Desenvolvimento de método para a determinação de bromo e iodo por USN-ICP-MS em extratos lixiviados de resíduo oleoso da indústria petroquímica

Abstract

No presente trabalho, um nebulizador ultrassônico (USN) com uma unidade de dessolvatação foi acoplado a um espectrômetro de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) para a determinação de bromo e iodo em extratos lixiviados de resíduo oleoso, obtidos de acordo com a norma ABNT NBR 10005. Parâmetros instrumentais do nebulizador ultrassônico (temperatura de aquecimento e resfriamento) e do instrumento de ICP-MS (vazão de gás e potência de radiofrequência) para bromo e iodo foram otimizados. A potência de RF foi avaliada por experimentos univariados e fixada em 1400 W. Os outros três parâmetros foram avaliados utilizando uma estratégia multivariada, com um número reduzido de experimentos. O modelo de desejabilidade foi aplicado para o tratamento de dados e a desejabilidade global máxima alcançada foi de 0,272, estabelecendo as melhores condições para a determinação de Br e I em 130 °C (aquecimento), -3 °C (resfriamento) para USN e 1,3 L min-1 (vazão de gás de arraste) para ICP-MS. Uma solução de NH3 0,29 mol L-1 foi selecionada e coinjetada com a solução de amostra para minimizar os efeitos de memória e Ge foi usado como padrão interno. Os limites de detecção obtidos para os extratos lixiviados em meio de ácido acético foram determinados como 5,0 µg L-1 (pH 2,88) e 0,7 µg L-1 (pH 4,93) para Br e 2,0 µg L-1 (pH 2,88) e pH 0,9 µg L-1 (4,93) para I. Extratos lixiviados foram fortificados com os analitos, resultando em recuperações no intervalo de 82 a 101% para Br e 74 para 106% para I. O trabalho desenvolvido combinou as vantagens de cada sistema, a fim de contornar as dificuldades comumente encontradas na determinação desses elementos e apresentou sensibilidade suficiente para a determinação dos mesmos.

Abstract: In the present work, an ultrasonic nebulizer (USN) with a desolvation unit was coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) for the determination of bromine and iodine in leached extracts of oily sludge, obtained according to the ABNT NBR 10005 normative. Instrumental parameters of the ultrasonic nebulizer system (heating and cooling temperature) and ICP-MS instrument (gas flow rate and RF power) for bromine and iodine were optimized. RF power was evaluated using univariate experiments and set at 1400 W. The other three parameters were evaluated using a multivariate strategy, upon adoption of a reduced number of experiments. The desirability model was applied for the treatment of data and the maximum overall desirability attained was 0.272, representing that the best conditions for the determination of Br and I are 130 °C (heating), -3 °C (cooling) for USN and 1.3 L min-1 (gas flow rate) for ICP-MS. A 0.29 mol L-1 NH3 solution was selected and co-injected with the sample solution to minimize the memory effects and Ge was used as an internal standard. The limits of detection obtained for the acetic acid extracts were determined as 5.0 µg L-1 (pH 2.88) and 0.7 µg L-1 (pH 4.93) for Br and 2.0 µg L-1 (pH 2.88) and 0.9 pH (4.93) for I. Recoveries tests using spiked leached extracts were in the range of 82 to 101% for Br and 74 to 106 % for I. The developed method combined the advantages of each system in order to circumvent the difficulties commonly associated to the determination of these elements with sufficient sensitivity.