O presente trabalho apresenta estudos da reação de autoxidação de Ni(II)/tetraglicina ou Cu(II)/tetraglicina induzida por S(IV). Estudos espectrofotométricos enfocaram a formação do respectivo íon metálico no estado de oxidação 3+. Verificou-se que S(IV) acelera a autoxidação de Ni(II)/tetraglicina em pH=9,2 (tampão borato), com a determinação de alguns parâmetros cinéticos desta reação. A autoxidação de Cu(II)/tetraglicina induzida por S(IV), caracterizada por efeito sinérgico positivo de Ni(II), foi empregada no desenvolvimento de método analítico para S(IV) na faixa de (0-0,12) milimolar. Este método foi utilizado para estudo da autoxidação de S(IV) catalisada por traços de íons metálicos de transição, em meio não-complexante. Estudos por quimiluminescência abordaram a interação das espécies geradas na autoxidação de Ni(II)/tetraglicina e Cu(II)/tetraglicina induzida por S(IV) com o íon tris-bipiridil-2,2´-rutênio(II). Foi avaliado o efeito de intensificação da radiação emitida, causado por tensoativos ou adições sucessivas de S(IV). A interação das espécies produzidas na autoxidação de Ni(II)/tetraglicina induzida por S(IV) com luminol foi aproveitada para desenvolvimento de método quimiluminescente para determinação de sulfito. O método proposto foi aplicado para determinação de S(IV) livre em amostras de bebidas, açúcar e água de chuva (limite de detecção 0,28 nanomolar). / The current work shows studies concerning the sulfite induced Ni(II)/tetraglycine (NiIIG4) and Cu(II)/tetraglycine (CuIIG4) autoxidation reaction in aqueous medium. Spectrophotometric studies focused on the formation of the correspondent metallic ion in the 3+ oxidation state. It was found that S(IV) accelerates NiIIG4 autoxidation at pH = 9.2 (borate buffer). Some kinetic parameters of this reaction have been successfully determined. S(IV) induced CuIIG4 autoxidation, which is characterized by the remarkable positive synergistic effect of Ni(II), was used in the development of a S(IV) analytical method in the range of (0-12)x10-5 mol L-1. This method was used to study the S(IV) catalyzed autoxidation of metallic transition ions, in non-complexing medium. Chemiluminescence studies approached the interaction between Ru(II)/bipy (tris-bipyridil-2,2´-ruthenium(II) ion) and the species generated in the S(IV) induced NiIIG4 autoxidation. The emitted radiation intensifying effect, which is caused by the presence of certain surfactants or consecutive additions of S(IV), was evaluated. The interaction between the species generated in the S(IV) induced NiIIG4 autoxidation and luminol was used in the development of a sulfite determination method by chemiluminescence. A flow system containing a gas-diffusion unit was used to separate S(IV) from the matrix. Free sulfite was determined in beverages, sugar and rainwater samples, with a detection limit of 2,8 x 10-8 mol L-1.

Neste trabalho, foi desenvolvido equipamento portátil e procedimentos analíticos automáticos para determinação de cátions e anions em águas usadas para consumo humano e suprimento. Os procedimentos foram baseados no processo de multicomutação em fluxo e detecção fotométrica empregando fotômetro feito no laboratório. Os sistemas de fluxo foram construídos empregando válvulas solenóide, com interface independente de comutação acionadas por computador usando apenas um canal de bombeamento. O sistema proposto foi controlado por um computador rodando um software escrito em QuickBasic 4.5. Os dói fotômetros baseados em LED foram desenvolvidos usando como detectores de radiação foto-transistores e foto-diodos. Nos dois casos a fonte de radiação (LED) e o foto-detector foram acoplados a cela de fluxo obtendo assim, uma unidade compacta. O fotômetro foi projetado para usar um foto-transistor para determinações seqüenciais de nitrato, nitrito, ferro(II), ferro(III) em águas de rios.O fotômetro proposto usa um foto-diodo para determinação de cloreto por turbidimetria, fosfato e amonium por fotometria. A sistema de fluxo foi desenhado associando-se os processos de multicomutação e multisite garantindo redução de reagente e de efluente. O sistema sistema foi empregado para determinação de cloreto, fosfato e amônio em águas de rios. Os dois sistemas propostos apresentaram excelente performance incluindo boa precisão, freqüência analítica e baixo consumo de reagente. Além disso, o sistema baseado em multisite apresentou baixo volume de efluente gerado. As dimensões reduzidas de ambos os fotômetros e do modulo de analise em fluxo, permitiram a portabilidade, o que possibilita sua aplicação em condições de campo. / In this work it was developed a portable apparatus and automatic analytical procedures for the determination of cations and anions in waters used for human consumption and industrial provisioning. The procedures were based on the multicommutation process in flow analysis and detection was performed using a homemade photometer. The flow systems were designed employing a set of solenoid valves, which were assembled to work as independent commutation units, thus under computer control several solutions were handled using a single pumping channel. The proposed system was controlled by computer running a software wrote in QuickBasic 4.5. The two LED based photometers were developed using as light detection a phototransistor and a photodiode. In both cases, the radiation source (LED) and the photodector were coupled to the flow cell in order to obtain compact unit. The photometer designed using a phototransistor was employed for the sequential determination of nitrate, nitrite, iron(II) and iron(III) in river water. The photometer designed using a photodiode was employed in the system used for the determination of chloride by turbidimetry, phosphate and ammonium by photometry. The flow system was designed associating the multisite and multicommutation process intending reduction of the reagent consumption and waste generation. The useful of the system was proved performing the determination of chloride, ammonium and phosphate in river water. The two proposed systems presented very overall performance including precision and accuracy, analytical frequency and low reagent consumption. Furthermore, the system based on multisite approach presented a very low volume of waster generation. The reduced dimensions of both photometer and flow system module allow their portability, thus we can suggest that the proposed systems are reliable for work in field condition.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissEP.pdf: 1396653 bytes, checksum: 663940895afdaa334ba4420083e47789 (MD5) Previous issue date: 2004-02-17 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this dissertation, three flow injection analysis methods for total polyphenol determination in tea and acacia s tannins commercial extracts were developed. The first method is based on the reaction between the polyphenol compounds and the metavanadate anion (VO3 -), yielding a colored product with strong absorption at 585 nm. In the flow injection system with merging zones employed, 500 µL of the sample solutions and 500 µL of 0.10 mol L-1 ammonium metavanadate solution were injected into the individual carrier solutions (deionised water). With the reaction development in a 150 cm coil reactor, the chromogenic product formed was monitored spectrophotometrically at 585 nm. The analytical curve was linear in the tannic acid concentrations ranging from 35.7 and 544 mgL-1 (2.1 x 10-5 and 3.2 x 10-4 mol L-1), with a detection limit of 12.9 mg L-1 (7.6x10-6 mol L-1). An analytical sampling of 70 determinations per hour was obtained with relative standard deviations smaller than 0.8 % for tannic acid solutions containing 81.7 and 493 mg L-1 (4.8 x 10-5 and 2.8 x 10-4 mol L-1). Because the recoveries from tea samples varied between 87.3 and 94.2%, the standard multiple additions method was used for total polyphenol determination in these samples. In the second proposed method the same reagent was employed in the determination of the polyphenol compounds. In this case, a single-line flow injection system coupled with a solid phase reactor containing silver metavanadate (AgVO3) immobilized in polyesther resin was employed. In this system, volumes of 500 µL of the sample solutions injected into the carrier solution were converted in the chromogenic product in the solid phase reactor with 10 cm of length containing particles with size ranging from 250 and 300 µm of AgVO3 immobilized in polyesther. The analytical curve was linear in the tannic acid concentrations ranging from 88.5 and 2041 mg L-1 (5.2 x 10-5 e 1.2 x 10-3 mol L-1), with a detection limit of 10.0 mg L-1 (5.9 x 10-6 mol L-1). An analytical sampling of 35 determinations per hour was obtained with relative standard deviations smaller than 1.1 % for tannic acid solutions containing 175 and 1350 mg L-1 (1.0 x 10-4 and 7.9 x 10-4 mol L-1). Since the recoveries from acacia s tannin extracts of samples varied between 98.5 and 104%, the total polyphenol analysis were made directly by the use of an analytical curve. In the third developed method, a flow injection analysis system was employed for turbidimetric determination of total polyphenols, using copper(II) íons in a acetate medium as the precipitin reagent. In this system, 350 µL of reagent solution (0.10 mol L-1 copper(II)) and 350 µL of the sample solutions were injected simultaneously into a merging zones system. After a previous mixing at a 50 cm coil reactor, they receive an 0.10 mol L-1 ammonium acetate solution by confluence. The precipitate formed at a 100 cm coil reactor, was monitored turbidimetrically at 500 nm. A 10-2 mol L-1 HNO3 solution flowing intermittently at 3.5 mL min-1 was used to wash the flow system during the sampling. The determination of polyphenol compounds in tea samples in the concentration range from 18.0 to 725 mg L-1 (1.1 x 10-5 e 4.3 x 10-4 mol L-1) with a detection limit of 6.49 mg L-1 (3.8 x 10-6 mol L-1) for standard solutions of tannic acid was obtained. The analytical sampling was 90 determinations per hour with relative standard deviations smaller than 0.9 % for tannic acid solutions containing 109 and 357 mg L-1 (6.4 x 10-5 and 2.1 x 10-4 mo L-1) (n = 10). Because the recoveries from tea samples varied between 91.4 and 111%, the standard multiple additions method was used for total polyphenol determination in these samples. The results of the sample analysis obtained with the proposed methods were compared with those obtained employing the AOAC official method with relative errors smaller than 6.4%. / Descrevem-se neste trabalho três métodos de análises por injeção em fluxo para determinação de polifenóis totais em amostras de chás e extratos comerciais tanínicos de acácia. O primeiro método baseia-se na reação de oxidação entre os compostos polifenólicos e o ânion metavanadato (VO3 -), originando como produto um cromóforo com forte absorção em 585 nm. No sistema em fluxo com zonas coalescentes empregado, volumes de 500 µL de soluções das amostras e 500 µL de solução de metavanadato de amônio (NH4VO3) 0,10 mol L-1 foram injetados em soluções transportadoras (água deionizada) individuais, percorrendo distâncias iguais até se encontrarem em um ponto de confluência. Com o desenvolvimento da reação em um reator helicoidal de 150 cm, o cromóforo formado foi então monitorado espectrofotometricamente naquele comprimento de onda. A curva analítica foi linear no intervalo de concentrações de ácido tânico entre 35,7 e 544 mg L-1 (2,1 x 10-5 e 3,2 x 10-4 mol L-1), com um limite de detecção de 12,9 mg L-1 (7,6 x 10-6 mol L-1). A freqüência de amostragem foi de 70 determinações por hora com desvios padrões relativos menores que 0,8% para soluções de ácido tânico de 81,7 e 493 mg L-1 (4,8 x 10-5 e 2,8 x 10-4 mol L-1) (n = 10). Como as recuperações em amostras de chás variaram entre 87,3 e 94,2%, empregou-se o método de adição múltipla de padrões para determinação de polifenóis totais nessas amostras. No segundo método proposto empregou-se o mesmo reagente para determinação de polifenóis em amostras de extratos de acácia. A reação química envolvida no segundo método proposto também tem como base a oxidação dos compostos polifenólicos com o ânion metavanadato (VO3 -). Nesse caso, empregou-se um sistema em fluxo de linha única com um reator em fase sólida acoplado contendo metavanadato de prata (AgVO3) imobilizado em resina de polié ster. Nesse sistema, os volumes de 500 µL das soluções das amostras injetadas no fluxo transportador (água deionizada), ao passarem pelo reator em fase sólida com comprimento de 10 cm contendo partículas com tamanhos entre 250 e 300 µm, são convertidas no cromóforo monitorado em 585 nm. A curva analítica foi linear na faixa de concentrações de ácido tânico de 88,5 a 2041 mg L-1 (5,2 x 10-5 e 1,2 x 10-3 mol L-1), com limite de detecção de 10,0 mg L-1 (5,9 x 10-6 mol L-1) e desvios padrões relativos menores que 1,1% (n = 11) para soluções de referência de ácido tânico de 175 e 1350 mg L-1 (1,0 x 10-4 e 7,9 x 10-4 mol L-1). A freqüência de amostragem foi de 35 determinações por hora com recuperações em amostras de extratos tanínicos de acácia entre 98,5 e 104%. A análise de polifenóis totais nessas amostras foi feito diretamente empregando-se uma curva analítica. No terceiro método desenvolvido, um sistema de análises por injeção em fluxo foi empregado para determinação turbidimétrica de polifenóis totais utilizando como reagente precipitante íons Cu2+ em meio de acetato. Nesse sistema, solução do reagente Cu2+ 0,10 mol L-1 e da amostra são injetados simultaneamente em zonas coalescentes em volumes de 350 µL. Após uma prévia mistura em um reator helicoidal de 50 cm, recebem por confluência solução de acetato de amônio 0,10 mol L-1. O precipitado formado em um reator helicoidal de 100 cm foi monitorado turbidimétricamente em 500 nm. Adaptou-se um fluxo intermitente de HNO3 10-2 mol L-1 que efetuasse a limpeza do sistema durante a amostragem. O método foi aplicado em análise de amostras de chás, apresentando uma curva analítica linear no intervalo de concentrações de ácido tânico de 18,0 a 725 mg L-1 (1,1 x 10-5 e 4,3 x 10-4 mol L-1), limite de detecção de 6,49 mg L-1 (3,81 x 10-6 mol L-1) e freqüência de amostragem de 90 determinações por hora. Os desvios padrões relativos foram menores que 0,9% para soluções de ácido tânico de 109 e 357 mg L-1 (6,4 x 10-5 e 2,1 x 10-4 mo L-1) (n = 10). As recuperações nas amostras de chás variaram entre 91,4 e 111%. Sendo assim, empregou-se o método de adição múltipla de padrões para determinação de polifenóis totais em amostras de chás. Os resultados das análises de amostras obtidos empregando-se os três métodos desenvolvidos foram comparados com aqueles obtidos empregando o método oficial da AOAC, com erros relativos menores que 6,4%.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCRS.pdf: 948213 bytes, checksum: a9203dd501088399c978ca30df75b39b (MD5) Previous issue date: 2004-12-17 / Universidade Federal de Minas Gerais / The work here described deals with the development of clean analytical methods for determination of chloride and chemical oxygen demand in water samples. A flow injection spectrophotometric method was developed for determining chloride in water samples based on a solid phase reactor (SPR) containing Hg(SCN)2. The solid reagent was immobilized in epoxy resin. The solid phase reactor was regenerated using an intermittent flow of a solution containing 0.12% m v-1 Hg(SCN)2 and this strategy was needed for baseline stabilization. The analyte chloride displaces thiocyanate from the SPR and this latter reacts with Fe(III) forming a red complex measured at 480 nm. The lifetime of the reactor was estimated in 1000 injections, and both the reagent consumption and the waste generation were appreciably reduced. The obtained results were in agreement with a standard method at a 95% confidence level. The relative standard deviation was 2.25% for 10 successive injections of a 8.0 mg L-1 Cl- solution, and the analytical frequency was 100 determinations h-1. Two metallic electrodes, copper and nickel, were built for determination of chemical oxygen demand (COD). The copper electrode was used in voltammetric measurements in the 0.25 to 0.70 V potential range (vs. Ag/AgCl). The analytical curves were obtained using reference solutions containing from 477 to 2800 mg L-1 glucose.The detection limit was estimated in 152 mg L-1 and the relative standard deviation was < 0.5% (n = 4) for a sample containing 2800 mg L-1 glucose. Voltammetric measurements for COD determination using the Ni electrode were made in the potential range of 0.25 to 0.50 V (vs. Ag/AgCl). The analytical curve was obtained using solutions containing from 48 to 469 mg L-1 of COD. The detection limit was estimated in 7.7 mg L-1 and the relative standard deviation was <2.0% (n = 3) for a sample containing 469 mg L-1 glucose. The voltammetric methods employing Cu/CuO e Ni/NiO electrodes were applied for COD determination in residual waters of food industry and the obtained results were compared with those obtained using a standard method. The conventional methods are usually based on toxic reagents and the time of analysis is around 4 h. The residual solution is either stored or its discard is expensive. The main advantage of the proposed voltammetric methods is that no toxic reagent is used and the time of analysis is shorter, i.e. around 30 min. / Esta tese relata o desenvolvimento de métodos analíticos limpos de interesse ambiental. Para a determinação do íon cloreto em amostras de águas naturais foi desenvolvido um método em análise por injeção em fluxo com o reator em fase sólida com o reagente tiocianato de mercúrio (II) imobilizado em resina epóxi. No método desenvolvido foi proposto um fluxo intermitente com uma solução de 0,12% m/v de Hg(SCN)2 para regeneração do reator em fase sólida e para a estabilização da linha base. O Hg(SCN)2 reage com o cloreto formando o cloreto de mercúrio liberando em solução tiocianato que na presença de Fe(III) forma um complexo vermelho monitorado em 480 nm. O tempo de vida do reator em fase sólida foi acima de 1000 injeções e o consumo de reagente Hg(SCN)2 foi consideravelmente reduzido. A exatidão da metodologia proposta foi adequada, uma vez que os resultados obtidos foram concordantes com aqueles obtidos no método oficial do Standard Methods em um nível de confiança de 95%. O desvio padrão relativo foi 2,25 % para 10 determinações sucessivas de cloreto 8,0 mg L-1 e a freqüência de amostragem foi de 100 determinações por hora. Para a determinação da DQO em águas residuárias foram avaliados dois eletrodos metálicos, a saber: cobre e níquel. Após investigar as melhores condições de trabalho para o eletrodo de cobre, realizaram-se medidas voltamétricas no intervalo de potencial de 0,25 a 0,70 V (vs. Ag/AgCl), em soluções contendo diferentes concentrações de glicose, a fim de obter a curva analítica do eletrodo para determinação de DQO no intervalo de concentrações de 477 a 2800 mg L-1, com limite de detecção 152 mg L-1 obtendo-se um desvio padrão relativo para as amostras < 0,5% (n = 4) para uma concentração de 2800 mg L-1 de glicose. Para a determinação da DQO utilizando-se eletrodo de níquel foi também empregada uma solução de glicose como padrão. Realizaram-se medidas voltamétricas no intervalo de potencial de 0,25 a 0,50 V (vs. Ag/AgCl). A faixa de concentração estudada foi no intervalo de concentrações de DQO de 48 a 469mgL-1, com limite de detecção de 7,7 mg L-1 requerendo renovação da superfície do eletrodo após cada medida, obtendo-se um desvio padrão relativo para as amostras < 2,0% (n = 3) para uma concentração de 469 mg L-1 glicose. Os métodos voltamétricos empregando o eletrodo de Cu/CuO ou o eletrodo de Ni/NiO foram aplicados para a determinação de DQO em águas residuárias de indústrias alimentícias, sendo os resultados comparados com aqueles obtidos empregando-se o método padrão. O procedimento padrão além de empregar reagentes de alta toxicidade tem um tempo de análise de aproximadamente de 4 h. Esses reagentes utilizados são armazenados ou descartados no meio ambiente, os quais acabam participando do ciclo de contaminação. Uma das vantagens do procedimento proposto é a eliminação do uso de reagentes tóxicos e o tempo de análise é de aproximadamente 30 min.

Neste trabalho são apresentados alguns resultados relacionados a estudos sobre o comportamento eletroquímico do Cu(II) em meio contendo diferentes peptídeos (tri, tetra e pentaglicina) em função da acidez utilizando-se voltametria cíclica. Os experimentos foram realizados em uma faixa de pH entre 7,0 e 10,0. Experimentos espectrofotométricos e coulométricos também foram feitos, ambos para se caracterizar as espécies de Cu(II) e Cu(III) em solução e provar a existência da degradação dos complexos de Cu(III). Além disso, experimentos para esses sistemas também foram realizados em diferentes temperaturas utilizando eletrodo rotativo na configuração disco-anel. Estudos eletroanalíticos demonstraram a potencialidade de se empregar o sistema Cu(II)/Cu(III) no desenvolvimento de metodologia eletroanalítica para a determinação de sulfito. Neste contexto, um método amperométrico indireto para a determinação de sulfito em fluxo é proposto neste trabalho. O método baseia-se na medida amperométrica (OV vs Ag/AgCI (sat. NaCI)) do Cu(III) gerado quimicamente no processo de auto¬-oxidação do S(IV) em soluções de Cu(II)/tetraglicina na presença de traços de Ni(II) utilizando uma célula em fluxo com sistema adequado para separação de gases. A oxidação espontânea do complexo pelo oxigênio dissolvido e S(IV) é muito lenta ao contrário do que ocorre quando há traços de Ni(II). A faixa de trabalho foi de 20-100 &#181;moIL-1 com limite de detecção de 2&#181;moIL-1 (S/N=3). A repetibilidade para a determinação (100&#181;moIL-1) levou a um desvio de 4,9% (n = 38), valor superior aos encontrados na literatura para determinações de sulfito em vinho por FIA com detecção amperométrica indireta (1-4,6%), e a freqüência analítica foi de 40h-1, valor coerente com os dos outros métodos amperométricos. Ambas as análises de sulfito em amostras de vinhos e de sucos tiveram seus resultados comparados com aqueles obtidos utilizando-se o método padrão. / The electrochemistry of Cu(II) in aqueous solutions containing triglycine, tetraglycine and pentaglycine had been investigated at glassy carbon surfaces. Experiments were carried out in the pH range between 7.0 and 10.0. A correlation between voltammetric waves and the nature of the Cu(II) species involved in the electrochemical steps was performed. Spectrophotometric and coulometric studies were also done to characterise Cu(II) and Cu(III) species in solution and prove the existence of a degradation step related to Cu(III) complexes. Rotating ring-disc voltammetry was employed to follow this chemical step coupled to the electrode reaction, at three different temperatures. Data show that Cu(III)/triglycine species degrade, with faster kinetics, when the results are compared with those obtained for tetraglycine and pentaglycine. An indirect amperometric method for the determination of sulfite in a flow injection configuration is described. The method is based on the amperometric measurement (OV vs Ag/AgCI (sat. NaCI)) of Cu(III) chemically generated by the sulfite induced autoxidation of Cu(II)/tetraglycine complex in the presence of traces of Ni(II) with a manifold that incorporates flow extraction of sulfite as SO2 through a PTFE membrane. The operational range was 2&#181;moIL-1 with a detection limit of 2&#181;molL-1 (S/N = 3). The repeatability for the determination (100 2&#181;molL-1) was evaluated to be 4.9% (n = 20) and the analytical frequency was 40h-1. Results for 3 wines and 2 juices samples showed excellent agreement with those obtained by using a recommended procedure for sulfite analysis.

Procedimentos analíticos baseados em medidas de quimiluminescência caracterizam-se por apresentar alta sensibilidade, baixos limites de detecção, ampla faixa de resposta linear e instrumentação simples. Uma das principais dificuldades relacionadas a este tipo de medida é maximizar a quantidade de radiação detectada, já que a emissão ocorre em todas as direções, o que dificulta o posicionamento adequado da cela de medida em relação ao sistema de detecção. Uma alternativa consiste na utilização de guias de ondas, que são dispositivos que conduzem a radiação emitida, minimizando perdas durante o transporte, tal como ocorre nos cabos de fibras ópticas. O acoplamento de sistemas de análises em fluxo com detecção por quimiluminescência é bastante conveniente, já que a mistura entre amostras a reagentes precisa ser rápida e altamente reprodutível, além de ser realizada a uma distância muito pequena do sistema de detecção, devido ao curto tempo de vida dos intermediários no estado excitado. Neste trabalho, é apresentada a avaliação de uma cela constituída por um guia de ondas para medidas de quimiluminescência. Estas ferramentas foram aplicadas à determinação de hipoclorito em amostras de líquido de Dakin por quimiluminescência empregando a reação de oxidação do luminol por hipoclorito. Também foi desenvolvido um procedimento analítico para a determinação de salbutamol, explorando a inibição da quimiluminescência da reação de oxidação de luminol por hipoclorito, caracterizando-se como uma alternativa promissora para a quantificação do fármaco. Em ambas as aplicações, os resultados foram concordantes com os obtidos por procedimentos de referência a nível de confiança de 95% / Analytical procedures based on chemiluminescence are characterized by high sensitivity, low detection limits, wide linear response ranges and simple instrumentation. One of the main troubles is to increase the amount of detected radiation, because emission occurs in all directions, making difficulty the positioning of the measurement cell in relation to the detection system. An alternative consists in the use of liquid-core waveguides, devices that constrain the emitted radiation, minimizing losses during the transport, in a similar way to optical fibers. Coupling flow analysis to chemiluminescence is attractive, because sample and reagents mixing needs to be fast, highly reproducible and accomplished close to the detector, in view of the short lifetime of the intermediates in the excited state. In this work, a cell constituted by a liquid-core waveguide was evaluated for chemiluminescence measurements. These tools were applied to the determination of hypochlorite in Dakin solution samples by chemiluminescence exploiting the oxidation of luminol by hypochlorite. An analytical procedure for salbutamol determination, exploiting the inhibition of chemiluminescence of luminol oxidation by hypochlorite, was developed, characterizing as a promising alternative for the quantification of this pharmaceutical substance. In both applications, results were in agreement to those obtained by reference procedures at the 95% confidence level

Neste trabalho, foi desenvolvido equipamento portátil e procedimentos analíticos automáticos para determinação de cátions e anions em águas usadas para consumo humano e suprimento. Os procedimentos foram baseados no processo de multicomutação em fluxo e detecção fotométrica empregando fotômetro feito no laboratório. Os sistemas de fluxo foram construídos empregando válvulas solenóide, com interface independente de comutação acionadas por computador usando apenas um canal de bombeamento. O sistema proposto foi controlado por um computador rodando um software escrito em QuickBasic 4.5. Os dói fotômetros baseados em LED foram desenvolvidos usando como detectores de radiação foto-transistores e foto-diodos. Nos dois casos a fonte de radiação (LED) e o foto-detector foram acoplados a cela de fluxo obtendo assim, uma unidade compacta. O fotômetro foi projetado para usar um foto-transistor para determinações seqüenciais de nitrato, nitrito, ferro(II), ferro(III) em águas de rios.O fotômetro proposto usa um foto-diodo para determinação de cloreto por turbidimetria, fosfato e amonium por fotometria. A sistema de fluxo foi desenhado associando-se os processos de multicomutação e multisite garantindo redução de reagente e de efluente. O sistema sistema foi empregado para determinação de cloreto, fosfato e amônio em águas de rios. Os dois sistemas propostos apresentaram excelente performance incluindo boa precisão, freqüência analítica e baixo consumo de reagente. Além disso, o sistema baseado em multisite apresentou baixo volume de efluente gerado. As dimensões reduzidas de ambos os fotômetros e do modulo de analise em fluxo, permitiram a portabilidade, o que possibilita sua aplicação em condições de campo. / In this work it was developed a portable apparatus and automatic analytical procedures for the determination of cations and anions in waters used for human consumption and industrial provisioning. The procedures were based on the multicommutation process in flow analysis and detection was performed using a homemade photometer. The flow systems were designed employing a set of solenoid valves, which were assembled to work as independent commutation units, thus under computer control several solutions were handled using a single pumping channel. The proposed system was controlled by computer running a software wrote in QuickBasic 4.5. The two LED based photometers were developed using as light detection a phototransistor and a photodiode. In both cases, the radiation source (LED) and the photodector were coupled to the flow cell in order to obtain compact unit. The photometer designed using a phototransistor was employed for the sequential determination of nitrate, nitrite, iron(II) and iron(III) in river water. The photometer designed using a photodiode was employed in the system used for the determination of chloride by turbidimetry, phosphate and ammonium by photometry. The flow system was designed associating the multisite and multicommutation process intending reduction of the reagent consumption and waste generation. The useful of the system was proved performing the determination of chloride, ammonium and phosphate in river water. The two proposed systems presented very overall performance including precision and accuracy, analytical frequency and low reagent consumption. Furthermore, the system based on multisite approach presented a very low volume of waster generation. The reduced dimensions of both photometer and flow system module allow their portability, thus we can suggest that the proposed systems are reliable for work in field condition.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work it is proposed the development of flow injection systems for hydride generation coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry (FI-HG-ICPMS) for determination of trace elements (As, Bi, Sb, Se, Sn and Te) in lead alloys employed in automotive battery. Due to the characteristics of the sample matrix, manly the presence of high concentrations of lead that can interfere in hydride generation technique, a detailed investigation of the influence of the physical and chemical parameters was made. The carrier solution concentration (HCl) reductant concentration (NaBH4 solution), reaction coil length and sample volume were evaluated. As the ICP-MS is a multielmentar technique, the parameters were optimized in order to determine simultaneously the highest number of elements. Three different configurations of FI systems were tested: a) a single channel system; b) a two channel system with one gas/liquid separator; and, c) a two channel system with two gas/liquid separators. According to the characteristics of the elements, two groups were separated: one group containing As, Bi, Se and Te were 6.0 mol l-1 HCl is necessary as sample carrier solution and another group containing Sb and Sn were 0.1 mol l-1 HCl is used as sample carrier. The compromise conditions of NaBH4 concentration, carrier gas (Ar) flow rate, sample volume and reactor coil length were 0.6% (m/v), 1.25 L min-1, 87 μL and 50 cm, respectively, for both groups of elements. Both systems with two reaction channels allow the simultaneous determination of the two groups of elements. Strong analyte signal suppression in presence of Pb, Ag, Bi and Cu was observed. However, the interference could be overcome by using the optimized conditions for hydride generation. By using the proposed FI-HG-ICP-MS systems it was possible to determine relatively low concentrations of Bi, Sb, Se, Sn and Te in lead alloys. The limits of detection were 0.34, 0.01, 0.01, 0.01, 0.01, 0.01 mg g-1 of As, Bi, Sb, Se, Sn and Te, respectively. The accuracy of the developed method was evaluated by using analyte recovery tests where the results were in range 94 to 103%. / Neste trabalho foram desenvolvidos sistemas de injeção em fluxo (FI) para a geração de hidretos (HG) acoplados a espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (FI-HG-ICP-MS), para a determinação de elementos traço em liga de chumbo empregada em baterias automotivas. Devido às características da matriz da amostra, principalmente devido a presença de Pb, foi feita uma investigação detalhada dos parâmetros físicos e químicos da HG como, a concentração da solução carregadora (HCl), concentração do redutor, comprimento do reator e o volume de amostra injetado. Para a eficiente geração dos hidretos voláteis foi necessário estabelecer uma condição de compromisso. Desta forma, para As, Bi, Se e Te foi usada como solução carregadora da amostra HCl 6,0 mol L-1 e HCl 0,1 mol L-1 para Sb e Sn. A concentração de NaBH4, vazão do gás de arraste (Ar), volume de amostra injetado e o comprimento do reator foram 0,6% (m/v), 1,25 L min-1, 87 μL e 50 cm, respectivamente, para ambos os grupos de elementos. Após estabelecidas as condições reacionais para a geração de hidretos, foram desenvolvidos três sistemas FI. Um sistema FI com um canal de reação e dois sistemas com dois canais de reação, com um e dois separadores gás-líquido. Os sistemas com dois canais de reação permitem a determinação simultânea dos dois grupos de elementos. Forte supressão de sinal foi observada na presença de Pb, Ag, Bi e Cu porém, estas foram contornadas, particularmente, pelas condições reacionais da geração de hidretos e o reduzido volume de amostra injetado. Desta forma, utilizando os sistemas propostos foi possível a determinação de concentrações relativamente baixas para Bi, Sb, Se, Sn e Te em amostras de liga de chumbo. Os limites de detecção obtidos foram de 0,34, 0,01, 0,01, 0,01, 0,01, 0,01 mg g-1 para As, Bi, Sb, Se, Sn e Te, respectivamente. A exatidão do método proposto foi avaliada através de teste de recuperação dos analitos, sendo que os mesmos ficaram na faixa entre 94 e 103%.

Cristais piezelétricos de quartzo (PQC\'s) com configuração de eletrodo separado e superfície quimicamente modificada foram utilizados para obtenção de um sensor para boro. Uma cela de detecção foi construída, de maneira que um eletrodo de aço inoxidável era mantido a uma pequena distância (0,3 mm) da superfície do PQC, da qual foi removido o eletrodo de ouro original. Foi verificado,por espectroscopia de impedância, medidas de freqüência de oscilação e simulações de espectros de impedância do circuito equivalente da cela, que as propriedades físico-químicas (condutividade, permissividade, densidade e viscosidade) das soluções influenciam de modo diferenciado as freqüências características da cela (ressonância e oscilação). Com o intuito de tomar a superfície sem eletrodo do PQC seletiva a boro, foram experimentadas várias estratégias de modificação química, as quais tinham por objetivo imobilizar polióis (manitol e N-metilglucamina) através de reações de silanização ou deposição de polímeros modificados. Os melhores resultados foram obtidos com o recobrimento do PQC com um filme fino (0,1 a 0,5 &#181;m) de um polímero resultante da modificação da poliepicloridrina com N-metilglucamina (NG). O sensor para boro foi avaliado em um sistema de análises por injeção em fluxo (FIA), em que a solução transportadora era uma solução de etilenodiaminotetraacetato disódico (EDTA) 50 mmol/L (pH 8,5). Observou-se que o mecanismo de resposta desse sensor era predominantemente não-gravimétrico, devido a um aumento de rigidez do filme de recobrimento, causado pela complexação do boro pelos grupos NG ancorados ao polímero. Além disso, o sensor apresenta uma característica bastante interessante que é a retenção do boro, o que possibilita uma diminuição do limite de detecção (LD) em FIA, por meio do aumento do volume de amostra injetado. Para remover o boro do filme sensor, era injetada uma solução de manitol 1 mol/L. Para volumes injetados de 160 e 1000 &#181;L de solução de borato foram alcançados LD\'s de 2 e 0,3 /-lmol/L, respectivamente. É possível detectar até 3 ng do analito presentes no volume de amostra injetado. O efeito de vários prováveis íons interferentes (Mg 2+, Ca2+, Al3+, Cr3+, Mn2+, Fé3+, Co2+, Cu2+, Ni2+, Zn2+, Sn2+, Pb2+, HPO42-, SiO32-, F-, Cl-, SO42-, NO3-, CH3COO-, CO32-, VO3-, Sb(OH)6- AsO4-, AsO3-, SeO3-, SeO4- e Ge(OH) 62-)foram avaliados, porém apenas o íon germanato apresentou significativa interferência, tanto que o sensor também foi considerado adequado para a determinação dessa espécie. A adição de sulfeto à amostra eliminou completamente a interferência do germânio. A não interferência dos íons metálicos é devida à complexação dos mesmos por EDTA presente na solução transportadora. Foi constatado que a presença de polióis, em alta concentração, na amostra afeta a resposta do sensor, uma vez que esses compostos competem com o filme sensor pelo analito. Os resultados obtidos com o sensor encorajaram a construção de um equipamento automatizado de FIA, o qual foi empregado com sucesso na determinação de boro em amostras de águas minerais, sucos de uva, vinagre, vinho e amostra certificada de água de rio. / Piezoelectric quartz crystals (PQC\'s) with electrode-separated configuration and chemically modified surface were used to develop a boron sensor. A detection cell was built in such a way that a stainless-steel electrode was held at a short distance (0.3 mm) from the PQC surface, whose original gold electrode was removed. By using impedance spectroscopy, oscillation frequency measurements, and simulations of impedance spectra of the cell equivalent circuit, it was observed that the physico-chemical properties (conductivity, permissivity, density and viscosity) of the solution affect in different ways the characteristic frequencies of the cell (resonance and oscillation). In order to make the electrodeless PQC surface selective to boron, several chemical modification strategies were tested with the aim of anchoring poliols (manitol and N-metilglucamine) via silanization reactions or deposition of modified polymers. Best results were obtained with PQC coated with a thin film (0.1 to 0.5 &#181;m) of a polymer, which was the product of the polyepichlorohydrin modification with N-methylglucamine (NG). The sensor was evaluated in a flow injection analysis system (FIA), which used a carrier solution containing disodic ethylenediaminetetraacetate (EDTA) 50 mmol/L (pH 8.5). It was observed that the mechanism of detection of this sensor is predominantly nongravimetric, owing to an increase in the stiffness of the covering film, because of the complex formation involving boron and the NG groups, which were incorporated in the polymer. Moreover, the sensor shows an interesting characteristic that is the boron retention, which allows decreasing the limit of detection (LOD) of the FIA method by increasing the injected sample volume. Boron is eluted from the sensor film with 1 mol/L manitol solution. For 160 and 1000 &#181;L volumes of borate solution, the LOD\'s were 2 and 0.3 &#181;mol/L, respectively. It is possible to detect down to 3 ng of boron in the injected sample volume. The effect of several ions (Mg 2+, Ca2+, Al3+, Cr3+, Mn2+, Fé3+, Co2+, Cu2+, Ni2+, Zn2+, Sn2+, Pb2+, HPO42-, SiO32-, F-, Cl-, SO42-, NO3-, CH3COO-, CO32-, VO3-, Sb(OH)6-\' AsO4-, AsO3-, SeO3-, SeO4- e Ge(OH) 62-) was evaluated. Only the germanate ion showed a significant interference, thus, the sensor can also be suitable for this species. However, this interference can be eliminated by the addition of sulfide to the sample. The non-interference of the metal ions is due to the complex formation with EDTA present in the carrier solution. Polyols at high concentration in the samples affect the sensor response, because these compounds compete with the sensor film for the analyte. An automated FIA equipment was built and successfully applied for determination of boron in samples such as mineral water, grape juice, vinegar, wine, and a standard reference material (river water).

Esta dissertação descreve a construção e avaliação de um detector para fase líquida utilizando cristal piezelétrico de quartzo (PQC) (3,579545MHz) com a configuração de eletrodos separados. A cela de detecção possui dois eletrodos de latão, que foram posicionados a uma pequena distância (cerca de alguns décimos de milímetros) da superfície do cristal, cujos eletrodos de prata originais foram removidos. Um dos espaços existentes entre os eletrodos e o PQC é preenchido com ar e o outro com um líquido, o qual pode fluir pela cela. Os eletrodos são conectados a um oscilador, cuja freqüência de oscilação é medida através de um freqüencímetro interfaceado a um microcomputador. O detector foi caracterizado, no que se refere à influência da condutividade, densidade, viscosidade e vazão da solução, que flui pela cela, na freqüência de oscilação do PQC. Foi estudado também, com o auxílio de um analisador de impedâncias, o comportamento do módulo e do ângulo de fase da impedância elétrica oferecida pela cela de detecção para a variação das propriedades reológicas, mencionadas anteriormente, da solução. Para testar o arranjo como sensor gravimétrico em um sistema de análise por injeção em fluxo (FIA), foram desenvolvidos dois métodos de silanização da superfície do cristal, um envolvendo o reagente trimetilclorosilano (TCS) e outro utilizando o composto N-(&#946;-aminoetil)-&#947;-aminopropiltrimetoxisilano (AEAPTS). Os PQCs silanizados com o TCS foram testados para a detecção de compostos orgânicos (clorofórmio e acetona), enquanto os outros cristais, silanizados com AEAPTS, foram utilizados para detecção de íons metálicos. Para esses últimos PQCs notou-se uma boa sensibilidade para íons Cu2+, com os quais conseguiu-se um límite de detecção de aproximadamente 20&#181;M. / This work describes the construction and evaluation of a liquid-phase detector using a piezoelectric quartz crystal (PQC) (3,579545 MHz) with separated electrodes. The detection cell has two brass electrodes, which were placed at a small distance (a tenth of millimeters) from the crystal surface, whose original silver electrodes were removed. One of the gaps between the crystal and the electrodes is filled with air, while the other one is filled with a liquid, which flows through the cell. The electrodes are connected to an oscillator, whose oscillation frequency is measured by a frequency counter interfaced to a microcomputer. The influence of the conductivity, density, viscosity and flow rate of the solution on the PQC oscillation frequency was determined. The behavior of the impedance of the cell and its phase angle as a function of the previously mentioned reologic properties ofthe solution were also studied using an impedance analyzer. Two methods for the silanization of the crystal surface, using trimethylchlorosilane (TCS) and N-(&#946;-aminoethyl)-&#947;-aminopropyltrimethoxysilane (AEAPTS), were developed to test the assembly as a gravimetric sensor in a flow injection analysis system. The TCS-silanized PQCs were tested for the detection of organic compounds (chloroform and acetone), while the AEAPTS-silanized PQC were used for the detection of metallíc íons. These last PQC showed a good sensibility to Cu2+ ions, for which a limit of detection of about 20&#181;M was obtained.