Cálcio, Cobre e Ferro em Bebidas Destiladas por ICP-OES

Transcrição

1 Página 1 de 7 1 Escopo Desenvolvimento de método analítico para a determinação dos elementos cálcio (Ca), cobre (Cu) e ferro (Fe) em bebidas destiladas através das técnicas de ICP-OES (espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado). 2 Fundamentos A técnica de ICP-OES é uma ferramenta analítica que permite a análise simultânea em metais e minerais em diversos tipos de amostra. Baseia-se na emissão de radiação eletromagnética das regiões visível e ultravioleta do espectro eletromagnético por átomos neutros e átomos ionizados excitados. 3 Reagentes, padrões e materiais 3.1 Reagentes Álcool Etílico 96% Ácido Nítrico 14M (bidestilado, segundo IU LABV/12) Água ultra-pura, grau reagente Tipo I 3.2 Padrões Solução padrão multielementar (solução-mãe) contendo 1000 mg.l -1 de Ag, Al, B, Ba, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, In, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sr, Tl e Zn dissolvida em HNO 3 1% (v/v) (Merck ref ou similar) Solução monoelementar (SP5) contendo 1000 mg.l -1 ítrio (Fluka ref ou similar) utilizada como padrão interno. 3.3 Materiais Balões Volumétricos 25 e 50 ml Tubo falcon 50 ml 4 Equipamentos Espectrômetro de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-OES), modelo MPX-CCD (Varian, Australia), que possui tocha na configuração radial e

2 Página 2 de 7 realiza determinações simultâneas de elementos. O sistema é equipado com detector de estado sólido CCD (Charge Coupled Device) e sistema Peltier refrigerado a -35 ºC. O policromador Echelle foi termostatizado a 34 ºC e promove cobertura das linhas de emissão compreendidas na faixa espectral entre 167 a 785 nm. Nebulizador pneumático, modelo Sturman Master (Varian) Pipeta Eletrônica 20 a 300 µl e 50 a 1000 µl Pipetas Volumétricas 5 ml e 10 ml 5 Precauções analíticas O ácido nítrico utilizado no preparo das soluções e dos padrões deve ser bidestilado A água ultra pura utilizada no preparo de soluções e dos padrões deve ser tipo I Uso de EPIs (luvas nitrílicas azuis) Preparação dos eluentes em capela. Descarte segregado de resíduos da analise. Armazenar as soluções-padrão em geladeira. 6 Procedimentos 6.1. Procedimento de Análise Proceder de acordo com a instrução de uso do equipamento para o ICP-OES IU LABV 14/02. Com o software do equipamento já aberto clicar em Worksheet na opção Open e abrir o método: Destilados e Cachaça. Clicar em salvar como e salvar com o nome que foi utilizado no histórico do equipamento. Verificar se as condições operacionais estão de acordo com as empregadas abaixo: As condições robustas de análise foram empregadas, sendo os parâmetros instrumentais apresentados na Tabela I e a seleção dos comprimentos de onda na Tabela II.

3 Página 3 de 7 Tabela I: Condição de operação do ICP-OES Parâmetros instrumentais Potência (W) 1300 Fluxo de gás auxiliar (L/min) 2,25 Fluxo de plasma (L/min) 15 Altura de leitura (mm) 15 Rotação da bomba (rpm) 35 Pressão do nebulizador (kpa) 240 Tabela II: Seleção do comprimento de onda (nm) Elemento λ (nm) Cu 327,395 Fe 238,204 Ca 393, Preparação das soluções padrões (estoque e padrão interno) Registrar a elaboração das soluções no(s) formulário(s) da IT LABV/19 (Anexo A). a) Pipetar 5 ml da solução-mãe (Padrão Concentração 1000 mg.l- 1 ) transferir para um balão volumétrico de 50 ml a 1% HNO 3. Concentração final 100 mg.l- 1. b) Pipetar 5 ml do padrão secundário (Padrão secundário concentração de 100 mg.l- 1 ) transferir para um balão volumétrico de 50 ml a 1% HNO 3. Concentração final 10 mg.l- 1 c) Para o padrão interno 5 ml de Ítrio (Padrão Concentração 1000 mg.l- 1 ) transferir para um balão volumétrico de 50 ml a 1% HNO 3. Concentração final 100 mg.l- 1. A validade das soluções-estoque é de 6 meses. Havendo algum desvio, deve ser retomada nova análise, podendo incluir nova preparação da amostra e dos padrões.

4 Página 4 de Preparação da curva analítica Diluir as soluções-estoque de 10 e 100 mg.l- 1 para fazer a curva de calibração de 20 µl a 1250 µl em solução aquosa acidificada a 1% HNO 3, 10% etanol e utilizando 300 µg.l -1 de ítrio como padrão interno em balão de 25 ml, ver Tabela III. Tabela III: Preparo da curva analítica com 8 níveis de concentração, entre 20 a µg.l -1 Solução Volume Concentração Nível da Curva µg.l -1 Estoque pipetado mg.l- 1 µl Branco , , Volume final: 25 ml, em 1% HNO 3, 10% etanol e 300 µg.l -1 Y 6.4. Preparo de amostra e materiais de referência (MR) Retirar alíquotas de 5 ml de amostra ou MR, adicionar ácido nítrico 1% (v/v) e 300 µg.l -1 de ítrio (padrão interno); aferir com água ultra pura Tipo I a um volume final de 15 ml em tubos Falcon. As amostras e os MR devem ser preparadas em triplicas.

5 Página 5 de Corrida Analítica Realizar os ajustes preliminares do equipamento conforme a IU LABV/14, que compreendem o alinhamento da tocha, a calibração do detector e do comprimento de onda e a correção de fundo/background. Abrir a aba Sequence no software e inserir o código das amostras que serão analisadas. Registrar a analise no Anexo A. Clicar na aba Analysis para visualizar a seqüência que será lida a curva de calibração e as amostras, bem como visualizar os gráficos de emissão para cada comprimento de onda; selecionar clicando nas amostras e os pontos da curva que serão analisados. Clicando no ícone Start o equipamento inicia a seqüência de leitura informando quando uma nova amostra deve ser inserida no tubo amostrador de acordo com o tempo de analise da triplicata. Realizar primeiramente a leitura dos pontos de calibração da curva analítica (pode-se clicar separadamente em cada ponto para leitura e construção aleatória da curva); após leitura dos padrões passar água ultra-pura como amostra para evitar qualquer tipo de contaminação; seguir com a leitura das amostras a serem analisadas, intercaladas por no mínimo um material de referência. Ao final da analise pode-se pedir para calibrar novamente o equipamento ou passar um ponto da curva de calibração para ver se não houve perda de estabilidade do plasma. Ao término das leituras clicar em export results para gerar um arquivo com os resultados obtidos; anotar os dados requisitados no formulário do Anexo A, salvar as planilhas eletrônicas no Anexo B Planilha de Resultados dos Materiais de Referência MR e Anexo C Planilha de Resultados das Amostras 7 Resultados 7.1. Expressão dos resultados A fórmula de cálculo (Equação I) considera a concentração média obtida das leituras cromatográficas, além do fator de diluição (exemplo: fator = 3 para diluição 1/3): Eq. I C µ g/l = C fatordil

6 Página 6 de 7 Pode-se também mencionar no relatório de análise o limite inferior de detecção do método utilizado (Tabela IV). Tabela IV: Limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) em µg/l. Elemento LD LQ Cu 7,06 23,54 Fe 12,96 43,18 Ca 6,05 20, Controle de Qualidade Os valores encontrados na determinação dos materiais de referência serão plotados na Carta de Controle de Metais (Anexo B), para monitoramento da precisão e exatidão de acordo com os seguintes critérios: Precisão: CV 10% de ensaios em triplicata. Exatidão: o limite de aceitação relativo à média e ao desvio dos MR é expresso pelo escore-z, sendo exato quando z 2. 8 Arquivamento dos registros O Anexo A esta impresso e arquivado na pasta MET LABV/19 Destilados, disponível junto à documentação do ICP OES (pasta de equipamentos); as planilhas dos Anexo B e C estão arquivadas na pasta \\LABV\ICPOES\Destilados\Dados brutos(ano). 9 Referências ICP Emission Spectrometry: A Practical Guide. Joachim Nolte. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2003, 282 pp. 10 Anexos Anexo A - Formulário Lote de Análises

7 Página 7 de 7 Anexo B Planilha de Resultados dos Materiais de Referência - MR Anexo C Planilha de Resultados das Amostras 11 Responsabilidades O Responsável Técnico (RT) do LABV, ou pessoa por ele autorizada, responde pela elaboração, emissão, distribuição de cópias, arquivamento, análise crítica e revisão desta MET, bem como pelo gerenciamento das não-conformidades decorrentes. É de sua responsabilidade assegurar a implementação e o cumprimento deste documento. A UGQ é responsável pela verificação deste método de ensaio. Elaboração/Revisão: Aprovação: Verificação: Roger Rampazzo Paulo Gustavo Celso Betriz N. Rauber Data: 03/09/2013 Data: 09/09/2013 Data: 12/09/2013