Desenvolvimento de métodos analíticos para quantificação de elementos em óleos lubrificantes

• Autor(a) principal: Mariana Frizera Borghi Mota
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-AR4SXW
• topic: digestão midro-ondas; P; Óleo lubrificante; Cu; S; sistema aquoso bifásico SAB; Zn; Fluorescência de Raio-X por Reflexão Total TXRF; Mg; Ca; Fe; Química analítica; Fluorescencia de raio X; Preparação de amostra (Química); Óleos lubrificantes; Química analítica quantitativa; Química ambiental; Espectroscopia de chama; Extração (Quimica); Microondas

 Óleos lubrificantes, de acordo com a Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, são uma mistura composta de óleo mineral básico e aditivos (ANP, 2015). Os métodos normalizados pela ANP (2015) para análise de diversos elementos nesses óleos empregam diferentes técnicas analíticas e fazem uso da diluição direta da matriz com solventes orgânicos. Neste trabalho foram desenvolvidas e validadas três metodologias analíticas para determinação de diferentes elementos nesta matriz. Na primeira, foram realizadas as quantificações de Ca, Zn, Mg, Cu e Fe por Espectrometna de Absorção Atômica por Chama (FAAS) após a digestão da amostra em forno micro-ondas com cavidade. Para estudo da otimização do processo foi realizado um planejamento fatorial fracionário 244, estudando-se uma condição ótima de massa de amostra, mistura ácida composta (ácido nítrico, peróxido de hidrogênio e água), tempo de pré-digestão e programa de aquecimento. Este método foi validado utilizando a amostra de óleo lubrificante de teste interlaboratorial ASTM (LU-1209) para todos os elementos mencionados. Foram obtidas recuperações variando de 88 a 106% e coeficientes de variação entre 0,3 e 5,4% para todos os metais. A segunda metodologia proposta foi à quantificação de Zn e Ca por FAAS utilizando-se sistema aquoso Músico (SAB). O estudo foi otimizado de modo a encontrar uma maior porcentagem de extração de zinco no SAB, avaliando-se, a influência da quantidade de extrator adicionado (ditizona), o pH do meio, a natureza do polímero e do sal utilizado, o comprimento da linha de amarração (CLA) e a razão mássica entre as fases superior e inferior. Uma extração máxima de Zn(E) de (107 ± 4)% foi obtida utilizando um sistema contendo o copolímero tribloco L64, sulfato de sódio e água. Adicionalmente, o método otimizado foi utilizado para quantificação de Ca(11) e validado para ambos os metais, encontrando-se recuperações na faixa de 89 a 100% e coeficientes de variação na faixa de 0,9 a 6,8%. Por fim, a terceira metodologia utilizou pequenos volumes de óleo lubrificante, solventes orgânicos e ítrio como padrão interno para a determinação de Ca, P, Zn e S por Fluorescência de Raio-X por Reflexão Total (TXRF). O método foi otimizado com a amostra de teste interlaboratorial ASTM e xileno. Os parâmetros experimentais estudados foram o volume da amostra, o tempo de medida e o volume depositado no disco de quartzo. Após otimização inicial com xileno, querosene e hexano foram utilizados. As figuras de mérito analíticas foram usadas para avaliar a desempenho do método analítico. As recuperações variaram de 98 a 111% e o desvio padrão relativo permaneceu entre 1,8 e 10%. Para todos os elementos, os resultados obtidos com a amostra ASTM estavam de acordo com os valores certificados. Para todos os métodos, após a validação, foi realizada a quantificação dos elementos de interesse em oito amostras de óleos lubrificantes novos e quatro de óleos lubrificantes usados. Quando possível, os resultados obtidos nos métodos propostos foram comparados com os gerados pela metodologia normalizada. Nestes casos, não foram observadas diferenças significativas ao nível de 95% de confiabilidade, segundo o teste t-Student.