Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bizzi, Cezar Augusto
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
dARK ID: ark:/26339/001300000qhqh
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/4230
Resumo: In the present work it was investigated the possibility of using diluted HNO3 solutions for digestion of biological samples (milk powder and bovine liver) by microwave-assisted wet digestion. The possibility of use O2 and H2O2 as auxiliary reagents for digestion using diluted HNO3. In this purpose, this work was divided in three steps: (i) investigation of the use of digestion vessel with O2 pressure to promote the regeneration of HNO3 allowing to use diluted HNO3 solutions; (ii) study of the influence of microwave radiation in the HNO3 regeneration process; and, (iii) evaluation of the use of an UV radiation emission lamp for sample digestion using diluted HNO3 with O2 and H2O2 as auxiliary reagents. Digestion efficiency, for all investigated parameters, was evaluated by the determination of residual carbon content (RCC) in final digests. Metals determination was performed by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). In the first step, the influence of O2 in the regeneration process was studied, by modifying the inert atmosphere of digestion vessel with O2 and Ar. Results obtained with the modified atmosphere were compared with those obtained without modification, only with the atmospheric air inside the vessel (without pressurization with O2 or inert gas previous to digestion). It was observed that by changing the internal atmosphere, with the addition of O2, it was possible to obtain the same digestion efficiency using diluted HNO3 solutions, in comparison with the efficiency obtained using concentrated acid. In addition, the possibility of using H2O2 was also investigated. Results similar to those obtained using O2 pressure were obtained using H2O2, allowing an efficient digestion using diluted HNO3 solutions. For higher H2O2 amounts, as well as for higher O2 pressure, residual acidity was higher, which was attributed to the participation of both reagents in the regeneration process of HNO3. With regard to the influence of microwave radiation in the regeneration process of HNO3 different experiments were performed: the forced air ventilation through the external vessel walls during the heating program; thermographic images were obtained; and, the study of the interaction of microwave radiation with gaseous phase into the reaction vessel. Taking into account the results obtained from these experiments, it was observed that despite to the temperature gradient at the beginning of the heating program, probably, the microwave radiation can promote a kinetic effect on the regeneration process in the gaseous phase. Finally, an UV radiation emission lamp was used for digestion of potato starch, imipramine hydrochloride and milk powder. It was observed that UV radiation allowed high digestion efficiency, even without using acid, probably by promoting the formation of oxidizing species. The results obtained from this work showed the suitability of using diluted HNO3 solutions for digestion of biological samples. Moreover, by understanding and exploring the aspects related to the reactions which occur during digestion, concerning the regeneration process of HNO3, it was possible to use less severe conditions, with the economy of reagents and reduction of residues, in agreement to the green chemistry recommendations.
id UFSM_e28065d38c8c13b1f430a8b0b26479c5
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsm.br:1/4230
network_acronym_str UFSM
network_name_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository_id_str
spelling Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondasQuímicaQuímica analíticaPeróxido de hidrogênioOxigênioCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAIn the present work it was investigated the possibility of using diluted HNO3 solutions for digestion of biological samples (milk powder and bovine liver) by microwave-assisted wet digestion. The possibility of use O2 and H2O2 as auxiliary reagents for digestion using diluted HNO3. In this purpose, this work was divided in three steps: (i) investigation of the use of digestion vessel with O2 pressure to promote the regeneration of HNO3 allowing to use diluted HNO3 solutions; (ii) study of the influence of microwave radiation in the HNO3 regeneration process; and, (iii) evaluation of the use of an UV radiation emission lamp for sample digestion using diluted HNO3 with O2 and H2O2 as auxiliary reagents. Digestion efficiency, for all investigated parameters, was evaluated by the determination of residual carbon content (RCC) in final digests. Metals determination was performed by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). In the first step, the influence of O2 in the regeneration process was studied, by modifying the inert atmosphere of digestion vessel with O2 and Ar. Results obtained with the modified atmosphere were compared with those obtained without modification, only with the atmospheric air inside the vessel (without pressurization with O2 or inert gas previous to digestion). It was observed that by changing the internal atmosphere, with the addition of O2, it was possible to obtain the same digestion efficiency using diluted HNO3 solutions, in comparison with the efficiency obtained using concentrated acid. In addition, the possibility of using H2O2 was also investigated. Results similar to those obtained using O2 pressure were obtained using H2O2, allowing an efficient digestion using diluted HNO3 solutions. For higher H2O2 amounts, as well as for higher O2 pressure, residual acidity was higher, which was attributed to the participation of both reagents in the regeneration process of HNO3. With regard to the influence of microwave radiation in the regeneration process of HNO3 different experiments were performed: the forced air ventilation through the external vessel walls during the heating program; thermographic images were obtained; and, the study of the interaction of microwave radiation with gaseous phase into the reaction vessel. Taking into account the results obtained from these experiments, it was observed that despite to the temperature gradient at the beginning of the heating program, probably, the microwave radiation can promote a kinetic effect on the regeneration process in the gaseous phase. Finally, an UV radiation emission lamp was used for digestion of potato starch, imipramine hydrochloride and milk powder. It was observed that UV radiation allowed high digestion efficiency, even without using acid, probably by promoting the formation of oxidizing species. The results obtained from this work showed the suitability of using diluted HNO3 solutions for digestion of biological samples. Moreover, by understanding and exploring the aspects related to the reactions which occur during digestion, concerning the regeneration process of HNO3, it was possible to use less severe conditions, with the economy of reagents and reduction of residues, in agreement to the green chemistry recommendations.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorNo presente trabalho investigou-se a possibilidade da utilização de soluções diluídas de HNO3 para decomposição de amostras biológicas (leite em pó integral e fígado bovino) por via úmida assistida por radiação micro-ondas. Foi avaliada a possibilidade de utilização de O2 e H2O2 como reagentes auxiliares de decomposição empregando HNO3 diluído. Desta forma, este estudo foi dividido em três partes: (i) investigação da utilização do frasco de decomposição com pressão de O2 para promover a reação de regeneração do HNO3; (ii) estudo da influência exercida pela radiação micro-ondas sobre o ciclo de regeneração do HNO3; e, (iii) avaliação de radiação UV in situ para a decomposição de amostras com o emprego de HNO3 diluído com a utilização de O2 e H2O2 como reagentes auxiliares. A eficiência de decomposição, para todas as variáveis estudadas, foi avaliada pela determinação do teor de carbono residual (RCC) nos digeridos obtidos em cada estudo. A determinação de metais nos digeridos foi feita por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) e por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Na primeira etapa, buscou-se avaliar a influência da presença de O2 sobre o mecanismo de regeneração, através de ensaios envolvendo a modificação da atmosfera interna do frasco de decomposição, com O2 e com Ar. Os resultados obtidos com a atmosfera modificada foram comparados com aqueles obtidos sem modificação, somente com o ar atmosférico no interior do frasco (sem pressurização com O2 ou com gás inerte antes da decomposição). Foi observado que a modificação da atmosfera, com adição de O2, possibilitou a decomposição empregando soluções diluídas de HNO3, com a mesma eficiência que a decomposição utilizando ácido concentrado. Além disso, também se investigou a possibilidade de utilização de H2O2 como reagente auxiliar, o qual apresentou comportamento semelhante ao apresentado pelo O2, resultando em uma decomposição eficiente da matéria orgânica e possibilitando a redução da concentração de HNO3. Ainda, com o aumento da quantidade de H2O2, assim como observado com a utilização de O2, observou-se um aumento na acidez residual, o que foi interpretado como sendo um indício da participação de ambos os reagentes na regeneração do HNO3. Em relação à influência exercida pela radiação micro-ondas sobre a regeneração do HNO3 foram feitos ensaios envolvendo: a passagem forçada de ar na parte externa do frasco de decomposição durante a etapa de aquecimento; a obtenção de imagens termográficas; e o estudo da interação da radiação micro-ondas com a fase gasosa do frasco de decomposição. Foi observado que, além do gradiente de temperatura existente no estágio inicial do aquecimento assistido por radiação micro-ondas, provavelmente a radiação micro-ondas exerce um efeito cinético sobre a reação de regeneração que ocorre em fase gasosa. Por fim, com a utilização de uma lâmpada de emissão de radiação UV para a decomposição de amido de batata, cloridrato de imipramina e leite em pó desnatado, foi observado que a incidência de radiação UV possibilita uma decomposição eficiente das amostras, mesmo sem a utilização de ácidos. Os resultados obtidos através do presente trabalho mostraram a viabilidade do emprego de soluções diluídas de HNO3 para a decomposição de amostras biológicas. Ainda, ao se compreender e explorar os aspectos relacionados às reações envolvidas durante a decomposição da amostra, com respeito ao processo de regeneração do HNO3, foi possível trabalhar em condições cada vez mais brandas, com economia de reagentes e redução da quantidade de resíduos gerados, conforme preconizado nos princípios da química verde.Universidade Federal de Santa MariaBRQuímicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em QuímicaFlores, Érico Marlon de Moraeshttp://lattes.cnpq.br/7167629055579212Müller, Edson Irineuhttp://lattes.cnpq.br/5994311290376153Nóbrega, Joaquim de Araújohttp://lattes.cnpq.br/8833989058164529Paniz, José Neri Gottfriedhttp://lattes.cnpq.br/1216325367920515Barin, Juliano Smaniotohttp://lattes.cnpq.br/7545847424095994Bizzi, Cezar Augusto2017-05-112017-05-112012-07-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfBIZZI, Cezar Augusto. Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondas. 2012. 164 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2012.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/4230ark:/26339/001300000qhqhporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2023-05-18T17:48:45Zoai:repositorio.ufsm.br:1/4230Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-05-18T17:48:45Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
dc.title.none.fl_str_mv Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondas
title Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondas
spellingShingle Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondas
Bizzi, Cezar Augusto
Química
Química analítica
Peróxido de hidrogênio
Oxigênio
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
title_short Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondas
title_full Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondas
title_fullStr Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondas
title_full_unstemmed Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondas
title_sort Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondas
author Bizzi, Cezar Augusto
author_facet Bizzi, Cezar Augusto
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Flores, Érico Marlon de Moraes
http://lattes.cnpq.br/7167629055579212
Müller, Edson Irineu
http://lattes.cnpq.br/5994311290376153
Nóbrega, Joaquim de Araújo
http://lattes.cnpq.br/8833989058164529
Paniz, José Neri Gottfried
http://lattes.cnpq.br/1216325367920515
Barin, Juliano Smanioto
http://lattes.cnpq.br/7545847424095994
dc.contributor.author.fl_str_mv Bizzi, Cezar Augusto
dc.subject.por.fl_str_mv Química
Química analítica
Peróxido de hidrogênio
Oxigênio
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
topic Química
Química analítica
Peróxido de hidrogênio
Oxigênio
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
description In the present work it was investigated the possibility of using diluted HNO3 solutions for digestion of biological samples (milk powder and bovine liver) by microwave-assisted wet digestion. The possibility of use O2 and H2O2 as auxiliary reagents for digestion using diluted HNO3. In this purpose, this work was divided in three steps: (i) investigation of the use of digestion vessel with O2 pressure to promote the regeneration of HNO3 allowing to use diluted HNO3 solutions; (ii) study of the influence of microwave radiation in the HNO3 regeneration process; and, (iii) evaluation of the use of an UV radiation emission lamp for sample digestion using diluted HNO3 with O2 and H2O2 as auxiliary reagents. Digestion efficiency, for all investigated parameters, was evaluated by the determination of residual carbon content (RCC) in final digests. Metals determination was performed by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). In the first step, the influence of O2 in the regeneration process was studied, by modifying the inert atmosphere of digestion vessel with O2 and Ar. Results obtained with the modified atmosphere were compared with those obtained without modification, only with the atmospheric air inside the vessel (without pressurization with O2 or inert gas previous to digestion). It was observed that by changing the internal atmosphere, with the addition of O2, it was possible to obtain the same digestion efficiency using diluted HNO3 solutions, in comparison with the efficiency obtained using concentrated acid. In addition, the possibility of using H2O2 was also investigated. Results similar to those obtained using O2 pressure were obtained using H2O2, allowing an efficient digestion using diluted HNO3 solutions. For higher H2O2 amounts, as well as for higher O2 pressure, residual acidity was higher, which was attributed to the participation of both reagents in the regeneration process of HNO3. With regard to the influence of microwave radiation in the regeneration process of HNO3 different experiments were performed: the forced air ventilation through the external vessel walls during the heating program; thermographic images were obtained; and, the study of the interaction of microwave radiation with gaseous phase into the reaction vessel. Taking into account the results obtained from these experiments, it was observed that despite to the temperature gradient at the beginning of the heating program, probably, the microwave radiation can promote a kinetic effect on the regeneration process in the gaseous phase. Finally, an UV radiation emission lamp was used for digestion of potato starch, imipramine hydrochloride and milk powder. It was observed that UV radiation allowed high digestion efficiency, even without using acid, probably by promoting the formation of oxidizing species. The results obtained from this work showed the suitability of using diluted HNO3 solutions for digestion of biological samples. Moreover, by understanding and exploring the aspects related to the reactions which occur during digestion, concerning the regeneration process of HNO3, it was possible to use less severe conditions, with the economy of reagents and reduction of residues, in agreement to the green chemistry recommendations.
publishDate 2012
dc.date.none.fl_str_mv 2012-07-02
2017-05-11
2017-05-11
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv BIZZI, Cezar Augusto. Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondas. 2012. 164 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2012.
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/4230
dc.identifier.dark.fl_str_mv ark:/26339/001300000qhqh
identifier_str_mv BIZZI, Cezar Augusto. Emprego de oxigênio e peróxido de hidrogênio como auxiliares na decomposição de amostras biológicas por via úmida assistida por radiação micro-ondas. 2012. 164 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2012.
ark:/26339/001300000qhqh
url http://repositorio.ufsm.br/handle/1/4230
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
BR
Química
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Química
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
BR
Química
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Química
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM
instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
instname_str Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron_str UFSM
institution UFSM
reponame_str Manancial - Repositório Digital da UFSM
collection Manancial - Repositório Digital da UFSM
repository.name.fl_str_mv Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
repository.mail.fl_str_mv atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com
_version_ 1815172379513454592