Análise de traços de metais com eletrodos de estado sólido – Parte 2

10/08/2020

Artigo

Este artigo é Parte 2 de uma serie.

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Na segunda parte da nossa série sobre metal pesado análise com eletrodos de estado sólido, o foco está na Eletrodo de ouro scTRACE. Eletrodos de ouro têm sido usados em eletroquímica há décadas. Porém, o scTRACE Gold possui um design muito especial. Originalmente desenvolvido para melhorar a determinação voltamétrica de arsênico, o eletrodo também provou ser adequado para a determinação de vários outros elementos, como cobre, ferro, liderar, e até mesmo o cromo tóxico (VI).

Figure 1. Vista aproximada do eletrodo de trabalho com microfio de ouro no scTRACE Gold.

Como funciona?

O eletrodo de trabalho é um microfio de ouro (figura 1), qual é mais fino que um fio de cabelo humano. Esta forma especial de eletrodo leva a um tempo de preparação inicial muito curto. Diferente de outros eletrodos de ouro, o scTRACE Gold é pronto para uso em poucos minutos.

Figure 2. Vista aproximada dos eletrodos de referência e auxiliar na parte traseira do scTRACE Gold.

Outra vantagem deste eletrodo é que ele vem com o referência e o eletrodo auxiliar impresso na parte traseira do sensor (Figura 2). Isso não só economizar em custos para os dois eletrodos adicionais necessários em um sistema voltamétrico, também torna obsoleta a manutenção do eletrodo de referência.

Formulários

O alto nível de sensibilidade e um configuração simples torna a voltametria uma ferramenta valiosa na análise de água potável.

A disponibilidade de água potável é uma das principais preocupações dos 21^stséculo. Além das contaminações microbiológicas, como bactérias e vírus, a presença de metais pesados na água potável pode ser um risco para a saúde. O primeiro passo para fornecer água limpa é identificar os contaminantes, uma vez que as concentrações de metais pesados que ameaçam a saúde não são visíveis. Para muitos metais pesados, os valores-limite na água potável são especificados por autoridades como os EUA Agência de Proteção Ambiental (EPA) ou Comissão Europeia. Os laboratórios de qualidade da água costumam usar ICP (plasma acoplado indutivamente) para monitorar as concentrações de metais na água potável.

A voltametria é uma das poucas técnicas de análise que oferece uma sensibilidade comparável. Precisando apenas de infraestrutura básica e baixos custos operacionais, a voltametria é uma alternativa viável para monitorar alguns elementos-chave. Nas seções a seguir, são mostrados alguns exemplos de aplicação selecionados que demonstram as capacidades do eletrodo scTrace Gold na análise de água.

Arsênico na água potável

O arsénico ganhou alguma notoriedade global quando foram construídos poços de água no Bangladesh para evitar doenças causadas por contaminações microbiológicas nas águas superficiais. Em vez de sofrerem de cólera ou hepatite, as pessoas sofriam de envenenamento crónico por arsénico.

Seria um tanto descuidado acreditar que o arsénico é um problema apenas nos países menos desenvolvidos. Na verdade, o arsénico pode ser encontrado em quase toda a crosta terrestre. Embora como Paracelso já sabia, "a concentração faz o veneno».

Portanto, a questão crucial é saber quanto deste arsénico chega ao lençol freático. A OMS (Organização Mundial da Saúde) recomenda uma concentração de 10 µg/L arsênico como o nível máximo na água destinada ao consumo humano. Este valor também é o limite legal em muitos países.

A determinação voltamétrica do valor limite de 10 µg/L apresenta uma recuperação de cerca de 92% (n = 10 determinações) com um desvio padrão relativo de 6,5%. Com um limite de detecção de 1 µg/L, que é um décimo do limite legal, a voltametria usando o eletrodo scTRACE Gold oferece uma forma fiável e económica de monitorizar o teor de arsénico na água potável.

Para maiores informações, baixe nossa nota de aplicação gratuita.

Arsênico total em água mineral – Determinação simples por voltametria em um eletrodo de microfio de ouro

O eletrodo scTRACE Gold pode ser usado com o 884 VA Profissional bem como com o Analisador VA portátil 946. O 884 Professional VA foi projetado para uso em laboratório. O sistema é extremamente flexível e pode ser adaptado às necessidades do usuário. A configuração modular também permite uma extensão posterior do instrumento de manual para totalmente automatizado.

Como o nome sugere, o Analisador VA Portátil 946 destina-se a uso móvel. Permite a determinação no local, diretamente na fonte da amostra.

Saiba mais sobre análise VA portátil aqui:

Análise móvel de metais pesados: Analisador VA portátil 946

Cobre em águas superficiais

Em circunstâncias normais, o cobre na água potável não é um problema. Os limites legais são comparativamente elevados, a OMS recomenda uma concentração máxima de 2 mg/L. Um exemplo de campo ilustra onde a determinação de cobre na água pode, no entanto, ser aconselhável.

A produção de bebidas alcoólicas destiladas (ex. gin, whisky, brandy, schnapps) envolve a destilação única ou múltipla da matéria-prima, que é feita em alambiques de cobre. Limpar o aparelho de cobre e drenar a água de enxágue para um rio pode contaminar o meio ambiente com cobre.

Embora os limites regulamentares nos efluentes sejam geralmente mais elevados do que na água potável, os limites de cobre ainda podem ser excedidos se a água não for tratada adequadamente antes da descarga. Dado que a poluição resultante desta limpeza não é um processo contínuo, mas ocorre apenas periodicamente, é difícil de detectar e ainda mais difícil de confirmar, especialmente em áreas menos acessíveis.

Aqui, voltametria móvel usando o scTRACE Gold com o 946 Portable VA Analyzer pode dar uma contribuição valiosa à proteção do meio ambiente devido à determinação confiável de baixas concentrações de cobre.

Para uma concentração de 5 µg/L, a recuperação média de 10 determinações é de aproximadamente 107%, com desvio padrão relativo de 2%. Concentrações de até 0,5 µg/L de cobre na água podem ser determinadas diretamente no ponto de amostragem. Isto permite uma nova amostragem imediata em caso de resultados suspeitos e pode, além disso, ajudar a localizar a fonte da poluição. Desta forma, aumentam as chances de identificar a fonte e responsabilizar a entidade responsável.

Saiba mais sobre esse tipo de análise em nossa Nota de Aplicação gratuita abaixo.

Cobre em água potável – Determinação simples por voltametria usando um eletrodo de microfio de ouro

Ferro na água

Segundo a OMS, o ferro não representa um problema de saúde nos níveis normalmente encontrados na água potável. Em contrapartida, é um elemento essencial para a nutrição humana. No entanto, muitos países especificam uma nível máximo de contaminante entre 200 µg/L e 300 µg/L.

A razão é simplesmente que concentrações mais elevadas têm um efeito negativo no sabor da água e mancham a roupa e os aparelhos sanitários.

Com um limite de detecção de 10 µg/L, a determinação voltamétrica do ferro oferece um método simples para monitorar a concentração de ferro no abastecimento de água. A recuperação de uma determinação voltamétrica de 20 µg/L Fe está na faixa de 91% (n = 10 determinações) com desvio padrão relativo de 1%.

Baixe nossa nota de aplicação gratuita abaixo para saber mais.

Ferro na água potável – Determinação simples por voltametria usando um eletrodo de microfio de ouro (método DHN)

Outras parcelas desta série

Este artigo do blog foi dedicado ao tópico de o Eletrodo de ouro scTRACE e como ele pode ser usado para a determinação de íons de metais pesados na água potável e no meio ambiente. Outras parcelas são dedicadas à análise de traços de metais com estes eletrodos de estado sólido: