
Autoclaves 
 
Fundentes: 
• São usados em altas temperaturas 
 
• São de purificação difícil 
 
• Resultam em matrizes com teores 
elevados de eletrólitos 
 
• A dissolução final da massa 
fundida pode ser lenta ou difícil 
 
• Há riscos de contaminação ou 
perdas por volatilização 
 
• São mais eficientes que os ácidos 
na decomposição de materiais 
refratários 
 
Métodos de dissolução (via seca) 
• Decomposição por fusão (Ataque ácido x Fusão) 
• Fusão – procedimento geral 
 
• Amostra finamente moída é misturada intimamente com o eletrólito 
(fundente) ácido ou básico 
 
• A proporção entre as massas de amostra e fundente é importante e 
pode variar de 1:2 a 1:50 m/m 
 
• A mistura é, em geral, colocada em cadinhos de Ni ou Pt-Au 
 
• O cadinho é aquecido por um período de tempo necessário para que a 
amostra fique totalmente fundida 
 
• O líquido fundido se solidifica resfriado a temperatura ambiente. 
 
• Uma vez no estado sólido, a amostra se desprende facilmente das 
paredes do cadinho quando quebrado com movimentos leves 
 
• Se a fusão for bem sucedida o material será facilmente solúvel em 
água ou ácido diluído 
Métodos de dissolução (via seca) 
• Fusão – vantagens 
 
• Ideal para materiais cerâmicas de difícil digestão, tais como, 
minérios refratários, aluminas, óxidos, etc. 
 
• Método rápido 
 
• Baixo custo 
 
• Produtos de reação isentos de gases tóxicos ou corrosivos 
 
• Fusão – Limitações 
 
• Inadequado para elementos voláteis 
 
• Solução da amostra com elevado conteúdo de sólidos dissolvidos 
 
• Interferências espectrais causadas pelo fundente 
Métodos de dissolução (via seca) 
Métodos de dissolução (via seca) 
 
• Pesar 50 mg de amostra diretamente para cadinho de platina 
 
• Adicionar 0,17 g de metaborato de lítio 
 
• Homogeneizar o fundente mais amostra 
 
• Colocar o cadinho de platina em forno mufla a 950 oc, por 15 minutos 
 
• Retirar o cadinho do forno mufla 
 
• Dissolver a massa fundida com HCl diluído em béquer de vidro 
 
• Após total solubilização transferir para balão volumétrico de 500 ml e 
completar com água destilada/desmineralizada 
 
• Estocar em frasco de polietileno para leitura 
Procedimento (exemplo): Fusão com metaborato de lítio (LiBO2) 
 
Métodos de dissolução (via seca) 
→ 
↓ 
Procedimento (exemplo): Fusão com metaborato de lítio (LiBO2) 
 
Decomposição por via úmida-Sistemas abertos 
Aquecimento por condução 
 
 A temperatura da superfície 
externa do frasco é maior 
que o ponto de ebulição da 
solução 
Métodos de dissolução (via úmida) 
Sistemas abertos – aquecimento condutivo 
Vantagens: 
• Baixo Custo 
• Simplicidade Operacional 
Desvantagens: 
• Aquecimento não-uniforme 
• Problemas de contaminação 
• Possibilidade de perda dos analitos por projeção 
e/ou volatilização 
 
Métodos de dissolução (via úmida) 
Sistemas abertos – aquecimento condutivo 
Métodos de dissolução (via úmida) 
Abertura em chapa usando HF e béqueres de TEFLON 
chapa de aquecimento 
• Sistemasfechados - Bomba de decomposição (PTFE) 
• HNO3 concentrado e programa de temperatura 
• Desvantagens: 
• Em PTFE: 170ºC – 180ºC; o material não é indicado para 
temperaturas mais altas 
• Decomposição incompleta 
• Perda de Hg nas paredes do frasco (PTFE) 
 
 
Métodos de dissolução (via úmida) 
Aquecimento assistido por energia microondas 
• Microondas são radiações do espectro eletromagnético (portadoras de energia) 
• Região de comprimentos de onda: 1mm a 1m e freqüências de 300 a 300000 MHz. 
• Freqüências para usos industrial, médico e cientifico: 915MHz, 2.450MHz (12,2cm), 
5.800MHz and 22.125MHz. Estabelecidas pela Comissão Federal de Comunicações - FCC 
(USA) 
Microondas 
Métodos de dissolução (via úmida) 
Espectro Eletromagnético 
 Tipo de radiação Freqüência típica 
(MHz) 
Quantum de 
energia (eV) 
Raios-X 3,0 x 1013 1,24 x 105 
Ultravioleta 1,0 x 109 4,1 
Visível 6,0 x 108 2,5 
Infravermelho 3,0 x 106 0,012 
Microonda 2450 0,0016 
 
 
Energia de uma microonda vs energia de outras radiações 
eletromagnéticas 
Métodos de dissolução (via úmida) 
• Microondas não são radiações ionizantes 
 
• A energia das microondas é muito menor que a energia necessária 
para quebrar as ligações das moléculas orgânicas mais comuns 
Energia das microondas 
Métodos de dissolução (via úmida) 
Quantum de energia de microonda de 2450 MHz = 0,0016 eV 
Ligação química Energia da ligação 
química (eV) 
H-CH 3 4,5 
H-NHCH 3 4,3 
H 3 C-CH 3 3,8 
H-OH 5,2 
Ligação de hidrogênio 0,21 
Mecanismos de aquecimento provocado por microondas 
• Os líquidos absorvem energia de microondas por dois 
mecanismos que atuam simultaneamente: 
• Rotação de dipolo 
• Condução iônica 
 
Métodos de dissolução (via úmida) 
• Rotação Dipolo 
• Refere-se ao alinhamento de moléculas na amostra, que 
tenham momentos de dipolo induzido ou permanente, devido a 
aplicação de um campo elétrico. 
 
• Depende da temperatura e viscosidade da amostra 
 
Rotação de dipolo 
• Moléculas polarizadas são alinhadas com a aplcação do campo elétrico 
 
• Quando campo é removido ou reduzido, a desordem induzida termicamente é 
restaurada e energia térmica é liberada. 
 
• A 2450 MHz, o alinhamento das moléculas, seguido do seu retorno a desordem ocorre 
4,9 x 109 vezes por segundo, e resulta em rápido aquecimento. 
Métodos de dissolução (via úmida) 
• Refere-se à migração dos íons dissolvidos no campo eletromagnético aplicado 
 
• A condução iônica depende da mobilidade, carga e concentração do íon 
Condução Iônica 
Rotação de dipolo 
Métodos de dissolução (via úmida) 
• A absorção da microonda depende da: 
 
• constante dieléctrica e’ (capacidade de uma molécula ser 
polarizada por radiação eletromagnética) 
 
• perda dielétrica e” (eficiência de conversão da energia da 
microonda em calor) 
 
• “loss tangent” ou tand = e”/e’ (habilidade do material em 
absorver energia da microonda, convertendo a energia da onda 
eletromagnética em calor) 
 
Absorção da microonda e aquecimento 
Métodos de dissolução (via úmida) 
Constantes 
Taxa de conversão de energia de microondas (tand) em diferentes materiais 
Água 25 1570
Quartzo fundido 25 0,6
Cerâmica F-66 25 5,5
Porcelana No 4462 25 11
Vidro fosfato 25 46
Vidro borossilicato 25 10,6
Vidro Corning No 0080 25 126
Acrílico (Plexiglass) 27 57
Nylon 6-6 25 128
Polietileno 25 3,1
Poliestireno 25 3,3
Teflon PFA 25 1,5
Material Temperatura (°C) tand (x10-4) 
Absorção da microonda e aquecimento 
Métodos de dissolução (via úmida) 
Interação de materiais com microondas 
 
 Materiais podem 
refletir, absorver ou não 
absorver microondas 
Aquecimento assistido por energia microondas 
Métodos de dissolução (via úmida) 
 
• As paredes do frasco são 
transparentes à energia da microonda e 
apresentam temperatura menor que a 
temperatura da solução 
 
• Primeira aplicação 
• MW caseiro (600W) 
• 4:1 HNO3+HClO4 
•0,5 g amostra + 10 mL mescla 
(erlenmeyer 125 mL) 
• t = 15 min 
• Fígado bovino (Zn e Cu) 
• Folhas de pomar (Zn, Cu e Pb) 
• AAS 
 
 
Aquecimento por microondas 
Métodos de dissolução (via úmida) 
 
 Abu-Samra, A. Morris, J. S.; Koirtyohann, S. R.; Anal. Chem., 47(1975)1475 
Sistema de microondas não focalizadas (“cavity-type”) 
Tipo: 
-Milestone 
- CEM 
- Perkin Elmer 
- Provecto 
Sistema de microondas não focalizadas (“cavity-type”) 
Milestone – MLS 1200 
Frascos de baixa pressão
(vapor ácido) 
 
Não recomendado para As
Sistema de microondas não focalizadas (“cavity-type”) 
Sistema Provecto 
Sistema com microondas focalizadas (“waveguide-type’’) 
Forno de microondas com radiação focalizada 
(sistema aberto) 
Forno de Microondas Focalizado 
• Trabalha a pressão atmosférica 
• Mais seguro, mas requer condições mais drásticas de reação (uso 
de H2SO4) 
 
• Permite uso de até 10 g de amostras 
 
• Permite adição automática de ácidos e/ou solventes orgânicos 
 
• Ideal para amostras com alta concentração de orgânico 
 
Vantagens em relação à chapa e bloco digestor 
 
• Permite melhor controle de temperatura e conseqüentemente 
melhor controle da reação 
 
• Sistema de refluxo  reduz contaminação e perdas por 
volatilização 
Métodos de dissolução (via úmida) 
Forno de microondas com frascos fechados 
alta pressão 
Aquecimento por microondas em sistema fechado 
• 10ml de HNO3 em 6 frascos de Teflon TFM fechados, 
aplicando-se 600 watt por 15 min 
 
• A pressão de vapor gerada no interior dos frascos aumenta a 
temperatura de ebulição do HNO3 
 
0
50
100
150
200
250
0 300 600 900 1200
0
5
10
15
20
25
30
Tempo (s) 
Métodos de dissolução (via úmida) 
Aquecimento por microondas em sistema fechado 
 Vantagens da decomposição em frascos fechados 
 
• Reduz erros sistemáticos e obtêm-se menores limites de detecção 
•Não há perdas dos analitos 
• Reduz contaminação 
• Reduz valores de branco (menor consumo de ácido) 
• Maior pressão  maior temperatura  decomposição apenas com HNO3 
 
• Reduz custos 
• Pequeno consumo de ácidos ultrapuros (caros) 
 
• Minimiza impactos ambientais 
 
 limitações: 
 
• Alto custo do equipamento 
• Baixa freqüência analítica 
Métodos de dissolução (via úmida) 
 
Parâmetros instrumentais: MLS 1200-MEGA 
 
FORNO DE MICROONDAS 
Etapa Potência (W) Tempo (min) 
1 250 5 
2 400 5 
3 500 5 
4 600 10 
5 300 5 
6 ventilação 10 
“Determinação de elementos-traços em amostras de sedimentos 
via ICP-MS após digestão ácida em forno de microondas” 
Procedimento 
 Materiais de Referência: 
 
 NIST 2702 – Marine Sediments; 
 NIST 2710 – Montana Soil; 
 NIST 2782 – Industrial Sludge. 
 NIST 2780 – Hard Rock Mine 
Waste; 
 NIST 8704 – Buffalo River 
Sediment. 
Procedimento 
Abertura 2 
Massa: 0,1000 g; 
 Reagentes: HNO3, HF, H2O2; 
 Programa de aquecimento – Etapa 1; 
 Resfriamento dos frascos; 
 Reagentes: H3BO3; 
 Programa de aquecimento – Etapa 2; 
 Resfriamento dos frascos; 
 Ajuste de volume p/ 50 mL. 
 
Resultados 
• Montana Soil – Ag, As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Ga, In, Ni, Pb, Tl, V e Zn. 
 
• Industrial Sludge – As,Ba,Cd, Co, Cr, Cu, Ga, In, Li, Ni, Pb, Tl, V e Zn. 
 
• Hard Rock Mine Waste – As, Ba,Cd, Co, Cr, Cu, Pb, Tl, V e Zn. 
 
• Inorganics in Marine Sediment – As, Ba, Co, Cr, Cu, Ga, Ni, Pb, Tl, V. 
 
• Buffalo River Sediment – As, Ba,Cd, Co, Cr, Ni, Pb, V e Zn 
Determinação de elementos traço por ICP-MS 
Os resultados para todos os analitos foram concordantes para todos os CRM’s investigado 
Resultados 
 Adição-recuperação (amostras de sedimentos de rio – 
bacia do Rio Grande, MG): 80 e 106% (As,Ba,Cd, Co, Cr, Cu, 
Ga, In, Li, Pb, Tl, V e Zn); 
 
 LD: 0,4 µg Kg-1 a 8,7 mg Kg-1; 
 
 LQ: 1,4 µg Kg-1 a 4 mg Kg-1 
 
• Critérios utilizados para validação (APHA): 
 
 - Precisão: 20% RSD; 
 - Recuperação: 75 – 125%; 
 - Teste-t (Student): IC = 90 – 95%. 
 
Forno de microondas com frascos 
fechados baixa pressão(P < 15 bar) 
Melhor freqüência analítica: 36 amostras/rodada 
Síntese de hidrotérmica 
Síntese de hidrotérmica 
Referências 
 
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