Correção do efeito Schlieren para determinações fotométricas em microssistemas fluídicos

Transcrição

1 Instituto de Química Universidade de Brasília Correção do efeito Schlieren para determinações fotométricas em microssistemas fluídicos Laiz de Oliveira Magalhães Alexandre Fonseca Ana Cristi Basile Dias

2 Sumário: Introdução Objetivos Procedimento Experimental Resultados e Discussão Conclusões e Perspectivas Agradecimentos 2

3 Introdução: O Efeito Schlieren É conhecido como uma alteração na forma de propagação da luz em um meio devido a gradientes de concentração ou temperatura [1]. [1]. A. C. B. Dias, Talanta 68, 1076 (2006). 3

4 Introdução: O Efeito Schlieren Em microdispositivos, devido à baixa dispersão do soluto, o Efeito Schlieren é observado em medidas fotométricas afetando o sinal analítico [1]. Linha de base [1]. A. C. B. Dias, Talanta 68, 1076 (2006). 4

5 Introdução: Em Química Analítica, o Efeito Schlieren pode gerar uma grande variação no sinal, sem ser relacionado à espécie de interesse. Essa variação pode prejudicar principalmente medidas com baixas concentrações do analito. 5

6 Objetivos: Corrigir o Efeito Schlieren em determinações fotométricas realizadas em microssistemas de análise por injeção em fluxo (µfia). Aumentar a possibilidade de determinação de analitos pouco concentrados em matrizes mais complexas sem a interferência desse efeito. 6

7 Procedimento Experimental: Construção de um microssistema fluídico à base de uretana-acrilato [2] com célula de detecção fotométrica integrada. Máscara Fotolitográfica Célula fotométrica [2]. A. Fonseca, Analytica Chimica Acta 603, 159 (2007). 7

8 Materiais e Métodos: Construção do Dispositivo 8

9 Procedimento Experimental: Uso de um LED bicolor de 10 W (LZ4-00MA10, LedEngin) como fonte de radiação (520 e 620 nm) para obtenção do sinal analítico. Detecção com um fotodiodo (OPT-101). Realização de medidas sequenciais (em intervalos de 100 ms) a partir de um programa escrito em VisualBasic. 9

10 Procedimento Experimental: 10

11 Resultados e discussão: Teste 1: Injeção de NaCl em fluxo de água Água destilada NaCl Água destilada Diagrama de fluxo empregado para aquisição dos sinais de para os dois comprimentos de onda e o sinal corrigido. (BP: Bomba Peristáltica; V1 a V4: Válvulas Solenóides; BR: Bobina Reacional; CF: Célula de Fluxo; D: Descarte.) 11

12 Introdução: 12

13 Resultados e discussão: Sinal corrigido Sinal em 620 nm Sinal em 520 nm Sinal corrigido = Sinal em 620 nm Sinal em 520 nm Sinais obtidos com o mesmo ajuste de intensidade para os dois comprimentos de onda. 13

14 Resultados e discussão: Medidas realizadas em sistema em fluxo convencional com espectrofotômetro comercial. Medidas de absorbância do Efeito Schlieren para uma injeção de solução concentrada de NaCl. Em vermelho, o sinal para o LED de 620 nm e em verde o sinal para o LED em 520 nm. 14

15 Resultados e discussão: Espectro do Efeito Schlieren para uma injeção de solução concentrada de NaCl. As linhas coloridas indicam alguns pontos de medida de sinal do efeito. 15

16 Resultados e discussão: Próximo da concentração de sais na água do mar (0,63 mol L -1 ). Sinais obtidos para injeções de soluções de NaCl. Sinal corrigido se refere à subtração do sinal em 520 nm pelo sinal em 620 nm. 16

17 Resultados e discussão: Teste 2: Detecção de NO - 2 em solução de NaCl 0,1 mol L -1 NED/SAM 1-n-naftiletilenodiamina e sulfanilamida NO 2 - NED/SAM NaCl (0,1 mol L -1 ) Diagrama de fluxo empregado para aquisição dos sinais de NO - 2 para os dois comprimentos de onda e o sinal corrigido. (BP: Bomba Peristáltica; V1 a V4: Válvulas Solenóides; BR: Bobina Reacional; CF: Célula de Fluxo; D: Descarte.) 17

18 Resultados e discussão: Correção do Efeito Schlieren em determinações de NO 2- na presença de NaCl. 18

19 Resultados e discussão: t 1 t 2 t 3 Corrigido 520 nm 620 nm 19

20 Procedimento Experimental: Teste 3a: Determinação de Cr 6+ em DFC H 2 SO 4 (0,05 mol L -1 ) DFC Difenilcarbazida Cr 6+ DFC H 2 SO 4 (0,05 mol L -1 ) Diagrama de fluxo empregado para aquisição dos sinais de cromo para os dois comprimentos de onda e o sinal corrigido. (BP: Bomba Peristáltica; V1 a V4: Válvulas Solenóides; BR: Bobina Reacional; CF: Célula de Fluxo; D: Descarte.) 20

21 Resultados e discussão: Correção do Efeito Schlieren em determinações de Cr 6+ na presença de H 2 SO 21 4.

22 Procedimento Experimental: Teste 3b: Detecção de Cr 6+ em solução de H 2 SO 4 0,3 mol L -1 H 2 SO 4 (0,05 mol L -1 ) DFC Difenilcarbazida Cr 6+ DFC H 2 SO 4 (0,3 mol L -1 ) Diagrama de fluxo empregado para aquisição dos sinais de cromo para os dois comprimentos de onda e o sinal corrigido. (BP: Bomba Peristáltica; V1 a V4: Válvulas Solenóides; BR: Bobina Reacional; CF: Célula de Fluxo; D: Descarte.) 22

23 Resultados e discussão: Correção do Efeito Schlieren em determinações de Cr 6+ na presença de H 2 SO 23 4.

24 Resultados e discussão: Curva analítica para o Teste 3b. 24

25 Conclusões e Perspectivas: A alternativa utilizada foi eficiente na correção do Efeito Schlieren. O ajuste individual das intensidades de radiação dos dois LED compensa a diferença do efeito para os diferentes comprimentos de onda. Determinações de analitos em baixas concentrações presentes em matrizes mais complexas poderão ser realizadas, eliminando-se as interferências no sinal. Utilização de LED com outros comprimentos de onda poderá permitir outras determinações fotométricas. 25

26 Agradecimentos: Aos Organizadores do Evento 26