Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3039736 bytes, checksum: b5085a1b7abd18466b736a0a3c3e8de7 (MD5) Previous issue date: 2012-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study proposes a digital image-based flow-batch analyzer (DIB-FBA) for the determination of Al(III) and Cr(VI) in waters. The proposed DIB-FBA uses a webcam with CCD sensor for acquisition of the images generated according to the RGB (Red-Green-Blue) colour system. The method for determination of Al(III) is based on reaction of this ion with quercetin and cetyltrimethylammonium bromide, yielding a yellow complex with maximum absorption at 428 nm. Chromium(VI) determination is accomplished by reaction of this ion with 1,5-diphenylcarbazide, whose product is a violet complex with maximum absorption at 548 nm. All calibration solutions were prepared in-line, and all analytical processes completed by simply changing the operational parameters in the DIB-FBA control software. The linear response ranges from 10 to 600 μg L−1 for Al (III) and from 10 to 300 μg L−1 for Cr (VI). Linear models for analytical curves were validated using ANOVA, F-test for lack of fit and residual plots. The limits of detection and sampling rates were estimated as 3,97 μg L−1 and 137 h−1, for Al(III) and 3,40 μg L−1 and 134 h−1, for Cr(VI), respectively. DIB-FBA performance was compared with the reference methods for determination of both analytes, and no statistically significant difference was observed between results by applying the paired t-test at a 95% confidence level. / Esse estudo propõe um analisador fluxo-batelada baseado em imagem digital (DIB-FBA) para determinação de Al(III) e Cr(VI) em águas. O DIB-FBA utiliza uma webcam com sensor CCD para a aquisição das imagens geradas de acordo com o sistema de cor RGB (Red-Green-Blue). O método para a determinação de Al(III) baseia-se na reação com quercetina e o brometo de cetiltrimetilamônio, produzindo um complexo amarelo com máximo de absorção em 428 nm. A determinação de cromo é baseada na reação do íon Cr(VI) com 1,5-difenilcarbazida, cujo o produto é um complexo de coloração violeta com máximo de absorção em 548 nm. Todas as soluções de calibração foram preparadas in-line e todos os processos analíticos foram realizados simplesmente mudando os parâmetros operacionais do aplicativo de controle do DIB-FBA. A resposta linear para o Al(III) se estende de 10 a 600 μg L−1 e para o Cr(VI) de 10 a 300 μg L−1. Os modelos lineares das curvas analíticas foram validados por intermédio de ANOVA, teste F para falta de ajuste e da análise gráfica dos resíduos deixados pelos modelos. Os limites de detecção e as frequências analíticas foram estimadas como sendo, respectivamente, 3,97 μg L−1 e 137 h−1, para o Al(III) e 3,40 μg L−1 e 134 h−1, para o Cr(VI). Os resultados da aplicação do DIB-FBA foram comparados com os obtidos empregando os respectivos métodos de referência. Constatou-se que não existe nenhuma diferença estatisticamente significativa entre os resultados, aplicando o teste t-pareado ao nível de confiança de 95%.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2505729 bytes, checksum: e872a92484e063cf1f264ba7b16d9e2e (MD5) Previous issue date: 2010-03-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work proposes the use of digital images captured by a Webcam for determination of total acidity in red wines by means of an acid-base titration without using an external indicator. Digital images present the colour of the emergent radiation, which is complementary to the radiation absorbed by molecules of anthocyanines presents in wines. Each image, generated according to RGB system, yields a matrix of the values of the R, G and B components whose averages define a the colour value obtained as: 2R ⋅2G ⋅2B. This value was adopted as analytical response to build titrations curves based on digital images (DIB). For a more precise localization of the end point, titrations curves were generated on the basis of the second derivative values of the analytical response. Anthocyanines present different colours according to medium pH and, from the variation of the colour values of the images obtained during the titration of the red wines, the end point could be detected with precision. The official method recommends the use of potenciometric titration for determination of total acidity in red wines. This method requires a dilution of the sample before the titration that must be carried out until a fixed value of pH (8.2 8.4). In order to illustrate the feasibility of the proposed method titrations involving the determination of total acidity in ten red wines samples were carried out. Results were compared to the ones obtained by potenciometric titration used as reference method. No statistic difference has been observed between the results by applying the paired t-test at 95% confidence level. The proposed method yielded results with a better precision than the official method. These advantageous characteristics are attributed to the trivariate nature of the measures associated to digital images. / Neste trabalho, propõe-se o uso de imagens digitais, capturadas com uma Webcam, para determinação da acidez total de vinhos tintos por meio de titulação ácido-base sem a utilização de indicador externo. As imagens digitais apresentam a cor da radiação emergente que é complementar à da radiação absorvida por moléculas de antocianinas presentes nos vinhos. Cada imagem, gerada de acordo com o sistema vermelho-verde-azul (RGB), fornece uma matriz de valores dos componentes R, G e B cujas médias definem o valor de cor obtido como: 2R ⋅2G ⋅2B. Esse valor foi adotado como resposta analítica para a construção das curvas de titulação baseadas em imagens digitais (DIB). Para a localização mais precisa do ponto final, foram geradas as curvas de titulação com base nos valores da segunda derivada da resposta analítica. As antocianinas apresentam diferentes cores de acordo com o pH do meio e, a partir das variações do valor de cor das imagens obtidas durante a titulação dos vinhos tintos, o ponto final pôde ser detectado com precisão. O método oficial recomenda o uso da titulação potenciométrica para a determinação da acidez total de vinhos tintos. Este método requer diluição da amostra antes da titulação que deve ser efetuada até um valor fixo de pH (8,2-8,4). A fim de ilustrar a viabilidade do método proposto, foram realizadas titulações envolvendo a determinação da acidez total em dez amostras de vinhos tintos. Os resultados foram comparados com os obtidos pela titulação potenciométrica usada como método de referência. Constatou-se que não há diferença sistemática estatisticamente significativa entre os resultados, aplicando-se o teste t emparelhado ao nível de 95% de confiança. O método proposto produziu resultados com uma precisão melhor que a do método oficial. Essas características vantajosas da titulação DIB são atribuídas à natureza trivariada das medidas associadas às imagens digitais.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 12264651 bytes, checksum: c1dad0a27d50ddb05acdcc8e21042b61 (MD5) Previous issue date: 2012-09-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work the potential of the Digital Image-Based Flame Emission Spectrometry (DIB-FES) is demonstrated through two completely separate applications. The first one consists in the indirect determination of three drugs in injectable form: sodium dicofenac, sodium dipyrone and clacium gluconate and the second in the combination of DIB-FES with Multiple Linear Regression (MLR) for the simultaneous determination of sodium and calcium in powder milk. Up to the present moment the literature does not report the use of traditional FES in: indirect determination of organic substances, simultaneous determination of analytes using a unique detector and overcoming the problem of spectral interference. In DIB-FES digital images of the flame are captured by webcam in its oxidant region (2,5 cm over the burner of the flame photometer) and are associated with the radiation emitted by metals present in the air-butane flame. Based on Red-Green-Blue (RGB) colour system, univariate and multivariate calibration models were developed, which were validated and then applied to real samples. In each application the results were compared with the results obtained by their respective reference methods. There were no statistically significant differences between the results when the paired t-test at the 95% confidence level. The estimated precision was better than the respective reference methods and accuracy was assessed by high values of bias and recovery rates between 97 and 104% in the two applications. / Neste trabalho a potencialidade da Espectrometria de Emissão em Chama Baseada em Imagens digitais (DIB-FES) é demonstrada por meio de duas aplicações completamente distintas. A primeira consiste na determinação indireta de três fármacos em soluções injetáveis: diclofenaco sódico, dipirona sódica e gluconato de cálcio e a segunda na combinação da DIB-FES com Regressão Linear Múltipla (MLR) para a determinação simultânea de sódio e cálcio em amostras de leite em pó. Até o presente momento a literatura não reporta a utilização da FES tradicional na: determinação indireta de substâncias orgânicas, determinação simultânea de analitos utilizando um único detector e superação do problema de interferência espectral. Na DIB-FES as imagens digitais da chama são capturadas pela webcam na região oxidante da mesma (2,5 cm acima do queimador do fotômetro) e estão associadas às radiações emitidas pelos metais presentes na chama ar-butano. Com base no sistema de cores Vermelho-Verde-Azul (RGB) foram desenvolvidos modelos de calibração univariada e multivariada, os quais foram validados e então aplicados em amostras reais. Em cada aplicação os resultados obtidos foram comparados com os resultados obtidos por seus respectivos métodos de referência. Não houve diferenças estatisticamente significativas entre resultados ao aplicar o teste t emparelhado ao nível de 95% de confiança. A precisão estimada foi melhor do que a de seus respectivos métodos de referência e a exatidão foi verificada por altas taxas de tendência e fatores de recuperação entre 97 e 104% nas duas aplicações.