[en] SOLID SURFACE ROOMTEMPERATURE PHOSPHORIMETRY FOR THE SELETIVE DETERMINATION OF NITROGENATED AND SULPHURATED POLYCICLIC AROMATIC COMPOUNDS INGASOLINE AND SEDIMENT SAMPLE

[pt] UTILIZAÇÃO DA FOSFORIMETRIA NA TEMPERATURA AMBIENTE SUPORTADA EM SUBSTRATO SÓLIDO PARA A DETERMINAÇÃO SELETIVA DE COMPOSTOS POLICÍCLICOS AROMÁTICOS NITROGENADOS E SULFURADOS EM GASOLINA E EM SEDIMENTO

[pt] CARLOS EDUARDO CARDOSO

[pt] GASOLINA

[pt] SUBSTRATO DE CELULOSE

[pt] EFEITO DO ATOMO PESADO

[pt] FOSFORIMETRIA NA TEMPERATURA AMBIENTE

[pt] SELETIVIDADE

[pt] SEDIMENTO

[en] GASOLINE

[en] CELLULOSE SUBSTRATE

[en] HEAVY ATOM EFFECT

[en] ROOM-TEMPERATURE PHOSPHORIMETRY

[en] SELECTIVITY

[en] SEDIMENT

[pt] Neste trabalho, métodos analíticos baseados na fosforimetria na temperatura ambiente foram desenvolvidos para a determinação de sete compostos policíclicos aromáticos (CPA) sulfurados e nitrogenados presentes do petróleo. Mais especificamente, o objetivo foi o de fornecer ferramentas analíticas que permitissem avaliar e quantificar estes CPA em gasolina e em uma amostra ambiental (sedimento). Adicionalmente, a informação obtida através da fosforimetria mostrou potencial para permitir diferenciar amostras (por exemplo, a identificação de amostras contaminadas) por meio de perfil em três dimensões ou curvas de nível. A aplicação de técnica de varredura sincronizada e o uso do efeito externo seletivo do átomo pesado aumentaram o grau de seletividade e de discriminação entre amostras, pois induziu fosforescência de componentes específicos na amostra e melhorou a resolução espectral dos resultados. Inicialmente, foi feito um estudo das características fosforescentes das substâncias em diferentes condições experimentais, seguido da maximização do sinal fosforescente de cada uma das substâncias nas condições experimentais mais propícias para observação do sinal fosforescente. Para tal, o papel filtro, previamente tratado para redução do sinal de fundo, foi utilizado como substrato sólido para imobilização dos analitos, permitindo a observação de intensa fosforescência na temperatura ambiente. Os parâmetros de mérito das metodologias desenvolvidas para cada um dos analitos em questão foram obtidos. As faixas lineares se estenderam entre 1,0 x 10-7 e 5,0 x 10-4 mol L-1, considerando as concentrações das soluções dos analitos aplicadas no substrato. Os coeficientes de determinação (r2) obtidos ficaram sempre acima de 0,9784. Os limites de detecção absolutos (para 5 µL de amostra) foram todos na ordem do ng, mostrando a capacidade para detecção sensível em termos de massa efetiva de analito. Os testes de repetibilidade mostraram valores variando entre 12 e 18%, o que pode ser considerado satisfatório para a técnica realizada em substrato sólido. Também foram conduzidos estudos de robustez e reprodutibilidade. Alternativamente, sinais fosforescentes foram maximizados em condições experimentais secundárias do ponto de vista da magnitude de sinal, mas potencialmente relevantes do ponto de vista da seletividade. Testes de recuperação indicaram, na maioria dos casos, resultados bastante satisfatórios no caso das misturas sintéticas contendo quantidades eqüimolares de componentes (nesse caso, foram testadas várias combinações de analitos e de interferentes) ou contendo interferentes, em concentrações cinco vezes maior que a do analito de interesse. Nos casos mais críticos em termos de interferências, recursos instrumentais ou quimiométricos foram aplicados para melhorar a seletividade e possibilitar a quantificação. Os métodos desenvolvidos foram testados em amostras simuladas de gasolina, em gasolina comercial e em uma matriz ambiental (sedimento) fortificadas com os analitos de interesse. As recuperações obtidas foram bastante satisfatórias e compreendidas entre 90% e 117%. Estudos envolvendo varreduras de fosforescência total (TPS) também foram realizados, com o intuito de se obter uma impressão digital característica para cada um dos analitos. Testes de TPS em gasolina comercial indicaram a presença de pelo menos seis dos sete analitos estudados, devido à obtenção de perfis espectrais muito semelhantes aos dos padrões. Testes adicionais mostraram a capacidade de identificar contaminações (misturas) na gasolina pela adição de diesel e de querosene.

[en] In this work, analytical methods based on room-temperature phosphorimetry were developed aiming the quantification of seven polycyclic aromatic compounds (PAC) containing sulfur and nitrogen present in petroleum. More specifically, the goal was to obtain analytical tool to allow the evaluation and the quantification of these PCA in sediment and gasoline. In addition, the phosphorimetric information displayed potential for the discrimination of samples (for instance, the identification of contaminated samples) by means of three dimension plots or level curves. The application of synchronized sweeping technique and the use of the selective external heavy atom effect had increased the degree of selectivity and discrimination between samples, since it induces phosphorescence from specific components of the sample and improved the spectral resolution of the results. Initially, a study of the phosphorescent characteristics of the compounds in different experimental conditions was made, followed of the signal maximization in the most appropriate experimental conditions for the observation of phosphorescence. Filter paper, previously treated for background reduction, was employed as solid substrate for the immobilization of analytes. The analytical figures of merit for each one of the methods had been obtained. The linear range varied between 1,0 x 10-7 mol L-1 and 5,0 x 10-4 mol L-1, taking into consideration the concentration of the solutions spotted on the substrate. The determination coefficient values (r2) were always above of 0.9784. The absolute limits of detection (5 µL sample) were in ng order, showing the sensitivity of the developed methods. The repeatability tests had enabled values varying between 12 and 18%, which can be considered satisfactory for solid substrate technique. Robustness and reproducibility studies were also carried out. Additionally, secondary experimental conditions, in terms of signal magnitude, were optimized since these could be relevant from the selective point of view. Recovery tests indicated, in most of the cases, satisfactory results for synthetic mixtures containing equimolar quantities of components (in these cases, several analyte/interferent combinations were tested) and containing interferents in concentrations five times higher than the one of the analytes. In the most critical cases in terms of interferences, instrumental or quimiometric approaches had been applied to improve selectivity and make the quantification possible. The developed methods had been tested in simulated gasoline samples, commercial gasoline and in a sediment sample fortified with the analytes of interest. The obtained recoveries had been considered satisfactory and within 90 and 117%. Total phosphorescence scanning (TPS) studies had been also carried out in order to get the characteristic fingerprint for each one of the compounds of interest. TPS tests in gasoline had indicated the presence of six out of seven of the studied analytes, since very similar fingerprints were obtained. Additional tests had demonstrated the capability of this procedure to detect gasoline contaminations with diesel or kerosene.

RICARDO QUEIROZ AUCELIO

PERCIO AUGUSTO MARDINI FARIAS

JUDITH FELCMAN

RICARDO QUEIROZ AUCELIO

MARIA LUIZA BRAGANCA TRISTAO

RICARDO JORGENSEN CASSELLA

KATIA MARIA PEISELT DA SILVA

2007-06-27

2007-02-06

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PORTUGUÊS

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https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=10085@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.10085