Desenvolvimento de um método de microextração em fase sólida dispersiva assistida por ar e ultrassom para adsorção de íons Cd2+ utilizando pó de café magnetizado como adsorvente.

dc.contributor.advisorAlves, Vanessa Nunes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7058376443471599
dc.contributor.authorMuniz, Jussara dos Santos
dc.contributor.referee1Alves, Vanessa Nunes
dc.contributor.referee2Freitas, Sílvia de Sousa
dc.contributor.referee3Dias, Fábio Souza
dc.date.accessioned2025-01-30T16:08:38Z
dc.date.available2025-01-30T16:08:38Z
dc.date.issued2021-10-01
dc.description.abstractMetal ions are non-biodegradable compounds that can be absorbed and penetrate the organism of living beings, causing serious risks, which can often be lethal. Thus, microextraction techniques combined with flame atomic absorption spectrometry (FAAS) have been used successfully in the determination of metallic ions even in trace quantities, aiming to contribute to the development of green chemistry. Therefore, this work aims to develop a methodology for the determination of trace-level metal ions through the air-assisted dispersive microextraction technique, using magnetized coffee powder as an adsorbent material. The coffee powder used was obtained from disposable coffee capsules, contributing to an adequate disposal of this residue. The material was initially washed with deionized water under stirring for 30 minutes and then dried at room temperature. For the magnetization procedure, previously synthesized magnetic fluid was used. For the adsorption tests, a solution of Cd(II) 1,0 mgL-1 and the pH, which is a parameter that affects adsorption, was evaluated in values from 3 to 9. According to the evaluation of the zero charge point of the adsorbent material obtained after magnetization, at pH 4,5 the surface of the adsorbent material is neutral . Thus, for the ion analyzed, in the pH range from 6 to 9 there was no significant difference in the percentage of adsorption, and pH 7 was selected for further studies, presenting an adsorption of 83.2%. In the air-assisted dispersive microextraction procedure, the extraction conditions (adsorbent mass and adsorption time) were optimized through the construction of a Doehlert matrix. The response surface obtained was characterized as a saddle point. However, as no lack of adjustment was observed and after analysis of the contour graph, the best adsorption conditions were obtained with the use of 42.5 mg of adsorbent and stirring for 16 minutes. The adsorption was better suited to the pseudo-second order kinetic model, reaching an equilibrium after 15 minutes. In optimizing the variables eluent concentration and desorption time, a response surface characterized as a maximum point was obtained. In which, it was adjusted to the experimental data, being obtained as optimal conditions for desorption the concentration of the eluent HCl 0.5 mol L-1 and desorption time of 8 min. The detection and quantification limit, sensitivity, precision (DPR) and pre-concentration factor values found for method validation were respectively 4.36 μg L-1 , 14.6 μg L-1 , 0.0011, 0.02% and 5.5 with a linear range 0.01 - 1250 μg L-1 for Cd(II). The repeatability and intermediate precision (or reproducibility) studies were respectively 1.6% and 4.2% indicating a good precision of the method, since the results were less than 20%. The selectivity of the method, which was performed both in the adsorption step and in the desorption step of the method, allowed to identify that the little interference of most of the ions evaluated happens in the desorption step. In the analytical performance a sensitivity of 0.0011 was obtained, linear working range of 15.6 – 1250 μg L-1 , a detection limit of 4.36 μg L-1 , a quantification limit of 14.6 μg L-1 and a preconcentration factor of 5.5. Method accuracy was evaluated from recovery tests on aqueous samples, with a recovery in the range of 80-120%. In this context, it can be concluded that the air-assisted dispersive microextraction technique using an aquarium pump and magnetized coffee powder as adsorbent material has been showing promising results in the process of adsorption of the Cd2+ ion, contributing to the development of clean analytical methodologies.
dc.description.resumoÍons metálicos são espécies químicas não-biodegradáveis, e que podem ser absorvidos e penetrar no organismo dos seres vivos, ocasionando sérios riscos, que muitas vezes podem ser letais. Deste modo, técnicas de microextração combinadas à espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS do inglês Flame Atomic Absorption Spectrometry) vem sendo empregadas com sucesso na determinação destes íons, mesmo em quantidades traço, visando contribuir com o desenvolvimento da química verde. Portanto, este trabalho tem como objetivo desenvolver um método analítico para determinação de íons metálicos em nível traço através da técnica de microextração dispersiva assistida por ar, utilizando o pó de café magnetizado como material adsorvente. O pó de café utilizado foi obtido a partir de cápsulas descartáveis de café, contribuindo com uma destinação adequada desse resíduo. O material foi inicialmente lavado com água deionizada sob agitação por 30 minutos e posteriormente seco em temperatura ambiente. Para o procedimento de magnetização foi utilizado fluído magnético previamente sintetizado. Para os ensaios de adsorção, foi utilizada uma solução de Cd(II) 1,0 mg L-1 e o pH que é um parâmetro que afeta a adsorção foi avaliado nos valores de 3 a 9. De acordo com a avaliação do ponto de carga zero do material adsorvente obtido após magnetização, em pH 4,5 a superfície do material adsorvente se encontra neutra. Assim, para o íon analisado, na faixa de pH de 6 a 9 não foi observada diferença significativa na porcentagem de adsorção, tendo sido o pH 7 selecionado para os estudos posteriores, apresentando uma adsorção de 83,2%. No procedimento de microextração dispersiva assistida por ar, as condições de extração (massa de adsorvente e tempo de adsorção) foram otimizadas através da construção de uma matriz Doehlert. A superfície de resposta obtida foi caracterizada como um ponto de sela. Entretanto, não tendo sido observada falta de ajuste e após análise do gráfico de curvas de nível, as melhores condições de adsorção foram obtidas com a utilização de 42,5 mg do adsorvente e agitação por 16 minutos. A adsorção se adequou melhor ao modelo cinético de pseudo-segunda ordem, atingindo o equilíbrio após 15 minutos. Na otimização das variáveis de dessorção, concentração de eluente e tempo de dessorção, foi obtida uma superfície de resposta caracterizada como um ponto de máximo. O qual, se ajustou aos dados experimentais, sendo obtidas como condições ótimas de dessorção a concentração do eluente HCl 0,5 mol L-1 e tempo de dessorção de 8 min. Os valores de limite de detecção e quantificação, sensibilidade, precisão (DPR) e fator de pré-concentração encontrados para validação do método foram respectivamente 4,36 ug L-1 , 14,6 ug L-1 , 0.0011, 0.02% e 5.5 com uma faixa linear de 14,6 – 1250 ug L-1 para Cd(II). Os valores de repetibilidade e precisão intermediária (ou reprodutibilidade), foram respectivamente 1,6% e 4,2% indicando uma boa precisão do método, já que os resultados foram menores que 20%. A seletividade do método foi avaliada tanto na etapa de adsorção quanto na etapa de dessorção, permitindo identificar que a pouca interferência da maioria dos íons avaliados acontece na etapa de dessorção. A exatidão do método foi avaliada a partir de testes de recuperação em amostras aquosas, com uma recuperação na faixa de 80-120%. Neste contexto pode-se concluir que a técnica de microextração dispersiva assistida por ar empregando uma bomba de aquário, utilizando o pó de café magnetizado como material adsorvente vem apresentando resultados promissores no processo de adsorção do íon Cd2+, contribuindo para o desenvolvimento de metodologias analíticas limpas.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.identifier.citationMUNIZ, Jussara dos Santos. Desenvolvimento de um método de microextração em fase sólida dispersiva assistida por ar e ultrassom para adsorção de íons Cd2+ utilizando pó de café magnetizado como adsorvente. 2021. 86 f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Química - Mestrado (PPGQ), Instituto de Química (IQ), Universidade Federal de Catalão, Catalão (GO), 2021.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufcat.edu.br/items/c9bcd388-7bb0-423a-8c88-a9408bfdba7b
dc.languagePortuguêspt_BR
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal de Catalão
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Química (IQ)pt_BR
dc.publisher.initialsUFCATpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - Mestrado (PPGQ)pt_BR
dc.subjectCafé
dc.subjectDerivatização Magnética
dc.subjectSPE
dc.subjectCd2+
dc.subjectCádmio
dc.subjectFAAS
dc.subject.cnpq1.06.00.00-0 Químicapt_BR
dc.titleDesenvolvimento de um método de microextração em fase sólida dispersiva assistida por ar e ultrassom para adsorção de íons Cd2+ utilizando pó de café magnetizado como adsorvente.
dc.title.alternativeDevelopment of a dispersive solid phase microextraction method assisted by air and ultrasound for adsorption of Cd2+ ions using magnetized coffee powder as adsorvent.
dc.typeDissertaçãopt_BR

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