método de determinação de metais em partículas em suspensão no

MF-613.R-3 - MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE METAIS EM PARTÍCULAS EM
SUSPENSÃO NO AR POR ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA COM
CHAMA.
Notas:
Aprovado pela Deliberação CECA nº 3.967, de 16 de janeiro de 2001
Publicado no DOERJ de 23 de janeiro de 2001
1
OBJETIVO
Definir o método de determinação de metais contidos em partículas em
suspensão no ar, por espectrometria de absorção atômica.
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DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA
2.1
MF-606 - MÉTODO DO AMOSTRADOR DE GRANDES VOLUMES (HI-VOL DETERMINAÇÃO DE PARTÍCULAS EM SUSPENSÃO NO AR AMBIENTE);
2.2
MF-460
MÉTODO
PARA
DETERMINAÇÃO
(ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA COM
ACETILENO).
3
RESUMO DA TÉCNICA
DE
METAIS
CHAMA AR -
Consiste na digestão a quente, em ácido nítrico 3 molar, das partículas retidas
no filtro do amostrador de grandes volumes, seguida da determinação por
espectrometria de absorção atômica dos metais presentes na amostra
dissolvida.
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PRINCÍPIO DO MÉTODO
O método se baseia na atomização do metal a ser analisado e na
subsequente absorção da luz emitida por uma lâmpada de catodo oco do
metal em análise.
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APLICABILIDADE
O método é aplicável a análises de metais em partículas em suspensão no ar
ambiente, coletadas em amostrador de grandes volumes.
O método não é aplicável a análises de mercúrio.
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INTERFERÊNCIAS
6.1
A ionização e a formação de compostos dificilmente atomizáveis são
interferências comumente encontradas nas medidas de absorção atômica por
chama. A ionização pode ser minimizada pela adição, às amostras e aos
padrões, de substâncias mais facilmente ionizáveis do que o elemento em
análise. A formação de compostos pode ser eliminada pela adição, às
amostras, de substâncias que se combinem com o interferente, deixando o
metal em análise livre para sua atomização.
6.2
As propriedades físicas, como viscosidade, pressão de vapor e tensão
superficial das amostras e dos padrões, devem ter valores mais ou menos
próximos, a fim de evitar interferências devido às diferentes velocidades de
nebulização.
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PRECISÃO E EXATIDÃO
O método tem um desvio padrão relativo médio intralaboratorial de 5% a 6%,
para uma faixa de 1,5 g a 15 g de chumbo/mL e um desvio padrão
interlaboratorial de 7% a 9%, para a mesma faixa.
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ALCANCE DO MÉTODO ANALÍTICO
LIMITE DE DETECÇÃO, SENSIBILIDADE E FAIXA ÓTIMA DE TRABALHO
METAL
LIMITE DE
DETECÇÃO
( g/m3)
Cádmio
Chumbo
Cobre
Cromo
Ferro
Manganês
Níquel
Vanádio
Zinco
0,003
0,03
0,006
0,03
0,03
0,015
0,015
0,3
0,006
SENSIBILIDADE FAIXA ÓTIMA COMPRIMENTO
DE ONDA
DE TRABALHO
( g/m3)
nm
3)
( g/m
0,003
0,02
0,006
0,02
0,012
0,006
0,009
0,14
0,002
0,10-0,30
0,04-1,80
0,02-0,90
0,03-1,50
0,15-3,00
0,02-0,60
0,04-0,90
0,30-6,00
0,01-0,15
228,8
217,0
324,8
357,9
248,3
279,5
232,0
318,5
213,9
9
APARELHAGEM E MATERIAL
9.1
Espectrômetro de absorção atômica utilizando lâmpadas de catodo oco dos
metais desejados e queimador adequado para chama de ar-acetileno.
9.2
Cilindro de acetileno com reguladores de pressão.
9.3
Cilindro de ar comprimido com reguladores de pressão.
9.4
Placa de aquecimento.
9.5
Balões volumétricos de diversos volumes.
9.6
Papel de filtro quantitativo, filtração média.
9.7
Béquer de 200 mL a 400 mL.
9.8
Funil analítico
10
REAGENTES E SOLUÇÕES
10.1 ÁGUA DESTILADA E DEIONIZADA
10.2 SOLUÇÃO DE ÁCIDO NÍTRICO 3 MOLAR
Medir 192 mL de ácido nítrico concentrado (HNO3) p.a e transferir
cuidadosamente para um balão volume de 1 000 mL contendo 700 mL de
água destilada e deionizada. Esfriar e completar o volume.
10.3 SOLUÇÃO DE ÁCIDO NÍTRICO 0,5%
Diluir 5 mL de ácido nítrico concentrado (HNO3) p.a para balão volumétrico de
1 000 mL e completar o volume com água destilada e deionizada.
10.4 PADRÃO DE REFERÊNCIA DOS SEGUINTES METAIS:
Cádmio, Chumbo, Cobre, Cromo, Ferro, Manganês, Níquel, Vanádio e Zinco.
10.5 SOLUÇÃO-ESTOQUE
Preparar padrões individuais dos metais em análise, na concentração de 1
mg/L, utilizando balões volumétricos e completando o volume com solução de
ácido nítrico 0,5%.
10.6 SOLUÇÕES DE TRABALHO
Preparar uma série de diluições a partir da solução estoque, completando o
volume com solução de ácido nítrico 0,5% nas seguintes faixas de
concentração:
Ferro 0,500 mg/L a 7,500 mg/L
Chumbo e Níquel - 0,150 mg/L a 5,000 mg/L
Cromo, Cobre e Manganês 0,050 mg/L a 1,000 mg/L
Cádmio e Zinco - 0,025 mg/L a 5,000 mg/L
Vanádio
1,00 mg/L a 20,00 mg/L
10.7 PREPARO DAS CURVAS DE CALIBRAÇÃO PARA CADA METAL
Otimizar o aparelho de espectrometria de absorção atômica, seguindo as
instruções do fabricante. Aspirar cada solução de trabalho e construir a curva
analítica utilizando gráfico ou regressão linear.
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ENSAIOS
11.1 PREPARO DAS AMOSTRAS
11.1.1 Cortar cerca de 1 cm das laterais verticais di filtro amostrado e desprezar. Em
seguida cortar 1/6 do papel de filtro do amostrador de grandes volumes
contendo o material particulado e de um papel de filtro não utilizado (branco).
Dobrar cuidadosamente em quatro.
11.1.2 Digestão
O procedimento descrito a seguir deverá ser adotado tanto para o papel de
filtro contendo a amostra quanto para o branco.
colocar em béquer o papel de filtro cortado e dobrado conforme o ítem
anterior;
adicionar 25 mL de solução de ácido nítrico 3 Molar;
tampar com vidro de relógio e levar à chapa de aquecimento, até ebulição
suave por 30 minutos;
resfriar à temperatura ambiente;
transferir o conteúdo líquido do béquer para balão volumétrico de 100 mL
através de funil analítico provido de papel de filtro, observando o seguinte
procedimento:
a) lavar o vidro de relógio e as paredes do béquer com água deionizada;
b) deixar decantar e transferir cuidadosamente o líquido sobrenadante
para o balão, prensando o papel de filtro com ajuda de bastão de vidro;
c) colocar no béquer contendo o papel de filtro cerca de 40 mL de água
deionizada; tampar com vidro de relógio e deixar repousar por 30
minutos; transferir o líquido sobrenadante para o balão volumétrico;
d) lavar o béquer com o filtro mais duas vezes, recolhendo as águas de
lavagem no balão volumétrico, até cerca de 80 mL;
e) agitar vigorosamente e deixar em repouso até que a espuma se
dissipe;
f) completar o volume do balão e agitar bem; deixar em repouso por 1
hora antes de proceder à análise no espectrômetro de absorção
atômica.
11.2 ANÁLISE
11.2.1 Determinar no espectrômetro com a lâmpada do metal que se deseja analisar
a absorvância da amostra e do branco.
11.2.2 Determinar na curva de calibração do metal a concentração (Ca)
correspondente à absorvância da amostra, descontada a absorvância do
branco.
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CÁLCULO
C
Ca x
AV
x103
Var
onde:
C = concentração do metal em partículas em suspensão no ar, em ( g/m3)
Ca = concentração da amostra, em mg/L
A =6= relação entre a área total do papel de filtro (406,5 cm 2 ) e a área da
fração do papel utilizada (67,66cm 2 )
V = volume da amostra dissolvida, em litros (0,1 litro)
Var = volume de ar amostrado, em m3 (vazão da amostragem, em m3/min.
multiplicado pelo tempo de amostragem, em min.)
103= fator de conversão de mg/m3 para g/m3
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
13.1 FEDERAL REGISTER - Vol. 43, Nº 194 : 46258 Thursday, October 5, 1978;
13.2 AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard methods for the
examination of water and wastewater. 16ª edição, Washington, D.C.,
AWWA / WPCF, 1985.