Herbicidas em água por cromatografia gasosa e titulação

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Herbicidas em água por cromatografia gasosa e titulação condutométrica 
Cromatografia Gasosa 
	Aplicada para substâncias que possam ser “arrastadas” por um fluxo de gás. 
Amostras gasosas;
Líquidas voláteis e termicamente estáveis;
Sólidas solúveis em água e solventes orgânicos;
PE até 300°C, termicamente estáveis.
Componentes do cromatógrafo a gás
Fase móvel ou gás de arraste 
Requisitos:
Inerte: Não deve interagir com a amostra, nem com a fase estacionária ou superfícies do instrumento. 
Puro: Deve ser isento de impurezas que possam degradar a fase estacionária. 
Impurezas típicas em gases: 
H20, O2: oxida/hidrolisa algumas FE; incompatíveis detector de captura eletrônica.
Hidrocarbonetos: ruído no sinal de DCI.
Custo: 
Quanto maior a pureza, mais caro.
Compatível com detector: 
Cada detector demanda um gás específico para melhor funcionamento.
Sistema de injeção 
Vaporiza a amostra (solvente + composto alvo), sem que ocorra sua decomposição; 
Temperatura 50°C acima da temperatura de ebulição do componente mais volátil; 
Mistura vapor com fase móvel (gás de arraste);
Transfere vapor pra dentro da coluna.
Dispositivos: 
Injetores para colunas empacotadas;
Injetores capilares;
Válvulas de amostragem a gás.
Injetor convencional: “on-column”
	1- Septo (silicone)
	2- Alimentação gás de arraste
	3- Bloco metálico aquecido 
	4- Ponta da coluna cromatográfica
Funcionamento: 
1- Ponta da agulha da microsseringa é introduzida no início da coluna.
2- amostra injetada e vaporizada instantaneamente no início da coluna.
3- “Plug” de vapor de amostra forçado pelo gás de arraste a fluir a coluna.
Coluna
Coluna empacotada: 
Diâmetro externo: 3-4mm;
Comprimento: 0,5 a 5m (máx 2m);
Enchimento: 0,5 a 25% da fase líquida.
Vantagens: 
Mais econômica;
Mais quantidade de amostra.
Desvantagens: 
Menor eficiência;
Análise mais lenta.
Coluna capilar:
Diâmetro externo: 0.1, 0.22, 0.3, 0.53mm;
Comprimento: 12-60m;
Material: sílica fundida, material inerte.
Vantagens: 
Maior eficiência;
Análise mais rápida.
Desvantagens: 
Satura rapidamente;
Menor quantidade de amostra.
Detectores 
Condutividade térmica: medida baseada na condutividade térmica de um filamento.
Utiliza-se hélio ou hidrogênio
Ionização por chama (DCI): medida baseada na variação de uma corrente devido a influência de íons e elétrons formados numa chama de H2/ar.
Utiliza-se hélio ou hidrogênio
Captura de elétrons: medida baseada na variação de uma corrente de “elétrons lentos”.
Utiliza-se nitrogênio, ar + 5% CH4
Análise qualitativa
Aplicações qualitativas:
Identificação individual das amostras;
Determinação da identidade da amostra propriamente dita.
Fontes de informação:
Retenção: uso de dados de retenção para sua identificação;
Detecção: detectores que fornecem informações estruturais sobre as substâncias eluidas.
tr= tempo de retenção (tempo
decorrido entre a injeção e 
o ápice do pico cromatográfico).
tm= tempo de retenção do 
composto não retido (tempo mínimo
para um composto que não interage com a 
FE atravesse a coluna.
tr’= tempo de retenção ajustado 
(tempo médio que as moléculas do analito
Passam sorvidas na FE)
O parâmetro diretamente mensurável de retenção de um analito é o tempo de retenção ajustado, tr’.
 TEMPO
SINAL
Análise quantitativa 
	O parâmetro diretamente relacionado à quantidade do analito é:
Altura de banda cromatográfica: não recomendado, pois a banda necessita ser perfeitamente simétrica. 
Área da banda cromatográfica.
Área 
Altura 
TEMPO 
SINAL
Titulação condutométrica
Análise de atrazina em amostras de água por cromatografia gasosa 
Fórmula molecular:
Grupo Químico: Triazina
Classe: Herbicida
Classificação Toxicológica: III - Medianamente tóxico
Nome Químico (IUPAC): 6-chloro-N2,N4-diethyl-1,3,5-triazine-2,4-diamine
Fórmula bruta: C8H14ClN5
Atrazina 
 
É um herbicida que constitui um dos grupos mais danosos de contaminantes para a saúde humana, fauna e flora;
Utilizada no controle pré e pós emergência de plantas infestantes de diversas culturas agrícolas, nomeadamente milho, sorgo e cana de açúcar;
O potencial herbicida da atrazina deve-se à sua ação na inibição da fotossíntese pela interrupção da reação de Hill, reação de fotólise da água;
Segundo herbicida mais utilizado no Brasil.
Parte experimental 
	Para o estudo, foi coletado uma amostra de água de rio Jaguari-Mirim, da cidade de São João da Boa Vista-SP. A água do rio é utilizada para plantação de cana-de-açúcar.
	Amostra coletada e direcionada para laboratório de análise.
Mapa do Estado de São Paulo destacando a cidade de São João da Boa Vista.
Para análises cromatográficas foram utilizados os seguintes materiais e reagentes: 
copo de buchi e balão;
funil;
filtro de papel;
vials de 2 e 60 mL; 
Buchi Syncore Vacum Pump V-7000;
pipeta de Pasteur; 
ultrassom; 
fitas medidoras de pH; 
balança analítica; 
nitrogênio; 
sulfato de sódio (NO2SO4 );
diclorometano;
proveta; 
padrão surrogate; 
cromatógrafo gasoso acoplado a detector de captura de elétrons (GC-ECD) (Agilent Technologies). modelo 5740. 
Extração da amostra de água 
400mL de água
Funil de separação
Medição do PH
Adição 16µL de surrogate
Submetida a meia ácido 
Adição de 80mL diclorometano 
Agitação
Filtração 
Repetiu-se o processo
Amostra é concentrada no equipamento Buchi Syncore Vacum Pump V-7000
Transferida para vial de 2mL 
Equipamento Jec Vap para receber nitrogênio 
400µL de amostra
Análise cromatográfica 
Análise cromatográfica 
Cromatógrafo a gás equipado com injetor split/splitless e acoplado a um espectrômetro de massas (Agilent Technologies). 
Separação foi feita empregando uma coluna capilar DB-5 (0,25 mm x 30 m, espessura do filme de 0,25 µm) (J & W Scientific).
As análises foram feitas nas seguintes condições:
	 
 
 
Cromatógrafo a gás (temperatura)	 tv = 240ºC
 tc = 60ºC, durante 1 min
 20ºC/min até a temperatura de 150ºC
 10ºC/min até a temperatura de 280ºC
 td = 230ºC 
	Coluna
 	DB-5 (0,25 mm x 30 m, espessura do filme de 0,25 µm)
	Fluxo	 28,0 mL/min Injetor
	Injetor	 Splitless
 Tempo de corrida cromatográfica de 17 min
 Volume injetado = 2 µL.
Condições cromatográficas para determinação de atrazina
	A curva de calibração do equipamento para a metodologia aplicada foi obtida com pontos que variam de 10 a 1500 PPB, e a concentração da amostra foi de 500 µL.
Validação da metodologia 
 As validações metodológicas foram realizadas após a definição das faixas de trabalho de acordo com os seguintes itens: 
 Limite de detecção do método (LD) – O LD é definido como a concentração mínima do analito medida e declarada com 95% de significância estatística de que a concentração do analito é maior que zero; 
 Limite de quantificação do método (LQ) – O LQ é a menor concentração do analito que pode ser determinada com um nível aceitável de precisão e veracidade. 
O LQ da curva é de 0,00005 mg/L e o LD é 0,000001 mg/L.
Resultados 
	Compostos	Resultados analíticos	Resolução CONAMA 357/05	LQ µg/L
	Atrazina em amostra de água superficial	< 0,5 µg/L	2 µg/L	< 3,0 µg/L
	A partir da análise cromatográfica da água, foram obtidos os seguintes resultados: 
De acordo com os resultados expressos na tabela, foi constatado que a água não está contaminada com o herbicida atrazina.
 	Para ser considerado agente poluente, os valores de atrazina devem ser maiores que 2,0 µg/L, baseados na resolução do CONAMA 357/05. 
Herbicidas em água por titulação condutométrica