O gerador de hidretos

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O gerador de hidretos possui aplicação na análise principalmente de Elementos que podem ser convertidos em hidretos principalmente nos âmbitos ambiental (solos, águas, plantas, sedimentos), clínica (urina, cabelo, outros fluidos), em alimentos e industrial (fertilizantes, lubrificantes, minérios).
O gerador apresenta como vantagens:
E apresenta como desvantagens:
1.1 TÉCNICA DO GERADOR DE HIDRETOS
O arsênio e muitos elementos dos grupos IV, V e VI da tabela periódica formam hidretos covalentes e voláteis na reação com hidrogênio (nascente), o que provoca a separação e enriquecimento do elemento a analisar e uma diminuição de interferências.
Consegue-se uma melhor reprodutibilidade usando borohidreto de sódio como redutor que produz o hidrogênio atômico, em particular se usarmos uma célula de fundo cônico e introduzirmos a solução de borohidreto no fundo por intermédio de um capilar sem agitação, pois a reação entre a solução redutora alcalina com a solução da amostra acidificada permite uma mistura rápida e uma reação completa. Atualmente há sistemas comerciais deste tipo que funcionam sem problemas. 
Deste modo, podem ser determinados elementos como Sb, As, Bi, Se,
Ge, Te e Sn, sendo as reações do tipo:
M+3 +3H ↔ MH3 (AsH3, BiH3)
M+2 +2H ↔ MH2 (SeH2, TeH2)
Tem-se feito também feito experiências em que os hidretos produzidos são introduzidos diretamente na chama, medindo-se posteriormente a área dos sinais para evitar interferências cinéticas, pois os resultados dependem da velocidade da reação de oxidação do elemento e da influência de interferentes na libertação do hidreto na solução-amostra. Embora se obtenha uma menor sensibilidade nesta técnica on line, esta é geralmente suficiente em termos analíticos, sendo importante quando o uso de um menor tempo de análise é decisivo. Inicialmente, foi quase exclusivamente usada uma chama difusora com árgon (ou azoto) e hidrogênio para a atomização do hidreto, pois o hidrogênio libertado na reação não altera as características da combustão. Se o hidreto for primeiramente congelado, o hidrogênio é removido antes de o hidreto chegar à chama levado pelo gás arrastador. A temperatura baixa da chama difusora é adequada para atomizar os hidretos e suficientemente transparente na zona do U.V. longíquo, permitindo a determinação de As e Se com uma razão sinal/ruído adequada. Posteriormente tem-se também vindo a usar tubos selados, mantendo nas extremidades janelas de quartzo, que são posteriormente aquecidos lentamente a cerca de 1100°C, o que faz aumentar substancialmente a sensibilidade de alguns elementos (GONÇALVES, 2001).
A atomização de hidretos requer somente que estes sejam aquecidos em um tubo de quartzo, conforme está mostrado na figura 7 (SKOOG,2002). 
Figura 7: Um sistema para geração de hidretos e de atomização para espectrometria de absorção atômica. Fonte: Skoog, 2002.
Comparando com a absorção atômica com chama, a técnica dos hidretos apresenta melhor sensibilidade, pois há uma concentração durante o processo, menos interferências porque o metal é destilado e melhor razão sinal/ruído, em particular quando não é usada uma chama. Como se extrai praticamente todo o elemento da amostra costuma-se designar a técnica do gerador de hidretos como método absoluto.
 A espectrometria de absorção atômica por geração de hidretos (HGAAS) é a mais sensível das técnicas para determinação de selênio. Um dos aspectos fundamentais da determinação por HG-AAS é a necessidade de decomposição da amostra de modo a tornar o elemento disponível para a determinação, degradando a matriz orgânica.
1.2 INTERFERÊNCIAS
Na técnica do gerador de hidretos o elemento passa o atomizador na forma de hidreto gasoso, ficando muitas das possíveis interferências na fase aquosa, pelo que praticamente não existem interferências espectrais. Podem, no entanto, verifica-se problemas cinéticos provocados por diferentes velocidades de libertação do hidreto da solução, em especial na técnica on line, o que depende da matriz.
Em particular, se a amostra contiver material biológico, pode formar-se espuma quando se adiciona a solução de borohidreto que por sua vez pode reter uma dada fração do hidreto do elemento em estudo. Além disso, por vezes o hidreto é difícil de se libertar quando se tratam grandes volumes de amostra. Todos estes efeitos podem ser minimizados medindo as áreas em vez das alturas dos picos.
A técnica dos hidretos é a única em absorção atômica em que o estado de oxidação do elemento tem uma influência significativa na sensibilidade. Assim, para o grupo VA: As, Sb e Bi, obtêm-se uma sensibilidade maior para o número de oxidação +3 que para o +5, enquanto que para o grupo VA: Se e Te3 só se detecta o número de oxidação +4, não sendo possível determinar o estado +6. O teor de ácidos tem geralmente uma pequena influência na determinação dos elementos que formam hidretos, apresentando somente o Se e o Pb uma dependência relativamente forte com o pH, pelo que são normalmente determinados em solução tamponizada.
São poucos os elementos que exercem interferências químicas, atendendo ao fato de que o elemento em estudo se liberta da solução. No entanto, os elementos que formam hidretos podem exercer interferências entre si (GONÇALVES, 2001).
1.3 INTRODUÇÃO DE AMOSTRAS EM SOLUÇÃO (SKOOG,2002)
As técnicas de geração de hidretos fornecem um método para introdução de amostras (Figuras 8 e 9) que contém arsênio, antimônio, estanho, selênio, bismuto e chumbo em um atomizador na forma de gás. Tal procedimento melhora os limites de detecção para esses elementos por um fator de 10 a 100. Como várias dessas espécies são altamente tóxicas, sua determinação em níveis baixos de concentração é de importância considerável.
A toxicidade também exige que os gases a atomização devam ser descartados de maneira eficiente e segura.
A geração rápida de hidretos voláteis pode ser conseguida pela adição de uma solução aquosa acidificada da amostra em um pequeno volume de uma solução aquosa a 1% de borihidreto de sódio contido em um recipiente de vidro; uma reação típica é dada pela equação
3BH-4 + 3H+ + 4H3AsO3 →3H3BO3 +4AsH3↑ +3H2O
O hidreto volátil- neste caso, arsina é varrido para a câmara de atomização por um gás inerte. A câmara geralmente é um tubo de sílica aquecido a várias centenas de graus em um forno ou em uma chama. A decomposição do hidreto ocorre levando à formação de átomos do analito, cuja concentração é então determinada pela medida de absorção ou de emissão. O sinal é um pico similar ao que é obtido com atomização eletrotérmica.
 
Figura 8: Célula de gerador de hidretos – montagem sobre o equipamento. Fonte: Quminlab
 
Figura 9: Gerador de hidretos acoplado ao espectrofotômetro. Fonte: Quminlab.
Como a animação em HGAAS aqui mostra, muitas das peças principais do HGAAS sistema são idênticos ao do AAS: um buraco Lâmpada de cátodo, ar / acetileno chama, e sistema óptico, mas incluem (na maioria dos sistemas) uma célula óptica e da relativamente complexa sistema de geração de hidreto. O nebulizador exigido em AAS não é usado em HGAAS. O sistema descrito aqui é um sistema de fluxo contínuo,mas os sistemas de fluxo de lotes tenham sido utilizados na passado. O trabalho de cada componente é detalhado abaixo:
Job da lâmpada de cátodo oco5 Fornecer a linha clara de análise para o elemento de interesse Fornecer um feixe constante e intensa do que a linha analítica. Trabalho do sistema de geração de hidretos Sugar (aspirado) amostra de líquido a uma taxa controlada Mix amostra líquida com borohidreto de sódio e HCl Criar um hidreto volátil do metalóide analito de que a reação Fluxo que hidreto gasoso na célula óptica. Trabalho da célula óptica e chama Decompor a forma de hidreto do metalóide do módulo de geração de hidretos Assim, criar átomos (a forma elementar) do elemento de interesseSe0, Sb0, Te0, etc
Trabalhodo monocromador: Isolar fótons linhas analítica "passando a célula óptica remover luz dispersa de outros comprimentos de onda a partir da célula óptica. Ao fazer isso, apenas uma linha espectral estreita incide sobre o PMT.Job do tubo fotomultiplicador (PMT) Como o detector, a PMT determina a intensidade dos fótons da linha analítica saindo do monocromador.
A Lâmpada de cátodo oco
A lâmpada de cátodo oco (HCL) utiliza um cátodo feito do elemento de interesse com uma baixa interna pressão de um gás inerte. Uma corrente elétrica de baixa (~ 10 mA) é imposta de tal forma que o metal é animado e emite algumas linhas espectrais características do elemento (por exemplo, Te 214,3 nm e um par de outras linhas; 196 nm SE e outras linhas, etc.) A luz é emitida através do direcional janela de lâmpada, uma janela feita de um vidro transparente nos comprimentos de onda UV e visível.
Geração de hidretos e Resíduos
A reação de muitos oxiânions metalóide com borohidreto de sódio e HCl produz uma volátil hidreto: H2Te, H2Se, H3As, H3Sb, etc Assim como AAS, o estado de oxidação do metalóide é crucial e os cuidados devem ser tomados para produzir o estado de oxidação específicos metalóide antes a amostra é introduzida no hidreto o hidreto linha de transferência de gás. Em seguida, o combustível e o oxidante estão ligados e, em seguida, a chama está acesa com o instrumento do sistema de auto-ignição (a pequena chama ou em brasa vela). Depois de apenas alguns minutos, a chama é estável. Água desionizada ou uma solução diluída de ácido pode ser aspirado entre amostras (mas a experimentação é necessária para verificar o que produz a melhor reprodutibilidade). Um solução aquosa com a quantidade correta de ácido e não analito é freqüentemente usado como o branco.
Para estabilizar a HGAAS
o sistema em branco ácidas é muitas vezes fluiu através o tubo de entrada da amostra para 5 ou 10 minutos, embora os mais este passa, o mais ácido resíduos são produzidos.
Controle cuidadoso da mistura ar / combustível é importante porque cada resposta elemento depende de sucesso decomposição do hidreto volátil na célula aquecida óptica. Lembre-se que o calor da chama deve quebrar os hidreto e reproduzível criar a forma elementar do átomo analito. Otimização é realizada por aspiração uma solução que contém o elemento (com teor de analito sobre isso do meio da faixa de resposta linear) e depois ajustar a mistura de combustível / oxidante até a absorção de luz máxima é atingida. Também a posição da cabeça queimada, célula óptica, e amostra taxa de absorção são igualmente "sintonizado". A maioria dos sistemas de computador controlado pode salvar as configurações de modo variável que os métodos de diferentes elementos podem ser facilmente salvos e recarregados.
Desligue envolve aspiração de água deionizada por todas as três tubos de entrada (borohidreto, ácido, e entradas de amostra) por um curto período e depois de fechar o combustível fora primeiro. Mais modernos instrumentos de controle os procedimentos de ignição e desligar automaticamente. O tubo de plástico que é esticada em torno do cabeça da bomba peristáltica é solto no comprimento de sua vida. Finalmente, o gás de purga é desligado.