Um sistema completo foi desenvolvido para o novo acoplamento de uma célula eletroquímica em fluxo com um eletroforese capilar equipado com detector condutométrico sem contato (EC-CE-C4D). Este acoplamento compreendeu o design da interface EC-CE, um potenciostato protegido contra fuga de alta tensão, subsistema de controle de fluxo por bombas solenóide e um equipamento CE-C4D adaptado para a aplicação. Um software dedicado para aquisição de dados, controle e operação do sistema foi desenvolvido na ferramenta gráfica de programação LabView. O sistema foi inicialmente aplicado na eletrodeposição de traços dos metais Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+ e Tl+, seguida pela redissolução e separação destes por CE, o que resultou em fator de pré-concentração de até 55 vezes para todos os metais, exceto Zn2+. Os metais acumulados foram redissolvidos na matriz original da amostra para permitir a separação e determinação conjunta com cátions majoritários (p. ex. alcalinos e alcalinos terrosos e amônio, se acima do LD). Para amostras cuja matriz possa causar interferência, pouco antes da injeção no CE, foi realizado processo de cleanup pela redissolução dos metais no eletrólito de separação. Experimentos pra separação bidimensional com o potencial de deposição ou redissolução voltamétrica como primeira dimensão e o tempo de eletromigração como segunda dimensão foram propostos e demonstrados. A oxidação eletroquímica de espécies orgânicas na interface EC-CE surgiu como um segundo campo de aplicação para: a) derivatização de analitos neutros tornando-os carregados ou ionizaveis, p. ex., conversão de álcoois alifáticos de cadeia curta em carboxilatos que possam ser separados e quantificados por CE-C4D; b) investigação/monitoramento de processos de eletrodo pela detecção de produtos carregados ou ionizáveis de reação de eletrodo, p. ex., investigação de condições experimentais para eletrooxidação de glicerol objetivando-se a síntese de produtos com maior valor comercial. / A complete instrumental system was developed for the new coupling of an electrochemical flow cell to capillary electrophoresis with contactless conductivity detection (EC-CE-C4D) and comprising an innovative design of the EC-CE interface, a potentiostat circuit protected from high voltage leakages, a solenoid pump based flow management subsystem, and a CE-C4D equipment tailored for this application. Dedicated software for data acquisition, devices control and operation automation was developed in LabVIEW graphical programming tool. The system was first applied to the electrodeposition of traces of Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+ and Tl+ , followed by stripping and separation by CE, allowing a 55-fold preconcentration factor in 6 min for all metals but Zn2+. The accumulated metals were stripped into the original sample matrix to allow their separation together with the sample\'s major cations (e.g. alkaline and alkaline earth metals and ammonium, if above LOQ). For samples with a matrix that originates interferences, cleanup was achieved by stripping the metals into background electrolyte shortly before injection in the capillary. Two-dimensional separations with voltammetric deposition or stripping potential as one dimension and electromigration time as the second one were proposed and demonstrated. Electrochemical oxidation of organic species in the EC-CE interface emerged as a second field of application for: a) derivatization of neutral analytes into charged or ionizable species, e.g., conversion of short chain aliphatic alcohols into carboxylates that can been determined by CE-C4D; b) investigation/monitoring of electrode processes by detection of charged or ionizable reaction products of electrode reactions, e.g., investigation of experimental conditions for glycerol electro-oxidation aiming the synthesis of commercially valuable products.

Um sistema completo foi desenvolvido para o novo acoplamento de uma célula eletroquímica em fluxo com um eletroforese capilar equipado com detector condutométrico sem contato (EC-CE-C4D). Este acoplamento compreendeu o design da interface EC-CE, um potenciostato protegido contra fuga de alta tensão, subsistema de controle de fluxo por bombas solenóide e um equipamento CE-C4D adaptado para a aplicação. Um software dedicado para aquisição de dados, controle e operação do sistema foi desenvolvido na ferramenta gráfica de programação LabView. O sistema foi inicialmente aplicado na eletrodeposição de traços dos metais Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+ e Tl+, seguida pela redissolução e separação destes por CE, o que resultou em fator de pré-concentração de até 55 vezes para todos os metais, exceto Zn2+. Os metais acumulados foram redissolvidos na matriz original da amostra para permitir a separação e determinação conjunta com cátions majoritários (p. ex. alcalinos e alcalinos terrosos e amônio, se acima do LD). Para amostras cuja matriz possa causar interferência, pouco antes da injeção no CE, foi realizado processo de cleanup pela redissolução dos metais no eletrólito de separação. Experimentos pra separação bidimensional com o potencial de deposição ou redissolução voltamétrica como primeira dimensão e o tempo de eletromigração como segunda dimensão foram propostos e demonstrados. A oxidação eletroquímica de espécies orgânicas na interface EC-CE surgiu como um segundo campo de aplicação para: a) derivatização de analitos neutros tornando-os carregados ou ionizaveis, p. ex., conversão de álcoois alifáticos de cadeia curta em carboxilatos que possam ser separados e quantificados por CE-C4D; b) investigação/monitoramento de processos de eletrodo pela detecção de produtos carregados ou ionizáveis de reação de eletrodo, p. ex., investigação de condições experimentais para eletrooxidação de glicerol objetivando-se a síntese de produtos com maior valor comercial. / A complete instrumental system was developed for the new coupling of an electrochemical flow cell to capillary electrophoresis with contactless conductivity detection (EC-CE-C4D) and comprising an innovative design of the EC-CE interface, a potentiostat circuit protected from high voltage leakages, a solenoid pump based flow management subsystem, and a CE-C4D equipment tailored for this application. Dedicated software for data acquisition, devices control and operation automation was developed in LabVIEW graphical programming tool. The system was first applied to the electrodeposition of traces of Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+ and Tl+ , followed by stripping and separation by CE, allowing a 55-fold preconcentration factor in 6 min for all metals but Zn2+. The accumulated metals were stripped into the original sample matrix to allow their separation together with the sample\'s major cations (e.g. alkaline and alkaline earth metals and ammonium, if above LOQ). For samples with a matrix that originates interferences, cleanup was achieved by stripping the metals into background electrolyte shortly before injection in the capillary. Two-dimensional separations with voltammetric deposition or stripping potential as one dimension and electromigration time as the second one were proposed and demonstrated. Electrochemical oxidation of organic species in the EC-CE interface emerged as a second field of application for: a) derivatization of neutral analytes into charged or ionizable species, e.g., conversion of short chain aliphatic alcohols into carboxylates that can been determined by CE-C4D; b) investigation/monitoring of electrode processes by detection of charged or ionizable reaction products of electrode reactions, e.g., investigation of experimental conditions for glycerol electro-oxidation aiming the synthesis of commercially valuable products.

68 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-04-05T17:50:29Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Wdson Costa Santos.PDF: 1066509 bytes, checksum: 0409b0432c52d5bd01e90ebcf214766a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-06-06T14:53:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Wdson Costa Santos.PDF: 1066509 bytes, checksum: 0409b0432c52d5bd01e90ebcf214766a (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-06T14:53:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Wdson Costa Santos.PDF: 1066509 bytes, checksum: 0409b0432c52d5bd01e90ebcf214766a (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES / No presente trabalho foram investigados os efeitos sobre a recuperação de elementos causados por modificações em processos prévios a amostragem laboratorial e lixiviação dos analitos das polpas de abóbora e batata. Inicialmente, foi avaliado o efeito da inversão na ordem de operações do procedimento de tratamento preliminar das amostras brutas das polpas sobre as recuperações dos elementos. As amostras das polpas foram secas para posterior trituração (PA) ou as amostras foram trituradas antes de serem submetidas à secagem (PB). Os resultados obtidos empregando ambos os procedimentos foram comparados para 95% de confiança e eles mostraram diferenças significativas para alguns elementos determinados na amostra de batata. As concentrações de K, P e Mn, na polpa de batata, determinadas aplicando o primeiro procedimento de pré-tratamento (PA) foram 13,6±0,4 mg K g-1, 1,95±0,04 mg P g-1 e 5,7±0,2 μg Mn g-1, enquanto 12,2±0,3 mg K g-1, 1,62±0,03 mg P g-1 e 2,6±0,2 μg Mn g-1 foram determinadas quando a mesma amostra bruta foi submetida ao pré-tratamento PB para a obtenção da amostra teste. Em contraposição, no caso da amostra bruta de polpa de abóbora, os resultados para os elementos (K, P, Mn, Mg) foram maiores quando a polpa foi previamente esmagada antes da secagem. Em um estudo independente, a eficiência da extração de metais de amostras de polpas trituradas de abóbora ou batata para soluções diluídas de HNO3 foi avaliada variando o modo (agitação mecânica ou irradiação ultrassônica) e o período (de 10 a 30 min) de agitação, bem como a concentração da solução de HNO3 na solução de lixiviação (de 0,7 a 2,1 mol L-1). Os resultados foram também comparados com aqueles obtidos nas digestões assistidas por micro-ondas das amostras teste v em meio nítrico-peróxido. Foi observado que para ambas as amostras teste (abóbora e batata) e independentemente do modo ou período de agitação que a eficiência de extração de Ca, K, Mg e Mn foi diminuída para solução para 2,1 mol L-1 HNO3. Uma melhora no nível de recuperação de P foi obtida quando a lixiviação foi realizada com soluções diluídas de HNO3 (0,7 e 1,4 mol L-1) e sob irradiação ultrassônica. Esse efeito foi relacionado à presença de átomos de fósforo em moléculas estruturais de células de abóbora e batata, bem como à cominuição (ou fragmentação) das partículas submetidas a um campo ultrassônico intenso. Contudo, efeitos indesejados foram também observados para alguns elementos quando submetidos às lixiviações assistidas com ultrassom, como exemplificado pelo teor de cálcio determinado após a lixiviação da amostra teste de batata ter atingido valor 2,3 vezes maior que o valor obtido após a mineralização da amostra em micro-ondas. Muitos desses efeitos foram relacionados à erosão da superfície interna frascos irradiados. / Salvador

Bifenilas policloradas (PCBs) são componentes de óleo ascarel, usado extensamente (no Brasil até os anos 80) como isolante em transformadores de energia devido às suas propriedades físico-químicas como estabilidade térmica e alta constante dielétrica. Apesar de ter sido proibido em todo o mundo devido à alta toxicidade dos PCBs presentes em sua composição, ainda resta grande quantidade de ascarel em circulação como resíduo \"passivo\" e resultante de contaminação em trocas dos fluidos dos transformadores, além de vazamentos. A principal forma de eliminação é por incineração, que, além de ser um processo caro, pode provocar a formação de compostos mais tóxicos, as dioxinas. Por isso é importante o monitoramento da concentração dessas substâncias, a fim de evitar maiores impactos ambientais na sua disposição, bem como em estudos de biodegradação. Esta matriz é extremamente complexa, o que torna a extração e determinação desses analitos um processo trabalhoso e difícil. Neste trabalho avaliaram-se métodos de extração e determinação de PCBs presentes na solução padrão comercial PCB Congener MIX 1, SUPELCO (PCBs 10, 28, 52, 138, 153 e 180). O desenvolvimento de métodos de extração (cromatografia em coluna, extração líquido-líquido (L-L), extração em fase sólida (SPE) e micro-extração em fase sólida - SPME) dos PCBs foi seguido da determinação, por cromatografia gasosa com detector por captura de elétrons (CG/DCE), em três matrizes diferentes: óleo ascarel, amostras provenientes de reatores anaeróbios em batelada e solo. Os métodos cuja purificação e extração diminuíram o efeito dos interferentes da matriz, como SPE - Sulfoxide, cromatografia em coluna de sílica e extração L-L com n-hexano foram validados pela avaliação dos seguintes parâmetros: linearidade e faixa de aplicação; precisão instrumental; limite de detecção, limite de quantificação e recuperação absoluta. O critério de escolha entre os métodos para extração dos PCBs do óleo que forneceram maior eficiência (cartucho SPE Sulfoxide e coluna de sílica gel, após lavagem ácida; método da adição de padrão, entre 1,0 e 4,0 mg L-1) deve considerar a disponibilidade de recursos, pois a sílica gel é mais viável economicamente do que o cartucho SPE. Os valores de R2 > 0,99 para o método de extração com sílica, mesmo tendo sido considerados apenas três pontos para a curva de calibração, atestam maior linearidade do que o método com SPE Sulfoxide (R2 entre 0,97 e 0,99). A extração L-L e determinação por CG/DCE dos PCBs (padronização interna) de amostras provenientes de reatores anaeróbios em batelada (aquosas, em matriz extremamente complexa com biomassa e espuma de poliuretano para imobilização de microrganismos) foram eficientes na faixa de concentração entre 0,05 e 0,5 mg L-1. Esse método foi adequado para monitorar PCBs em estudo de degradação anaeróbia e teste de adsorção dos PCBs em espuma; forneceu linearidade com R2 entre 0,93 e 0,96 e limites de detecção de 0,048 a 0,298 mg L-1, além de recuperação absoluta entre 14,1% e 110,7%. As condições testadas por SPME não permitiram a extração dos PCBs de óleo e de solo, principalmente devido à dessorção incompleta dos PCBs da fibra de polidimetil-siloxano, de 100 μm. / Polychlorinated biphenyls (PCBs) are components of ascarel, oil widely used as insulation (until the \'80s in Brazil) due to its physicochemical properties such as thermal stability and high dielectric constant. Despite having been banned worldwide due to the high toxicity of PCBs present in its composition, there are still lots of outstanding ascarel as \"passive\" residue and resulting contamination of fluids in transformers exchanges, plus leaks. The main form of disposal is incineration, which, besides being costly, can cause the formation of more toxic compounds, that is, dioxins. It is therefore important to monitor the concentration of these substances in order to prevent further environmental impacts in their disposal, as well as in studies of biodegradation. This is an extremely complex matrix, which makes the extraction and determination of this analytes very difficult and labor intensive. In this work we have evaluated methods of extraction and determination of the PCBs present in the standard solution Congener MIX 1, SUPELCO (PCBs 10, 28, 52, 138, 153 e 180). The extraction and cleanup developed methods which reduced the effects of interfering matrix as solid phase extraction (SPE) - Sulfoxide, column chromatography on silica and liquid-liquid (L-L) extraction with n-hexane, and solid phase microextraction (SPME) after determination of the PCBs by gas chromatography with electron capture detector (GC/ECD) were validated by assessing the following parameters: linearity and range of application; instrumental precision; detection limit; limit of quantification and absolute recovery. The criterion for choosing between the methods for extraction of PCBs from the oil with a higher efficiency (SPE cartridge Sulfoxide and silica gel column, after acid washing; using the standard addition method, between 1.0 and 4.0 mg L-1) must evaluate the availability resources, since the silica gel is more economically viable than the SPE cartridge. The R2 values > 0.99 for silica extraction method, even though it was considered only three points for the calibration curve, attested higher linearity than the method with SPE Sulfoxide (R2 between 0.97 and 0.99). The L-L extraction and determination by GC/ECD of the PCBs (internal standardization) of samples from batch anaerobic reactors (aqueous, in a very complex matrix with biomass and polyurethane foam for the immobilization of microorganisms) were efficient in the concentration range between 0.05 and 0.5 mg L-1. This method was suitable to monitor PCBs in anaerobic degradation studies and its adsorption on foam; provided R2 linearity between 0.93 and 0.96 and detection limits from 0.048 to 0.298 mg L-1, as well as absolute recovery between 14.1% and 110.7%. The conditions tested for SPME technique did not allow the extraction of the PCBs from the oil and soil, mainly due to the \"incomplete dessorption\" of PCBs from the polydimethylsiloxane fiber of 100 micron.

Bifenilas policloradas (PCBs) são componentes de óleo ascarel, usado extensamente (no Brasil até os anos 80) como isolante em transformadores de energia devido às suas propriedades físico-químicas como estabilidade térmica e alta constante dielétrica. Apesar de ter sido proibido em todo o mundo devido à alta toxicidade dos PCBs presentes em sua composição, ainda resta grande quantidade de ascarel em circulação como resíduo \"passivo\" e resultante de contaminação em trocas dos fluidos dos transformadores, além de vazamentos. A principal forma de eliminação é por incineração, que, além de ser um processo caro, pode provocar a formação de compostos mais tóxicos, as dioxinas. Por isso é importante o monitoramento da concentração dessas substâncias, a fim de evitar maiores impactos ambientais na sua disposição, bem como em estudos de biodegradação. Esta matriz é extremamente complexa, o que torna a extração e determinação desses analitos um processo trabalhoso e difícil. Neste trabalho avaliaram-se métodos de extração e determinação de PCBs presentes na solução padrão comercial PCB Congener MIX 1, SUPELCO (PCBs 10, 28, 52, 138, 153 e 180). O desenvolvimento de métodos de extração (cromatografia em coluna, extração líquido-líquido (L-L), extração em fase sólida (SPE) e micro-extração em fase sólida - SPME) dos PCBs foi seguido da determinação, por cromatografia gasosa com detector por captura de elétrons (CG/DCE), em três matrizes diferentes: óleo ascarel, amostras provenientes de reatores anaeróbios em batelada e solo. Os métodos cuja purificação e extração diminuíram o efeito dos interferentes da matriz, como SPE - Sulfoxide, cromatografia em coluna de sílica e extração L-L com n-hexano foram validados pela avaliação dos seguintes parâmetros: linearidade e faixa de aplicação; precisão instrumental; limite de detecção, limite de quantificação e recuperação absoluta. O critério de escolha entre os métodos para extração dos PCBs do óleo que forneceram maior eficiência (cartucho SPE Sulfoxide e coluna de sílica gel, após lavagem ácida; método da adição de padrão, entre 1,0 e 4,0 mg L-1) deve considerar a disponibilidade de recursos, pois a sílica gel é mais viável economicamente do que o cartucho SPE. Os valores de R2 > 0,99 para o método de extração com sílica, mesmo tendo sido considerados apenas três pontos para a curva de calibração, atestam maior linearidade do que o método com SPE Sulfoxide (R2 entre 0,97 e 0,99). A extração L-L e determinação por CG/DCE dos PCBs (padronização interna) de amostras provenientes de reatores anaeróbios em batelada (aquosas, em matriz extremamente complexa com biomassa e espuma de poliuretano para imobilização de microrganismos) foram eficientes na faixa de concentração entre 0,05 e 0,5 mg L-1. Esse método foi adequado para monitorar PCBs em estudo de degradação anaeróbia e teste de adsorção dos PCBs em espuma; forneceu linearidade com R2 entre 0,93 e 0,96 e limites de detecção de 0,048 a 0,298 mg L-1, além de recuperação absoluta entre 14,1% e 110,7%. As condições testadas por SPME não permitiram a extração dos PCBs de óleo e de solo, principalmente devido à dessorção incompleta dos PCBs da fibra de polidimetil-siloxano, de 100 μm. / Polychlorinated biphenyls (PCBs) are components of ascarel, oil widely used as insulation (until the \'80s in Brazil) due to its physicochemical properties such as thermal stability and high dielectric constant. Despite having been banned worldwide due to the high toxicity of PCBs present in its composition, there are still lots of outstanding ascarel as \"passive\" residue and resulting contamination of fluids in transformers exchanges, plus leaks. The main form of disposal is incineration, which, besides being costly, can cause the formation of more toxic compounds, that is, dioxins. It is therefore important to monitor the concentration of these substances in order to prevent further environmental impacts in their disposal, as well as in studies of biodegradation. This is an extremely complex matrix, which makes the extraction and determination of this analytes very difficult and labor intensive. In this work we have evaluated methods of extraction and determination of the PCBs present in the standard solution Congener MIX 1, SUPELCO (PCBs 10, 28, 52, 138, 153 e 180). The extraction and cleanup developed methods which reduced the effects of interfering matrix as solid phase extraction (SPE) - Sulfoxide, column chromatography on silica and liquid-liquid (L-L) extraction with n-hexane, and solid phase microextraction (SPME) after determination of the PCBs by gas chromatography with electron capture detector (GC/ECD) were validated by assessing the following parameters: linearity and range of application; instrumental precision; detection limit; limit of quantification and absolute recovery. The criterion for choosing between the methods for extraction of PCBs from the oil with a higher efficiency (SPE cartridge Sulfoxide and silica gel column, after acid washing; using the standard addition method, between 1.0 and 4.0 mg L-1) must evaluate the availability resources, since the silica gel is more economically viable than the SPE cartridge. The R2 values > 0.99 for silica extraction method, even though it was considered only three points for the calibration curve, attested higher linearity than the method with SPE Sulfoxide (R2 between 0.97 and 0.99). The L-L extraction and determination by GC/ECD of the PCBs (internal standardization) of samples from batch anaerobic reactors (aqueous, in a very complex matrix with biomass and polyurethane foam for the immobilization of microorganisms) were efficient in the concentration range between 0.05 and 0.5 mg L-1. This method was suitable to monitor PCBs in anaerobic degradation studies and its adsorption on foam; provided R2 linearity between 0.93 and 0.96 and detection limits from 0.048 to 0.298 mg L-1, as well as absolute recovery between 14.1% and 110.7%. The conditions tested for SPME technique did not allow the extraction of the PCBs from the oil and soil, mainly due to the \"incomplete dessorption\" of PCBs from the polydimethylsiloxane fiber of 100 micron.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO Raimunda.pdf: 630410 bytes, checksum: 7da934967ca507178e085597457d69dd (MD5) Previous issue date: 2010-11-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Thinking of the metals sodium, potassium, calcium and magnesium can damage the stability of biodiesel, because they tend to react with esters and to produce soap, this work aimed to carry out a procedure for determination of metals in biodiesel of different matrices by flame atomic absorption spectrometry (F-AAS) using the sample preparation procedure in microwave. For the digestion process, we used the procedure suggested by the equipment for digestion of samples of biodiesel, noting the most important variables in this procedure, such as; time of maximum power, volume of reagents and sample. The levels of sodium, potassium, calcium and magnesium in soybean biodiesel, for instance, were 2925.00 ± 527.89; 164.45 ± 28.27; 306.58± 42.98 e 26.95 ± 3.92 mg Kg-1, respectively. The digestion method proposed was adequate for the preparation of biodiesel samples from different matrices and can be applied for determination of these metals by F-AAS. The method validation was obtained by comparing the method proposed in this work and a procedure that uses sample digestion in microwave oven to determine these metals by ICP-OES. The results obtained by the proposed method were in agreement with results obtained by the proposed method, thereby, the new method is an efficient alternative for the determination of metals in biodiesel, in addition to supplying the deficiencies presented by the method of dilution with solvent. / Tendo em vista que os metais sódio, potássio, cálcio e magnésio podem danificar a estabilidade do biodiesel, pois tendem a reagir com ésteres e produzir sabão, o presente trabalho teve como objetivo realizar um procedimento alternativo para determinação de metais em biodiesel de diferentes matrizes por espectrometria de absorção atômica com chama (F-AAS) utilizando o preparo da amostra em forno de microondas. Para o processo de digestão, foi utilizado o procedimento sugerido pelo equipamento para digestão de amostras de biodiesel, observando as variáveis de maior importância neste procedimento, tais como; tempo de potência máxima, volume dos reagentes e da amostra. Os teores de sódio, potássio, cálcio e magnésio no biodiesel de soja, por exemplo, foram 2925,00 ± 527,89; 164,45 ± 28,27; 306,58± 42,98 e 26,95 ± 3,92 mg Kg-1, respectivamente. O método de digestão proposto mostrou-se adequado para o preparo de amostras de biodiesel de diferentes matrizes, podendo ser aplicado para determinação destes metais por F-AAS. A validação do método foi obtida através da comparação entre o método proposto no presente trabalho e um procedimento que utiliza digestão da amostra em forno de microondas para determinar estes metais por ICP-OES. Os resultados obtidos pelo método proposto foram concordantes com os resultados obtidos pelo método proposto, deste modo, o novo método é uma eficiente alternativa para a determinação de metais em biodiesel, além de suprir as deficiências apresentadas pelo método de diluição com solvente.