Mestrado em Química

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Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da adsorção de metais em sedimentos de amostras coletadas no reservatório da usina hidrelétrica de Furnas
(Universidade Federal de Alfenas, 2013-07-22) Oliveira, Fagner Moreira De; Luccas, Pedro Orival; Reis, Boaventura Freire Dos; Magalhães, Cristiana Schmidt De
O presente trabalho avalia a adsorção de metais em sedimento do reservatório da Usina Hidrelétrica de Furnas – MG (Pontalete MG – junção dos Rios Sapucaí e Verde). Foram estudados dois metais; um considerado tóxico para o ambiente aquático, como o cádmio, e outro, considerado essencial para o ecossistema, o ferro. Para a determinação de cádmio, empregou-se um sistema de análise em fluxo com filtração “on-line” e detecção por espectrometria de absorção atômica com thermo spray (TS-FF-AAS). A técnica analítica empregada para a determinação de ferro foi espectrometria de absorção atômica em chama (FAAS) também com acoplamento FIA para filtração das amostras. Essas técnicas apresentaram boa sensibilidade, rapidez e desempenho satisfatório. Nos estudos de isotermas foram observados, para ambos os elementos, ferro e cádmio, que o modelo de Langmuir melhor descreve o processo de adsorção, indicando adsorção em monocamada. Nos estudos cinéticos foram observados que os modelos pseudoprimeira e segunda ordem melhor descrevem a cinética da reação para o metal ferro e cádmio, respectivamente, em que a quantidade de íons de ferro adsorvidos por unidade de massa (Qe), obtida experimentalmente, foi de 9,5432 mg g-1, próximo ao Qe teórico de 9,8355 mg g-1. Para o metal cádmio foram obtidos valores de Qe experimental de 0,3052 mg g-1, também próximo ao Qe teórico de 0,3123mg g-1. Conclui-se que em casos de introdução e ou carência desses elementos no ambiente lacustre, o sedimento pode atuar como um regulador da concentração (biodisponibilidade) dos metais na coluna de água, devido ao equilíbrio de adsorção/dessorção na interface água/sedimento.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação do perfil vertical da concentração de metais em sedimentos do Reservatório da Usina Hidrelétrica de Furnas
(Universidade Federal de Alfenas, 2010-12-10) Souza, Polyana Maria De Jesus; Luccas, Pedro Orival; Costa, Letícia Malta; Figueiredo, Eduardo Costa De
Neste trabalho avaliou-se a concentração de metais, no perfil vertical, de amostras de sedimento e de água do reservatório da Usina Hidrelétrica de Furnas – MG (Compartimento Sapucaí). As coletas de amostras de água e sedimento foram realizadas em 3 pontos distintos da Usina Hidrelétrica de Furnas. A água foi coletada com Garrafa de Van Dorn e o sedimento com coletor do tipo Kajak-Brinkhurst. As amostras foram fatiadas de 1 em 1 cm até a profundidade de 5 cm e coletou-se também a fatia de 10 cm. A digestão das amostras de sedimento foi feita com sistema de irradiação em forno de micro-ondas com frascos fechados com ácido concentrado (HNO3) e peróxido de hidrogênio, conforme preconizado pela “Environmental Protection Agency 3051A (EPA)”. Os metais analisados foram: Cd e Pb por espectrometria de absorção atômica com atomização em forno de grafite; Mn em espectrometria de absorção atômica em chama; As, Cd, Co, Cu, Mn, Fe, Pb, Ni, Se e Zn por espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente. Para avaliar a exatidão do método foi empregado material de referência certificado e os valores encontrados foram condizentes para o intervalo de confiança de 95 %, aplicando-se o teste t-Student para a maioria dos metais, exceto para o manganês. As concentrações de Cd, Pb e Mn obtidas nas amostras de água não indicaram poluição, pois se encontram abaixo dos limites máximos permitidos pelo conselho nacional do meio ambiente. Os resultados das concentrações dos metais em sedimentos foram semelhantes aos valores estabelecidos pelos níveis de referência geológicos global, “Threshold Effect Level, Probable Effect Level” e também com valores de referência regional. Uma estratificação pontual pode ser obervada, na coluna de sedimento, no entanto, a principal característica foi a heterogeneidade na composição do sedimento o que dificulta a avaliação do perfil. Também pode ser notado diferença nas concentrações dos metais entre as estações seca e chuvosa com diluição na estação chuvosa.
Acesso aberto (Open Access)
Construção de um biossensor potenciométrico impresso para determinação de adrenalina
(Universidade Federal de Alfenas, 2017-08-31) Oliveira, Andressa Cristina Vasques De; Luccas, Pedro Orival; Figueiredo, Eduardo Costa De; Kondo, Márcia Matiko
A adrenalina é liberada no sangue pelo sistema nervoso simpático e pela medula supra renal, tem grande importância para organismos agindo desde o prolongamento do efeito dos anestésicos locais até sua atuação no coração, podendo restaurar os batimentos cardíacos no caso de uma parada cardíaca. Dessa maneira, ela se apresenta como importante tema de estudo. Por outro lado, os biossensores impressos em papel, por se tratarem de uma técnica relativamente simples, de baixo custo e de fácil acesso, também apresentam grande potencial como ferramenta de química analítica. Esses utilizam uma enzima que pode catalisar uma oxidação ou redução do analito e gerar um sinal proporcional à concentração do mesmo. Como elemento biológico, do biossensor proposto, foi utilizado a enzima Polifenoloxidase. Portanto, neste trabalho foi construído um biossensor potenciométrico para determinações de adrenalina. O eletrodo de referência foi impresso em papel vegetal (Filipinho®) utilizando impressora jato de tinta (Hp 2050®) com os cartuchos de tintas originais. A tinta para impressão foi modificada com Cloreto de Potássio e Nitrato de Prata. O eletrodo indicador foi construído a partir da impressão da parte condutora, isto é, tinta com KCl. O eletrodo de trabalho se deu a partir da imobilização da enzima em forma de pasta contendo grafite e gelatina comercial (Dr. Oetker®). A impressão de ambos os eletrodos originou, portanto, o biossensor proposto. A enzima foi extraída do inhame (Colocasia sp.) com tampão fosfato (pH =7,0). A melhor composição foi de 1000 μL de Extrato Bruto Enzimático (EBE) com 500 μL de gelatina e 0,330 g de pó de grafite. O equipamento portátil, para as medidas potenciométricas, consiste de uma interface computacional (Arduino Duo®) que possui entradas analógicas com resolução de 12 bits. Para ajuste de impedância de entrada construiu-se um circuito (Op-Amp CI OP07, Analog Devices®) do tipo buffer. A comunicação com o usuário foi feita através de um programa desenvolvido em linguagem visual Basic®, a interface foi conectada ao computador através da porta USB. Empregando soluções de Adrenalina em tampão fosfato (pH = 7,0). Foi calculado o Limite de Detecção (LD= 2,15 x 10-4mol L-1) e a faixa de resposta linear foi de 5x 10-2 a 5x10-4 mol L-1. A exatidão foi checada comparando com método titulométrico e houve concordância entre os resultados a um nível de 95 % (teste-t pareado). O sistema foi aplicado para a determinação de adrenalina em medicamentos injetáveis e os resultados foram satisfatório a precisão expressa em coeficiente de variação foi sempre inferior a 22%.
Acesso aberto (Open Access)
Determinação de sulfato de estreptomicina em amostras de medicamentos veterinários por análise em fluxo
(Universidade Federal de Alfenas, 2013-07-10) Frugeri, Pedro Marcos; Luccas, Pedro Orival; Oliveira, André Fernando De; Magalhães, Cristiana Schmidt De
A presente dissertação descreve um sistema de análise em fluxo para determinação de estreptomicina em amostras de medicamentos veterinários. O método baseia-se na hidrólise alcalina da estreptomicina, seguida da reação da guanidina produzida com íons ferro II formando um composto colorido que é detectado espectrofotométricamente no comprimento de onda em 520 nm. Para avaliação dos efeitos tanto dos fatores químicos quanto os de fluxo, foi realizada uma triagem utilizando planejamento fatorial fracionário de dois níveis. Para obtenção dos valores ótimos, foi efetuado um Planejamento Matriz de Doehlert. A faixa de resposta linear foi de 60 mg L-1 até 1500 mg L-1, a curva analítica apresentou a equação: Abs. = 0,011 + 4,721x10-4 ( L mg-1) estreptomicina, com coeficiente de correlação de 0,9874. Os limites de detecção e quantificação foram de 18 mg L-1 e 63 mg L-1 respectivamente, a frequência analítica foi de 30 determinações por hora. Quanto à seletividade do método, testou-se a influência dos principais concomitantes de medicamentos veterinários e estes não apresentaram interferência significativa. As amostras de medicamentos veterinários foram apenas diluídas e inseridas no sistema FIA para a determinação. A exatidão foi verificada aplicando-se método de comparação: quatro amostras de medicamentos da linha veterinária foram analisadas e os resultados da concentração de estreptomicina foram condizentes (teste-t pareado, p= 0,05) com os obtidos com o método oficial por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE).
Acesso aberto (Open Access)
Determinação de sulfeto em água com preparo de amostra "in-line" por análise em fluxo multissegmentado
(Universidade Federal de Alfenas, 2010-02-24) Lima, Giovana De Fátima; Luccas, Pedro Orival; Pereira Filho, Edenir Rodrigues; Garcia, Jerusa Simone
A presente dissertação descreve um sistema in-line de análise em fluxo multissegmentado para determinação de sulfeto em amostras de água explorando a reação de Fisher. As amostras de água foram coletadas, preservadas somente com hidróxido de sódio, e introduzidas no minireactor acoplado ao sistema FIA. O sulfeto liberado, após acidificação da amostra, foi transportado com o fluxo de gás nitrogênio e misturado com solução de N, N dietil p-fenilenodiamina (DEPD) na presença de Fe(III). O corante azul formado foi medido em comprimentos de onda entre 672-679 nm. A avaliação do efeito dos fatores químicos e de fluxo foi realizada utilizando planejamento fatorial de dois níveis, enquanto a otimização foi efetuada pela matriz de Doehlert. O sistema apresenta duas regiões lineares, o primeiro intervalo de resposta entre 0,433 μg L-1 e 400 μg L-1 e a segundo de 400 μg L -1 e 3500μg L-1. O limite de detecção e quantificação encontrados foram 0,130 μg L-1 e 0,433 μg L-1 respectivamente, enquanto a freqüência de leitura foi de 12 h-1. A precisão foi avaliada como o desvio padrão relativo (n = 10), para 50 μg L-1 e 100 μg L-1 de sulfeto, sendo encontrados 1,9 e 2,3%, respectivamente. O método apresentou seletividade satisfatória no que diz respeito aos principais interferentes presentes em amostras ambientais, tais como Fe3+, Al3+, F-, Na+, SO42-, CO32-, Cd2+, Cu2+, Zn2+, Ag+. A exatidão do método foi avaliada com sucesso em amostras de água ambientais após comparação com o método de referência na literatura.
Acesso aberto (Open Access)
Sistema de análise em fluxo contínuo para determinação de acidez em amostras de vinagre e óleos vegetais
(Universidade Federal de Alfenas, 2018-07-27) Costa, Nathália Carvalho; Luccas, Pedro Orival; Silva, José Maurício S. Ferreira Da; Mataveli, Lidiane Raquel Verola
O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um método analítico para determinação do índice de acidez em vinagres e óleos vegetais, utilizando os sistemas de análise em fluxo (FIA). No desenvolvimento do sistema construiu-se, no laboratório, um colorímetro portátil utilizando uma placa arduino uno® para leitura e processamento de sinal, diodo emissor de luz (LED) como fonte de radiação, fotodiodo como detector e cubetas de fluxo em acrílico (passo ótico de 2 cm). Na determinação de ácido acético em Vinagre, a avaliação do efeito dos fatores químicos e de fluxo foi realizada utilizando planejamento fatorial de dois níveis na otimização multivariada do sistema. A faixa de resposta linear, para a curva analítica obtida com HCl em meio aquoso, foi de 3,55x10-4 g L-1 a 1,10 g L-1, a frequência analítica foi de aproximadamente 30 leituras por hora. Os limites de detecção e quantificação obtidos foram respectivamente 9,28x10-5 e 3,55x10-4 g L-1. A precisão foi avaliada em termos do desvio padrão relativo (n=10), para concentrações de HCl 0,005 mol.L-1 e 0,01 mol.L-1 como sendo 0,58 e 1,2% respectivamente. A exatidão foi atestada empregando comparação com a titulação convencional, e os resultados foram condizentes (test-t pareado, p=0.05). Não foi possível a utilização do sistema FIA na determinação de acidez de óleos vegetais. A imiscibilidade entre amostra e fluxo carregador, provocou perturbações no fluxo, formação de emulsões e não repetibilidade dos sinais, inviabilizando a aplicação do sistema nessa determinação. O Uso do surfactante dodecil sulfato de sódio (SDS) em substituição ao solvente orgânico (éter) na titulação padrão, apresentou resultados satisfatórios com a vantagem de ser biodegradável e, portanto, menos agressivo ao meio ambiente. Determinações do índice de acidez, em amostras de óleos vegetais, obtidas no comercio local, com o método titulométrico proposto (empregando SDS), apresentaram os mesmos resultados que a titulação padrão, sendo, portanto, mais uma alternativa plausível para essa aplicação.
Acesso aberto (Open Access)
Uso de imagens digitais para a determinação da concentração e do comprimento de onda de analitos de interesse ambiental
(Universidade Federal de Alfenas, 2013-07-26) Barros, Juan Antônio Vázquez De Almeida; Luccas, Pedro Orival; Oliveira, André Fernando De; Silva, José Maurício Schneedorf Ferreira Da
A presente dissertação apresenta uma alternativa ao uso de espectrofotômetros aplicados a determinação do comprimento de onda de absorção máxima e concentração de substâncias que absorvem radiação eletromagnética na região do visível (400-800 nm), empregando-se imagens digitais para tal fim. Câmeras digitais foram usadas para obter todas as imagens digitais, sendo utilizada em um primeiro momento uma câmera e como segunda abordagem, visando diminuir os custos e aumentar a portabilidade, uma web cam. As variáveis fotográficas foram obtidas utilizando-se um software desenvolvido utilizando a linguagem JAVA®. Ferramentas matemáticas foram desenvolvidas utilizando-se o Método dos Mínimos Quadrados (MMQ), considerando as variáveis fotográficas: R (Vermelho), G (Verde), B (Azul), H (Matiz), S (Saturação) e Br (Brilho). Utilizando-se ANOVA verificou-se que todos os modelos foram viáveis em um nível de confiança de 95%. Para verificar a exatidão, em um primeiro momento o método foi aplicado em três amostras comerciais: Isotônico (Amarelo Tartrazina), Antiácido (Amarelo Crepúsculo) e Suplemeto de Ferro (Ferro total). Também foram coletadas amostras de água de mina, represas e corregos da região focando a determinação dos seguintes analitos: Alumínio, Ferro, Fósforo e Nitrito. Os limites de detecção (LOD) e de quantificação (LOQ) obtidos foram semelhantes aos resultados obtidos pelos métodos de referência. Foram efetuados testes de adição e recuperação, sendo as taxas de recuperação obtidas entre 93,50 e 108,30%. A precisão foi avaliada com o coeficiente de variação (n=3), sendo menor que 1,53%. As determinações com o método proposto e o método espectrofotométrico foram concordantes (teste-t pareado com 95% de confiabilidade). Em conclusão, este é um método simples e versátil, e mostra que imagens digitais podem ser aplicadas em determinações de concentração e ou comprimento de onda de máximo de absorção de analitos coloridos em solução aquosa.
Acesso aberto (Open Access)
Utilização da fibra de poliéster para determinação de Cádmio em amostras de águas
(Universidade Federal de Alfenas, 2022-02-22) Almeida, Gizele Aparecida De; Luccas, Pedro Orival; Figueiredo, Eduardo Costa De; Ribeiro, Araceli Veronica Flores Nardy
Os metais tóxicos, provenientes muitas vezes de poluição devido à descartes inadequados, reduzem a biodiversidade no ecossistema e podem atingir a cadeia alimentar ocasionando prejuízos à saúde humana, por exemplo, à exposição á cádmio está ligada a câncer nos rins, pulmões e no sistema reprodutor. Portanto é fundamental o monitoramento dos teores desses metais em diferentes amostras, por exemplo água. As técnicas analíticas convencionais, como a Espetrometrias de Absorção Atômica com Atomização em Chama, nem sempre possuem detectabilidade adequada para a determinação de metais tóxicos, assim, técnicas coadjuvantes como extração em fase sólida (SPE) são de grande valia para aprimorar o desempenho das técnicas analíticas. Nesse contexto, a investigação de novos materiais para SPE, tem sido crescente. No presente trabalho avaliou-se a lã de pet como adsorvente em SPE, essa é constituída 100 % de poliéster e sua principal utilização é como isolamento termoacústico na engenharia civil. O PET (Polietileno tereftalato) é um polímero termoplástico proveniente da reação química entre o ácido tereftálico e o etilenoglicol, esses polímeros são utilizados principalmente na forma de fibras de poliéster (lã de pet). No presente trabalho, foi proposto um sistema de análise em fluxo (FIA) para a pré-concentração e determinação de cádmio, em amostras de água, por Espectrometria de Absorção Atômica com Chama (FIA- FAAS), utilizando a lã de pet como material adsorvente. O procedimento baseia-se na sorção de íons cádmio em mini coluna (diâmetro = 0,5 cm, comprimento = 5,0cm) recheadas com lã de PET. A caracterização do adsorvente, foi realizada através de Espectroscopia de Infravermelho com o qual foi possível deduzir os principais grupos funcionais (carbonila e hidroxila) que constituem os possíveis sítios adsortivos responsáveis pela interação dos íons de Cádmio. Com a Termogravimetria concluiu-se que o material tem uma boa estabilidade térmica decompondo-se á 420 o C. O sistema FIA-FAAS-SPE foi otimizado com ferramentas quimiométricas (planejamento fatorial e matriz de Doehlert) e as condições obtidas foram pH da amostra 7.4, vazão de 4,4 mL min-1, o eluente utilizado para dessorção foi HNO 3 na concentração de 0,1 mol L-1. Obteve-se uma faixa de resposta linear entre 1 e 20 µg L-1 (r = 0.99551), fator de pré-concentração de 81, LD 0,1µg L-1 e LQ 0,25 µg L-1. O método proposto possui uma boa precisão com desvio padrão relativo (RDS) < 5%, a exatidão foi avaliada através de testes de adição e recuperação os quais variaram entre 96 % e 115 %. Por fim a metodologia foi aplicada na determinação de 6 amostras de água de diferentes procedências, trata-se de uma alternativa de baixo custo, rápida e com precisão e exatidão adequadas para o monitoramento dos teores de cádmio.

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