Desempenho analítico da espectrometria de emissão óptica com fonte de plasma indutivamente acoplado na determinação de elementos terras raras em amostras geológicas

• Autor(a) principal: Aline Kelly de Guimaraes e Silva
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-8U7U8B
• topic: Amostras geológicas; Espectrometria de emissão óptica com fonte de plasma indutivamente acoplado ICP OES; Elementos terras raras; Análise espectral; Química analítica; Terras raras Analise; Geoquímica analítica

A determinação de elementos terras raras (REEs) é de extrema importância em estudos geológicos e ambientais, sendo estes elementos indicadores sensíveis de processos que ocorrem no meio ambiente, processos de formação das rochas, demonstrando uma assinatura geoquímica distinta governada por suas características químicas similares, principalmente, carga e raio iônico. Várias técnicas analíticas podem ser aplicadas para determinação de REEs, no entanto, para análise de rotina algumas delas apresentam custo elevado ou procedimentos de preparo das amostras bastante morosos. A Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES) é uma técnica multielementar, versátil, com boa frequência analítica, reprodutibilidade e limites de detecção favoráveis. Tradicionalmente, estes elementos são determinados após procedimentos de separação e pré-concentração, tornando a análise dispendiosa e demorada. Este trabalho teve por objetivo avaliar a determinação de REEs em amostras geológicas por ICP OES, sem os procedimentos de separação e concentração, considerando a avaliação das condições operacionais adequadas a este tipo de matriz e a investigação das interferências presentes. Pontuando-se que se trata da determinação de elementos traço, em uma matriz bastante complexa, rica em Si, Al, Fe, Ti, Mn, Mg, Ca, Na e K, onde vários destes constituintes podem causar efeitos interferentes críticos. A otimização das condições operacionais para determinação de REEs (La, Nd, Eu, Gd, Dy, Er e Yb), aplicando planejamento Doehlert e avaliação univariada, teve como critério de avaliação a robustez (Mg II / Mg I) e a sensibilidade dos REEs com o valor de SBR (razão sinal analítico pelo sinal de fundo). As condições operacionais pré-selecionadas foram comparadas a partir dos valores de Mg II / Mg I, SBR, limite de detecção (LOD), concentração equivalente de background (BEC) e desvio padrão relativo de medidas da solução de branco (RSD%,bco), indicando que a aplicação de uma potência mais baixa, poderia favorecer o sinal analítico com a radiação de fundo mais baixa e desvio padrão relativo também inferior. A otimização das condições operacionais ainda não foi suficiente para superar alguns efeitos interferentes, sendo identificadas tanto interferência espectral como não-espectral. Entre os constituintes majoritários das amostras geológicas, os principais interferentes identificados foram Al, Fe, Ti, Mn e Ca. Houve uma diferença no comportamento dos REEs em presença de HNO3 e HCl e, em geral, o efeito do HNO3 no sinal de emissão dos REEs foi mais crítico. De fato, os efeitos dos ácidos são mais severos em concentrações ácidas elevadas (> 10 %). Com as informações obtidas propõe-se a estratégia de calibração com correção de interferência interelementar (IEC, do inglês interelement correction). Uma curva analítica multielementar contendo analitos e os principais interferentes (Al, Fe, Ti, Mn e Ca) foi preparada, no mesmo meio ácido dos digeridos das amostras. O desempenho analítico do procedimento proposto foi avaliado a partir da linearidade da curva analítica, limites de detecção e quantificação, precisão e exatidão. Foram selecionadas duas linhas analíticas para cada REEs estudado e foram analisados 8 materiais de referência certificados (CRMs), considerando diferentes materiais geológicos entre rochas, solos e sedimentos. O procedimento apresentou bons resultados, linearidade adequada, precisão e exatidão adequadas. Um conjunto de amostras de sedimento foi utilizado para demonstrar a aplicação geoquímica dos resultados de REEs obtidos pelo método proposto