[pt] No presente trabalho foram desenvolvidos métodos analíticos para a determinação seletiva de azaarenos básicos. Extração em fase sólida (SPE, do inglês solid phase extraction) em combinação com cromatografia líquida de alta eficiência com detector de fluorescência (HPLC-FD, do inglês high performance liquid chromatography with fluorescence detector) foram utilizados como um método sensível para a determinação de seis azaarenos básicos (7,8-benzoquinolina - 78BQ, 7,9-dimetilbenzo[c]acridina - 79DMBA, 9-amino-1,2,3,4-tetrahidroacridina - 9ATHA, 9-metilacridina - 9MA, acridina - A, e dibenzo[a,j]acridina - DBA) em amostras de querosene de aviação (QAV) e querosene comercial. O procedimento de extração foi realizado em uma única etapa usando um cartucho de ácido propilsulfônico. Para HPLC, foram utilizados separação em fase reversa (C18) e um programa de detecção com os comprimentos de onda ótimos de excitação e de emissão. Um gradiente de eluição com acetonitrila (ACN) e tampão fosfato (pH 6,5) permitiu uma separação rápida e eficiente dos azaarenos em menos de 15 min. Os valores de LOD e LOQ, baseados na razão sinal-ruído de 3:1 e 10:1, respectivamente, ficaram entre 0,0013 e 0,021 e entre 0,0044 e 0,072 ng injetados. As curvas analíticas mostraram comportamento linear na faixa de trabalho estudada, LOQ a 250 ug L(-1), (r2 > 0,99). Para uma amostra de QAV fortificada com 6,0 ug L(-1), as recuperações foram de 92 a 107%, exceto para a 9ATHA, que apresentou um valor de recuperação menor (68%). Finalmente, o método proposto foi aplicado para a quantificação dos seis azaarenos básicos em uma amostra de querosene doméstico e em três amostras de QAV. A presença de 78BQ e DBA foi confirmada nas amostras de QAV. Em seguida, estudos para o desenvolvimento de métodos por eletroforese capilar foram avaliados para a quantificação dos azaarenos básicos em QAV. Em cromatografia eletrocinética capilar micelar, as condições selecionadas para a separação dos analitos, na fase preliminar de estudo, foram: tampão borato 20 mmol L(-1) contendo 40 mmol L(-1) de SDS, 20% de metanol e 2 mol L(-1) de uréia, pH 9,5; condições instrumentais: 30 kV, 30 °C e 10 s de injeção hidrodinâmica por pressão de 50 mbar. No caso de eletroforese capilar de zona (CZE), as condições selecionadas para a separação e a préconcentração dos analitos em linha foram: tampão fosfato 50 mmol L-1 contendo 25% de ACN, pH 2,65; condições instrumentais: 25 kV, 25 °C e 150 s de injeção hidrodinâmica por pressão de 50 mbar; amostra dissolvida em tampão fosfato 1 mmol L(-1) contendo 20% de ACN. Um capilar de sílica fundida com 64,5 cm de comprimento (56 cm efetivos), 50 (u)m de diâmetro interno e 150 (u)m de caminho óptico foi utilizado. Os valores de LOD e LOQ para o método CZE ficaram entre 0,68 e 3,2 e entre 1,1 e 7,7 (u)g L(-1), respectivamente. Os resultados obtidos até o momento indicam, com perspectivas positivas, que é possível aplicar CZE com pré-concentração em linha para a determinação dos azaarenos básicos em QAV. Entretanto, um estudo mais detalhado para melhorar a resolução e a sensibilidade e diminuir o tempo de análise ainda se faz necessário. Além disso, o procedimento de extração dos analitos da amostra de QAV deve ser ajustado para, além de proporcionar bons resultados de recuperação, ser compatível com o método de análise desenvolvido. Finalmente, um método alternativo foi desenvolvido, usando a aquisição de espectros de fluorescência por varredura sincronizada e a análise dos dados por mínimos quadrados parciais (PLS) para a determinação simultânea dos mesmos seis azaarenos em QAV. Foram utilizadas 40 amostras sintéticas, contendo os seis analitos em estudo, na faixa de 10 a 100 (u)g L(-1) em Metanol:HCl 0,01 mol L(-1). Os espectros de varredura sincronizada foram obtidos com (delta)(lambda) = 30, 120 e 150 nm. Na construção dos modelos de regressão PLS foram empregadas 20 amostras para calibração e 20 para a previsão (et / [en] In this work, analytical methods were developed for the selective determination of basic azaarenes. Solid phase extraction (SPE) in combination with high performance liquid chromatography with fluorescence detection (HPLCFD) has been used for the sensitive method determination of six basic azaarenes (7,8-benzoquinoline - 78BQ, 7,9-dimethylbenz[c]acridine - 79DMBA, 9-amino- 1,2,3,4-tetrahydroacridine - 9ATHA, 9-methylacridine - 9MA, acridine - A, and dibenz[a,j]acridine - DBA) in jet fuel samples. The extraction process was performed in a single step using a propyl sulfonic acid cartridge (PRS). The HPLC system consisted of C18 column with a selected detection program of optimum excitation ((lambda) exc) and emission ((lambda)em) wavelengths. A gradient elution with ACN and phosphate buffer (pH 6.5) allowed an efficient and fast separation of the azaarenes within 15 min. The LOD and LOQ values, based on signal-to-noise ratio 3:1 and 10:1, respectively, were between 0.0013 and 0.021 and from 0.0044 to 0.072 ng per injection. The calibration curves showed linear behavior in range from LOQ to 250 mg L(-1) (r(2) > 0.99). For the spiked concentration of 6.0 (u)g L(-1), the recoveries were from 92 to 107% for jet fuel samples, except for 9ATHA, which presented a lower recovery value (68%). Finally, the proposed method was applied to the quantification of those six basic azaarenes in a commercial kerosene sample and in three jet fuel samples. The presence of 78BQ and DBA was confirmed in the jet fuel samples. Capillary electrophoresis methods were evaluated for the quantification of the basic azaarenes in jet fuel samples. In MECC, the best conditions for the separation of the analytes, in the preliminary phase of study, have been: 20 mmol L(-1) borate buffer with 25% of methanol and 40 mmol L(-1) SDS (pH 9.5) as the background solution; instrumental conditions: 30 kV, 30 °C and hydrodynamic injection (50 mbar) for 10 s. In CZE, the best conditions for the separation of the analytes have been: 50 mmol L(-1) phosphate buffer with 25 % of acetonitrile (pH 2.65) as the background solution; instrumental conditions: 25 kV, 25 °C and hydrodynamic injection (50 mbar) for 150 s; sample solvent: 1 mmol L(-1) phosphate buffer with 20 % of acetonitrile. A fused-silica capillary of 50 mm ID x 64.5 cm (56 cm effective length) x 150 mm path length has been used. The LOD and LOQ values were between 0.68 and 3.2 and from 1.1 to 7.7 (u)g L(-1), respectively. The previous results showed positive perspectives to apply CZE with on-line pre-concentration for the determination of the basic azaarenes in jet fuel. However, a more detailed study to improve the resolution and sensitivity and to reduce the analysis time is still necessary. Moreover, the procedure of the analytes extraction from the kerosene sample must be adjusted for providing good results of recovery and to be compatible with the developed method of analysis. Finally, an alternative method was developed, using fluorescence spectra acquisition by synchronous scan and partial least square regression (PLS), for determination of the same basic azaarenes. 40 synthetic mixtures were used in the range of 10 to 100 (u)g L(-1). The synchronous scan spectra were obtained using (lambda)(delta) = 30,120 and 150 nm. In the PLS models, 20 samples were used for calibration and 20 for test. The clean-up procedure was adapted from the HPLC-FD method employing Methanol:HCl 0,01 mol L(-1) as the final solvent of the extraction. The extracts were analyzed by HPLC and the results were used as reference values. The LOD and LOQ values, calculated from the net analytical signal (NAS), were between 0.045 and 2.0 and from 0.15 to 6.6 (u)g L(-1), respectively. The relative standard errors of prediction (%RSEP) were from 3.0 to 10% for the sample test set. For the spiked jet fuel sample the %RSEP were between 4.9 and 11% for four of the six studied analytes, since it

[pt] Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia analítica visando determinar chumbo em querosene e em óleo lubrificante. A voltametria de redissolução anódica com o eletrodo de filme de bismuto (BiFE) foi empregada com a medição do analito nas amostras realizada em meio microemulsionado. O modo de varredura utilizado foi o de onda quadrada (SWV) sendo o desempenho do BiFE comparado com o desempenho observado com o uso do eletrodo de gota pendente de mercúrio (HMDE), este tradicionalmente utilizado nas análises voltamétricas de metais. Na otimização da composição da microemulsão (ME) para o querosene obtevese melhor resultado, em termos de estabilidade e resposta analítica, com 77% de 1-propanol, 13% de fase aquosa (5% ácido nítrico concentrado e 8% água) e 10% de amostra v/v (valores percentuais em volume). No caso da ME para óleo lubrificante a composição otimizada foi 80% de butanol, 10% de fase aquosa (sendo 5% de ácido nítrico concentrado e 5% de água) e 10% amostra dissolvida em xileno. Em ambos os casos, o ácido nítrico serviu como fonte de eletrólitos e para a conversão de espécies químicas metaloorgânicas de chumbo para a forma inorgânica. Após a otimização dos parâmetros instrumentais, os limites de detecção (3sb/a) foram estimados na ordem de nmol L-1 independentemente do eletrodo empregado. Testes de recuperação em material de referência certificado (NIST 1085a) e em amostras fortificadas com Pb (tanto na forma inorgânica quanto na metaloorgânica) indicaram valores recuperados entre 98 e 100%. Os resultados foram confirmados por análises das mesmas amostras por espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica. Foi realizado um estudo para avaliar a magnitude das fontes de incerteza de medição voltamétrica de chumbo e o impacto de cada uma das fontes na incerteza combinada. Verificou-se que a contribuição relacionada com a preparação das soluções (padrões e amostras) foi a mais relevante, indicando a necessidade de se traçar novas estratégias de preparação de soluções e de amostragem para a minimização da incerteza combinada. A partir desse estudo, mostrou-se a viabilidade do uso de meio microemulsionado na determinação eletroanalítica de metais em frações de petróleo mais pesadas. / [en] In the presente work, was developed an analytical method aiming the determination of lead in kerosen and in lubricating oil. Anodic redissolution voltammetry with a bismuth-film electrode was employed by measuring the analyte in the sample microemulsions. Square-wave scanning mode (SWV) was employed and the BiFE performance was compared to the one achieved using the static drop mercury electrode (HDME), the later a more traditional electrode for voltammetric analysis for metals. The optimization of the composition of kerosene microemulsion (ME) indicated best results, in terms of stability and analytical response, with 77% of 1-propanol , 13% of aqueous phase (5% concentrated nitric acid and 8% water) and 10% of sample (percent values in volume). For the lubricating oil, the ME composition was 80% of buthanol , 10% of aqueous phase (5% concentrated nitric acid and 5% water) and 10% of sample previously dissolved in xylene. In both cases, the nitric acid played a role as a source of electrolytes and in converting lead metallo-organic species in the inorganic form. After the optimization of experimental parameters, limits of detection were in the nmol L-1 range no matter the type of electrode employed. Recovery tests in certified reference materials (NIST 1085a) and in lead-fortified samples (either with inorganic and metallo-organic form) indicated recovered values between 98 and 100%. These results were confirmed by analyzing the same samples by electrothermal atomic absorption spectrometry. A study was also made to evaluate the measurement uncertainty sources and magnitudes of the voltammetric determination of lead and the impact of each of the sources in the combined uncertainty. As a result, the contribution of the preparation of solutions (samples and standards) was found to be the most relevant source of uncertainty, indicating the need for establishing alternative strategies for such procedures, aiming the minimization of the combined uncertainty. This work has demonstrated the viability of using microemulsions for eletroanalytical determination of metals in petroleum fractions.

[pt] A alta viscosidade dos óleos pesados e o elevado teor de asfaltenos contribuem para a formação de emulsões água-em-óleo (A/O) altamente estáveis, dificultando a separação óleo/água e aumentando os custos de produção e transporte. Para reduzir a viscosidade, técnicas de diluição são comuns com solventes simples. Portanto, pouca pesquisa foi realizada sobre o impacto dos compostos aromáticos nas propriedades interfaciais e na estabilidade das emulsões, de solventes complexos, como o querosene. Neste estudo, investigou-se o efeito da segregação dos compostos aromáticos do querosene nas propriedades bulk e interfaciais e na estabilidade dos asfaltenos e das emulsões A/O. Além disso, foram analisadas as correlações desses efeitos com a desemulsificação química. Inicialmente, foram avaliadas as propriedades interfaciais de frações de surfactantes naturais, extraídas de um óleo pesado brasileiro, em relação à sua capacidade de estabilizar emulsões água-querosene. Os resultados indicaram que a estabilidade dessas emulsões decorre do efeito sinérgico entre as resinas e os asfaltenos, resultando na formação de filmes interfaciais mais flexíveis, que evitam ou retardam a coalescência das gotas. Entretanto, quando o querosene foi utilizado como diluente do óleo pesado (HO) na fase oleosa, observou-se a floculação e precipitação dos asfaltenos. Esses resultados foram correlacionados com a composição química de dois tipos de querosene: um composto apenas por saturados (KeS) e outro contendo 30 por cento massa de compostos aromáticos (KeSA). Verificou-se que a composição química dos querosenes afeta a estabilidade coloidal dos asfaltenos, a estabilidade da emulsão e as propriedades interfaciais. KeSA apresentou maior solubilização e dispersão dos asfaltenos em comparação ao KeS. Além disso, a viscoelasticidade interfacial diminuiu quando o teor de querosene foi maior ou igual a 30 por cento massa, indicando a formação de filmes interfaciais menos rígidos. Porém, o módulo de elasticidade nos sistemas contendo KeSA aumentou gradualmente com o tempo, sugerindo uma melhor solubilidade dos asfaltenos e uma adsorção controlada pela difusão facilitada na interface. A concentração de aromáticos do solvente (KeSA) mantém a estabilidade do filme interfacial durante a diluição de HO, compensando assim a perda de asfaltenos com o aumento do teor de querosene na fase óleo. Os resultados também destacaram o papel crucial da aromaticidade do querosene na quebra das emulsões A/O contendo 20 por cento massa de Ke na fase oleosa. Diferentes desemulsificantes químicos, comumente utilizados como bases para desemulsificantes comerciais, bem como compostos modelo, foram testados. KeSA apresentou maior robustez e resistência à quebra das emulsões. Esse efeito decorre da segregação interfacial dos compostos aromáticos do querosene. Esses resultados enfatizam a importância da composição química do querosene quando é usado na diluição de óleos pesados, o qual tem efeito significativo na estabilidade e quebra das emulsões A/O. / [en] The high viscosity of heavy oils and the high content of asphaltenes contribute to the formation of highly stable water-in-heavy oil (W/O) emulsions, making oil/water separation difficult and increasing production and transportation costs. To reduce viscosity, dilution techniques with simple solvents are common. Therefore, slight research has been conducted on the impact of aromatic compounds on interfacial properties and emulsion stability from complex solvents, such as kerosene. In this study, we investigated the effect of segregation of aromatic compounds in kerosene on the bulk and interfacial properties and stability of asphaltenes and W/O emulsions. Furthermore, we analyzed the correlations of these effects with chemical demulsification. Initially, we evaluated the interfacial properties of natural surfactants fractions extracted from Brazilian heavy oil regarding their ability to stabilize water-kerosene emulsions. The results indicated that the stability of these emulsions was related to the synergistic effect between resins and asphaltenes, resulting in the formation of more flexible interfacial films that prevent or delay the coalescence of the droplets. However, when kerosene was used as diluent of heavy oil (HO) in the oil phase, flocculation and precipitation of asphaltenes were observed. These results were correlated with the chemical composition of two kerosene types: one composed only of saturates (KeS) and another containing saturates and 30 percent wt. of aromatic compounds (KeSA). It was found that the chemical composition of the kerosene affects the colloidal asphaltenes stability, emulsion stability, and interfacial properties. KeSA showed greater solubilization and dispersion of asphaltenes compared to KeS. Additionally, interfacial viscoelasticity decreased when the kerosene content was bigger or equal 30 wt. percent, indicating the formation of less rigid interfacial films. However, the interfacial elastic modulus in systems containing KeSA gradually increased over time, suggesting better solubility of asphaltenes and diffusion-controlled adsorption at the interface. The concentration of solvent aromatics (KeSA) maintains interfacial film stability during HO dilution, thus compensating for the loss of asphaltenes with increasing kerosene content in the oil phase. The results also revealed the crucial role of kerosene s aromaticity in the breaking of W/O emulsions containing 20 wt. percent of kerosene in the oil phase. Various chemical demulsifiers commonly used as bases for commercial demulsifiers, as well as model compounds, were tested. The presence of KeSA exhibited greater robustness and resistance to emulsion breaking. This effect was attributed to interfacial segregation of aromatic compounds from kerosene. These results emphasize the importance of kerosene s chemical composition when used for diluting heavy oils, as it has a significant effect on the stability and breaking of W/O emulsions, particularly in the case of the Brazilian heavy oil used in this study.