Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-13T14:23:26Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Thaisa Oliveira Folha.pdf: 2690188 bytes, checksum: f6f0af85773e3da36ad0aa091cc67576 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T14:23:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Thaisa Oliveira Folha.pdf: 2690188 bytes, checksum: f6f0af85773e3da36ad0aa091cc67576 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014 / CAPES / A espectroscopia no infravermelho próximo associada à quimiometria tem sido empregada para a análise de diferentes amostras. Este trabalho teve como principal objetivo o desenvolvimento de metodologias analíticas multivariadas orientadas a análise de farinhas de mandioca de diferentes regiões do Brasil utilizando-se da espectroscopia de infravermelho próximo (NIR). Os parâmetros de qualidade: cinzas, umidade, e pH foram determinados pelos métodos físico-químicos da AOAC (1995) e do Instituto Adolf Lutz (1985). Os espectros no infravermelho próximo foram adquiridos na faixa de 10000 a 4000 cm-1. Os modelos de calibração foram desenvolvidos utilizando setenta e duas amostras de farinha correlacionando os dados físico-químicos com os espectros NIR por Regressão por Mínimos Quadrados Parciais - PLS, Regressão por Mínimos Quadrados Parciais com coeficientes de regressão selecionados pelo algoritmo Jack-Knife - PLS/JK e Regressão Linear Múltipla com seleção de variáveis pelo Algoritmo das Projeções Sucessivas - MLR/SPA. A capacidade preditiva dos modelos foi avaliada por validação externa, utilizando um conjunto de trinta e cinco amostras que não fizeram parte da modelagem. Os modelos foram testados utilizando diferentes pré-processamentos. A análise de componentes principais (PCA) não permitiu a discriminação das amostras de farinha em função do estado de origem. Quanto aos modelos de calibração e validação, para determinação do teor de umidade, o melhor modelo foi obtido utilizando a correção multiplicativa de sinal (MSC), com RMSEP igual a 0,39%. Para a determinação do pH, o melhor modelo foi obtido empregando a primeira derivada com filtro de Savitzky Golay com janela de 21 pontos, com RMSEP igual a 0,29 . Para a determinação do teor de cinzas, o melhor modelo empregou o MSC, com RMSEP igual 0,11%. As vantagens do emprego dessa técnica são a simplicidade, a rapidez e a ausência de resíduos químicos, os quais são geralmente gerados pelos métodos tradicionais de análises.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4164.pdf: 2159263 bytes, checksum: 66b9877e8dc5a370f39c691754d51f8f (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this research, analytical procedures are proposed for the determination of inorganic constituents in honey samples from different Brazilian regions, by using the technique of Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS). Three different methods of sample preparation were evaluated: dilution with water, acid digestion in block and digestion assisted by microwave radiation. After determination of final acidity and residual carbon content, acid digestion with microwave radiation by using HNO3 2 mol L-1proved to be more appropriate. Next were determined the analyte Se, Mg, Ca, Al, P, Mn, Fe, Cu, Zn, Ba and Pb in sixty honey samples by ICP-MS and the best conditions to these determination such as the need to use the collision and reaction interface (CRI) and the addition of internal standard. The accuracy of this procedure was evaluated using two certified reference materials and recoveries ranged from 82% up to 115%. The results were evaluated using principal component analysis (PCA), but good separations were not well obtained, considering the wide variation in the components of the same class. Besides the determination of different analytes, the samples of honey were also analyzed by Fourier Transform Infrared (FT-NIR), in order to check possible adulteration and identify the regions of origin of the samples. This study used 46 honeys covering all regions of country, unadulterated honey samples and adulterated with glucose, cane sugar molasses and water in different proportions, from 10% to 50% (m m-1) and the results were analyzed using PCA. The results proved that it was possible to verify the feasibility of using the technique of NIR for classification of Brazilian honeys and also in checking the adulteration of honey, especially when the samples were adulterated with water. / Neste trabalho estão propostos procedimentos analíticos para determinação de constituintes inorgânicos em amostras de méis de diferentes regiões brasileiras, empregando a técnica de espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICPMS). Foram investigados como os métodos de preparo da amostra: a diluição com água, e a digestão ácida em bloco digestor e assistida por radiação microondas com cavidade. Após a determinação da acidez final e do teor de carbono residual, a digestão empregando radiação micro-ondas em meio HNO3 2 mol L-1 foi o método que se mostrou mais adequado para as determinações por ICP-MS. Na sequência, foram determinados os analitos Se, Mg, Ca, Al, P, Mn, Fe, Cu, Zn, Ba e Pb em 60 amostras de méis por ICP-MS, sendo avaliadas as condições adequadas para esta determinação, como a necessidade de utilizar a interface de reação e colisão (CRI) e/ou o emprego de padrão interno. A exatidão deste procedimento foi avaliada utilizando dois materiais de referência certificados, sendo que as recuperações variaram de 82% a 115%. Os resultados obtidos foram analisados utilizando a análise de componentes principais (PCA), porém não foi possível obter uma boa separação, pois houve uma grande variação nos elementos de uma mesma classe. Além da determinação de diferentes elementos em mel, também foram realizadas análises em um espectrômetro na região do infravermelho próximo com transformada de Fourier (FT-NIR) com o intuito de verificar adulterações em méis e identificar as regiões de origem das amostras. Foram utilizados 46 méis abrangendo todas as regiões do Brasil e também amostras de méis não adulteradas e adulteradas com glicose, melado de cana-deaçúcar e água, em proporções que variaram de 10 a 50% (m m-1) e os resultados foram analisados utilizando PCA. Verificou-se a viabilidade de se utilizar a técnica de NIR para classificação de méis brasileiros e também para a xv verificação da adulteração de méis, principalmente quando esta adulteração é realizada com água.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:51:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5732_1.pdf: 3454419 bytes, checksum: 921b64acfb3d565a75c519303ae034ef (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A Arqueometria, uma promissora conexão entre Química, Física, Ciência de Materiais e Arqueologia, constitui um significativo avanço para os estudos arqueológicos. Materiais derivados de rochas, metais, coprólitos e cerâmicas podem ser estudados, gerando importantes informações para os arqueólogos. Os dados obtidos de análises químicas de resíduos orgânicos impregnados em cerâmicas arqueológicas, por exemplo, fornecem aos arqueólogos um conjunto de informações que pode ajudá-los a verificar algumas hipóteses arqueológicas, assim como entender diferentes aspectos referentes a essas populações pré-históricas. Nesse contexto, esta pesquisa consiste no desenvolvimento de uma metodologia para identificar resíduos de alimentos em cerâmicas arqueológicas, mais especificamente, resíduos de milho e mandioca, os quais são alimentos típicos de populações pré-históricas de Florestas Tropicais. Inicialmente, um procedimento de extração de resíduos orgânicos característicos de milho e mandioca foi testado, utilizando-se para isso, diferentes solventes (hexano, clorofórmio + metanol 2:1 v/v e diclorometano). Os extratos foram analisados por Cromatografia Gasosa (GC). Alternativamente, algumas amostras simuladas foram produzidas através da mistura de milho e mandioca a cerâmicas previamente moídas. Primeiramente, as amostras simuladas foram analisadas por Espectroscopia do Infravermelho Próximo (NIR) e, depois disso, submetidas ao procedimento de extração com o melhor solvente e analisadas por GC. Os dados resultantes foram tratados por gráficos bidimensionais e pelo método quimiométrico de Análise dos Componentes Principais (PCA). Dentre os solventes testados, a solução de clorofórmio + metanol (2:1 v/v) apresentou o melhor resultado, permitindo identificar extratos de milho e mandioca, bem como distinguir entre cerâmicas que continham ou não os resíduos. Os resultados da análise por espectroscopia NIR indicaram uma boa diferenciação entre as amostras simuladas compostas pela mistura de cerâmica a resíduos de milho ou mandioca. Tanto por GC quanto por espectroscopia NIR foi possível distinguir entre cerâmicas que continham ou não os resíduos e também ter indícios se esses mesmos resíduos eram à base de milho ou de mandioca. Contudo, os resultados apresentados pela espectroscopia NIR são mais promissores, já que a técnica é mais sensível, mais rápida e permite a análise do fragmento de cerâmica pré-histórica sem a destruição do mesmo. Sendo assim, esta pesquisa oferece uma nova perspectiva para a compreensão da vida humana na Pré-História das populações de Floresta Tropical

Orientador: Jarbas Jose Rodrigues Rohwedder / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T16:07:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_ElianeRodriguesde_D.pdf: 1575011 bytes, checksum: 32fcdf7815aa2854c92c4a91e1f22e17 (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Quimica

Orientador: Celio Pasquini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T15:50:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lauro_MauroJose_M.pdf: 608309 bytes, checksum: 2021b49ff67c5dac4eda1d87cf0490de (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a incorporação de fibras curtas de sílica (FS) e da borracha etileno-propileno-dieno funcionalizada com anidrido maleico (EPDM-g-AM) em polimérica de poliamida 6 (PA 6). A fibra utilizada como carga é um produto natural constituído de sílica amorfa proveniente da fossilização de animais multicelulares. Com a finalidade de promover a melhor adesão interfacial entre a fibra e a matriz polimérica, as fibras foram modificadas com aminopropiltrietoxissilano (APTS), um agente de acoplamento. Os materiais foram preparados em extrusoras monorosca e duplarosca e, submetidos a ensaios mecânicos de tração, flexão e de impacto Izod. Foram também avaliadas as características térmicas e morfológicas desses materiais. As fibras de sílica não alteraram a estabilidade térmica da PA 6 e apresentaram eficiência de reforço, dentro do intervalo de composição estudado; entretanto, o alongamento na ruptura foi comprometido. A resistência ao impacto do polímero não variou significativamente com a incorporação de FS. Por outro lado, o tipo de extrusora utilizada para processamento alterou a cristalinidade da PA 6 e, conseqüentemente, as propriedades mecânicas nos compósitos binários de PA 6/FS. A modificação da superfície da fibra com APTS não foi adequada para melhorar as propriedades mecânicas, no entanto, a análise da microestrutura dos compósitos obtidos indicou adesão entre as fases. Em relação às blendas de PA 6/EPDM-g-AM, o tamanho médio de partícula da fase dispersa promoveu um efeito de tenacificação da PA 6. Os compósitos ternários de PA 6 contendo 20% de EPDM-g-AM e proporções diferentes de FS (5 a 20%) apresentaram redução na resistência ao impacto quando pequenas quantidades de FS foram adicionadas. Apesar da redução no valor desta propriedade, os compósitos obtidos exibiram boa tenacidade. Desta forma, a combinação de fibras curtas de sílica e borracha de EPDM-g-AM em poliamida 6 permitiu recuperar parcialmente a rigidez e a resistência ao impacto, que são comprometidas quando esses aditivos são utilizados separadamente / Abstract: The main goal of this work was to evaluate the incorporation of short silica fibers (SF) and ethylene-propylene-diene rubber, functionalized with maleic anhydride (EPDM-g-MA), in a polyamide 6 (PA 6) matrix. The fiber used as filler is a natural product made up of amorphous silica from the fossilization of multicelular animals. In order to promote a better interfacial adhesion between the fiber and the polymeric matrix, fibers were modified with the aminopropyltriethoxysilane (APTS) coupling agent. The materials were prepared in single and twin-screw extruders for tensile, flexural and Izod impact mechanical tests. The mechanical, morphological and thermal properties of these materials were evaluated. Silica fibers did not change the thermal stability of the polymer and presented efficiency for reinforcement. However, the elongation at break was impaired. The impact strength of the polymer did not change significantly with the SF content. On the other hand, the type of extruder used for processing changed the mechanical properties and the crystallinity of PA 6 in the PA 6/SF binary composites. The fiber surface modification with APTS was not effective, as verified by the decrease of the mechanical properties. The morphology of composites showed adhesion between the phases. Taking into account the PA 6/EPDM-g-MA blends, the average size of dispersed phase, associated to impact strength in the 20% EPDM-g-MA composition promoted a toughening effect of the blends. Ternary PA 6 composites containing 20% EPDM-g-MA and different SF amounts (5-20%) presented tendency towards the reduction of the impact strength when small SF amounts were added. In spite of the reduction in the value of this mechanical property, the composites obtained exhibited good toughness. Thus, combining short silica fibers and EPDM-g-MA rubber with polyamide 6, the stiffness and the impact strength, that are impaired when these additives are separately used, were partially recovered. / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Orientador: Rickson Coelho Mesquita / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-25T21:15:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CanoRodriguez_Reember_M.pdf: 7820145 bytes, checksum: a3b06ecbe442d6ecf0266b22a280fb76 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A capacidade de observar a fisiologia funcional do tecido humano tem crescido rapidamente nos últimos anos. Entre outras técnicas, destaca-se a espectroscopia óptica de difusão (DOS), uma técnica emergente que utiliza os princípios da difusão de fótons e permite o monitoramento do tecido biológico de forma continua e portátil. A partir da luz (~ 700 - 900 nm) espalhada pelo tecido é possível determinar variações relativas do seu coeficiente de absorção, que estão relacionadas com as concentrações de oxi-hemoglobina (HbO2) e deoxi-hemoglobina (HbR) presentes no sangue. Neste trabalho, utilizamos a técnica de DOS no domínio da frequência, e a informação da defasagem da onda espalhada (em relação _a onda incidida) para determinação das propriedades ópticas absolutas do tecido biológico e, consequentemente, da sua fisiologia. Em particular, comparamos diferentes modelos de propagação da luz no tecido (semi-infinito e duas camadas) e as propriedades ópticas derivadas destes modelos. Além disso, investigamos métodos de calibração do sinal óptico no tecido, do ponto de vista teórico e experimental, mostrando sua aplicabilidade em experimentos com humanos, no estado de repouso e em intervenções cirúrgicas / Abstract: The ability to observe the functional physiology of human tissue has grown rapidly in recent years. Among other techniques, we highlight diffuse optical spectroscopy (DOS), an emerging technique that utilizes the principles of diffusion of photons and allows monitoring of biological tissue continuously and portable way. From the light (~700 - 900 nm) scattered by tissue it is possible to determine the relative changes in the absorption coefficient, which are related to the concentrations of oxyhemoglobin (HbO2), and deoxyhemoglobin (HbR) in the blood. In this study, we used the technique DOS in the frequency domain, and the phase information of the scattered wave (related to incident wave) for determining the absolute optical properties of biological tissue and, consequently, the physiology. In particular, we compared different models of propagation of light (semi-infinite and two-layer) and the optical properties of tissue derived from these models. Furthermore, we investigated methods of calibration of the optical signal on the tissue from both the experimental and theoretical perspectives, demostrating its applicability in experiments with humans in the resting state and in surgical interventions / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Jarbas José Rodrigues Rohwedder / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T15:32:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_LiviaMartinsdos_D.pdf: 6212654 bytes, checksum: f20eb97ce2aae510654340b401468dd2 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A contaminação de solos oriundos de derrames de compostos derivados do petróleo é um problema que representa riscos ao meio ambiente e a população. Dentre os constituintes do petróleo, os BTEX são os mais tóxicos. O uso da espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) foi empregado como uma ferramenta analítica visando a determinação de BTEX em amostras de solo. À um espectrofotômetro construído no laboratório foi adaptado uma célula de medida, uma célula de amostra e uma válvula esfera responsável pela conexão entre essas duas células. Uma bomba de vácuo foi adaptada ao instrumento visando facilitar o enriquecimento da fase vapor dos hidrocarbonetos voláteis na célula de medida, a qual operou com uma pressão de 29,0 inHg abaixo da pressão do laboratório (APL). Os espectros obtidos da fase vapor contendo os hidrocarbonetos aromáticos apresentaram sobreposição de bandas de absorção. Desta forma, foi necessária a construção de modelos de calibração multivariados empregando Regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLS). Os resultados do melhor modelo de regressão obtidos a melhores condições experimentais mostraram que os valores de RMSECV foram de 12,4 mg kg-1, 47,3 mg kg-1, 72,4 mg kg-1 e 58,6 mg kg-1, respectivamente, para benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos. Esses valores estão de acordo com os valores orientadores para solo da CETESB de 2005, com exceção para o benzeno que encontra-se acima do valor permitido. Para cada tipo de solo é necessário a construção de modelos de calibração, pois a composição do solo influencia na determinação dos hidrocarbonetos / Abstract: The contamination of soils due to petroleum compounds spills is a problem that represents risks to environment and population. Among petroleum constituents, the volatile aromatic hydrocarbons known as BTEX are toxic. This study aims to evaluate the use of near infrared spectroscopy as an analytical tool for determination of volatile hydrocarbons in soil samples. Spectra were obtained in a spectrophotometer built in the laboratory. It is also part of the instrument, a measuring cell with 540 mm of optical path, a sample cell and a valve which allows connection between the two cells. A vacuum pump was adapted to the instrument in order to facilitate enrichment of the vapor phase of the volatile hydrocarbons in the measuring cell, which operated at a pressure of 29.0 inHg below of the laboratory pressure (BLP). Spectra of the vapor phase containing aromatic hydrocarbons exhibited overlapping of absorption bands. Thus, it was necessary to construct multivariate calibration models using Partial Least Squares Regression (PLS). The results obtained for the calibration model provided values of RMSECV of 12.4 mg Kg¬-1, 47.3 mg Kg¬-1, 72.4 mg Kg¬-1 and 58.6 mg Kg¬-1 for benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes, respectively. These values are in agreement with the 2005 CETESB guiding values for soil, except for benzene that is above the allowed value. For each type of soil, it was needed to build calibration models because soil composition affects the determination of hydrocarbons. The developed method is promising and may be used as a screening method to determine the occurrence of contamination in soils by BTEX / Doutorado / Quimica Analitica / Doutora em Ciências

Orientador: Ivo Milton Raimundo Júnior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T23:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fontes_LaianedeMoura_D.pdf: 2914385 bytes, checksum: 3a68971b696f9f31967f1132ab348427 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Este trabalho descreve o desenvolvimento de diferentes fases extratoras para a determinação de hidrocarbonetos aromáticos e de íons metálicos em água. Para o desenvolvimento das fases extratoras de polidimetilsiloxano e nanotubos de carbono (PDMS-NTC), os nanotubos foram tratados com ácido nítrico, octadecilamina e hipoclorito de sódio. Este último produziu grupos carboxílicos na superfície do nanomaterial, aumentando sua afinidade por hidrocarbonetos aromáticos. A fase extratora foi preparada pela dispersão dos NTC no PDMS e, depois de pronta, inserida num frasco preenchido com as soluções aquosas dos analitos. Após 60 minutos sob agitação, a fase extratora foi removida da solução, seca e inserida em um sistema de medidas, empregando-se um espectrofotômetro FT-NIR. A fase extratora com NTC oxidados com NaOCl possibilitou um aumento da capacidade de extração de 40% e 20% para tolueno e benzeno, respectivamente. No segundo momento, foram desenvolvidas membranas poliméricas plastificadas utilizando os reagentes complexantes Br-PADAP e TAN para a determinação de cobre e chumbo em água por espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS). As membranas de PVC não forneceram resultados satisfatórios como fase extratora, pois a homogeneidade e estabilidade da superfície das membranas não puderam ser estabelecidas de maneira satisfatória. Papel de filtro analítico foi utilizado como fase extratora para a pré-concentração de íons cobre e chumbo em meio aquoso de forma eficiente, superando as desvantagens das medidas diretas de líquidos por LIBS. A capacidade de adsorção do papel de filtro foi favorecida pela utilização de soluções básicas, principalmente, entre pH 8,0 e 9,0. O tempo de extração foi de 30 minutos para cobre e 60 minutos para chumbo. Os limites de detecção encontrados foram de 0,22 e 0,53 mg L-1 para cobre e chumbo, respectivamente. Não foi observada interferência dos íons Ni (II), Zn (II), Cd (II) e Fe(III), tampouco influência da força iônica. O método proposto foi utilizado para a determinação de cobre e chumbo em amostra de água de torneira enriquecida em três níveis de concentrações. Recuperações na faixa de 98,8% - 114,3% foram obtidas indicando que a determinação direta de íons cobre e chumbo em amostras aquosas pela técnica LIBS utilizando papel de filtro como fase extratora apresenta potencial para a análise de amostras reais / Abstract: This work describes the development of extraction phases for determination of aromatic hydrocarbons and metal ions in water. For development of the phase based on polydimethilsiloxane and carbon nanotubes (PDMS-NTC), carbon nanotubes were previously functionalized with nitric acid, octadecylamine and sodium hypochlorite. The latter oxidizing agent produced carboxyl groups on the surface of the nanomaterial, increasing its affinity for aromatic hydrocarbons. The extraction phase was prepared by dispersing the functionalized NTC in PDMS, which was polymerized to form cylindrical monoliths. Extractions were performed by immersing the monolith in a flask filled with the aqueous solutions of analytes, containing 2.0 mol L-1 NaCl. After an extraction time of 60 min under constant stirring, the monolith was removed from the flask, dried and inserted in the measuring cell of the FT-NIR spectrophotometer. The extraction phase containing NTC oxidized by sodium hypochlorite allow an increase of the sensitivity of 40% and 20% for toluene and benzene, respectively. In the second part, plasticized polymeric membranes containing Br-PADAP or TAN as complexing reagents were developed for determination of lead and copper in water by laser induced breakdown spectroscopy (LIBS). The PVC membranes did not provide satisfactory results, as the homogeneity and the stability of the membrane could not be attained. Analytical filter paper was then employed as an extraction phase to efficiently pre-concentrate lead and copper ions from aqueous solution, circumventing the disadvantages of direct measurements of liquid phase by LIBS. The sorption capacity of the filter paper was enhanced in basic solutions, mainly within pH 8.0 and 9.0. The ideal extraction time for Cu(II) was 30 minutes and 60 minutes for Pb(II). The detection limits were estimated as 0.22 and 0.53 mg L-1 for Cu(II) and Pb(II), respectively. Interference of Ni (II), Zn (II), Cd (II) and Fe(II) ions were not observed, as well as the influence of the ionic strength. The proposed method was employed for determination of cooper and lead in tap water fortified at three concentrations levels. Recoveries in the range from 98.8% to 114.3% were obtained, indicating that direct determination of these ions in aqueous samples by the LIBS using filter paper as an extraction phase has a potential for analysis of aqueous samples / Doutorado / Quimica Analitica / Doutora em Ciências

Orientadores: Márcia Miguel Castro Ferreira, Jarbas José Rodrigues Rohwedder / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Qímica / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:19:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_YuriGuimaraes_M.pdf: 1972063 bytes, checksum: 17925102065d8dd73072baa01e19447c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este estudo avalia a capacidade do uso da espectroscopia NIR para a determinação do teor de 6 hidrocarbonetos e dióxido de carbono em 40 misturas gasosas com composição semelhante à do gás natural. Os espectros NIR foram obtidos a partir de um equipamento experimental, construído no próprio laboratório, baseado em um monocromador do tipo AOTF e simultaneamente em um espectrofotômetro comercial NIR-FT. Modelos de calibração multivariada PLS-1 foram construídos, para os 6 gases, com os dois conjuntos de dados. A validação do método foi realizada calculando-se as figuras de mérito multivariadas, envolvendo em alguns casos o conceito do sinal analítico líquido (NAS). Os valores de RMSECV variam de 0,1858% para o 1,3- butadieno, cuja faixa de porcentagem volumétrica é de: 0,8% a 4,9%; a 0,9732% para o metano cuja faixa de porcentagem volumétrica é de: 61,7% a 89,9%. Estes valores confirmam a possibilidade de determinação do teor das espécies constituintes do gás natural e uma comparação das variâncias, por meio do teste F, dos modelos obtidos com os espectrofotômetros NIR-AOTF e NIR-FT indicam a adequação do equipamento experimental utilizado / Abstract: The present study evaluates the potential of NIR spectroscopy in determining the content of 6 hidrocarbons and carbon dioxide in 40 gas mixtures very similar in composition to the brazilian natural fuel gas. The NIR spectra were obtained from an equipament built in our laboratory and based on a AOTF wavelength selector device. All the spectra were simultaneously recorded in a comercial NIR-FT spectrophotometer (Bomem MB160D). Multivariate calibration models (PLS-1) were built for the six gases with both data sets. Method validation was performed calculating the figures of merit based on the Net Analyte Signal (NAS). RMSECV values ranged from 0.1858%, for 1,3-butadiene wich has a volumetric ratio of 0.8% to 4.9%; to 0.9732 for methane which has a volumetric ratio of 65.8% to 89.9%. These values confim the possibility of measuring the content of all the constituents evaluated in this study. A model variance comparision regarding the calibrations obtained with the NIR-AOTF and NIR-FT spectrophotometers showed the adequacy of the experimental equipament employed / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-11-23T13:48:59Z No. of bitstreams: 1 PDF - Pedro Queiroz Guimarães.pdf: 23217365 bytes, checksum: a7631f54ea50ef598ce3865a5efbf3d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2017-12-06T18:43:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Pedro Queiroz Guimarães.pdf: 23217365 bytes, checksum: a7631f54ea50ef598ce3865a5efbf3d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-06T18:44:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Pedro Queiroz Guimarães.pdf: 23217365 bytes, checksum: a7631f54ea50ef598ce3865a5efbf3d0 (MD5) Previous issue date: 2017-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Chitosan is a biomaterial in which the main quality characteristics are molar mass (MM) and degree of deacetylation (DD), that influence almost all of its functional properties. Thus, it is essential to determine both, to the supply of a quality raw material. The standard methodologies used to determine these parameters are viscosimetry and medium infrared spectroscopy, which, although accurate, present some operational difficulties. A feasible alternative to overcome these problems is the development of methodologies based on the near infrared (NIR) spectroscopy and chemometrics, proposed in this work. To develop the multivariate model, it was necessary to increase the variation of the parameters of interest. Thus, ten batches of chitosan were produced varying the deacetylation times in 3, 4, 5, 6 and 7 hours, producing 5 samples per batch and 50 samples in total. All samples were characterized in terms of DD and MM, according to the reference methodologies. The same samples were also analyzed by NIR spectroscopy. The NIR spectra of the samples were recorded in triplicates in the spectral range of 9,000 to 4,000 cm , using 32 scans and 8 cm¹ resolution, totalizing 150 spectra. To build the models, several spectral pre-processings were evaluated in relation to the predictive capacity. The calibration (100 samples) and prediction (50 samples) sets were selected with the assistance of the SPXY algorithm. The predictive capacity of the built models using the full spectral range of work was also evaluated and compared with those built using the variables selected by algorithms of variable selection. The evaluation of the predictive capacity of the models was performed by the analysis of figures of merit. Based on these parameters, it was verified that the best spectral pre-processing was the 1st derivative with window of 5 and 1st order polynomial for the DD. For the MM, the best predictive performance was shown by EMSC. In general, it was verified that the models built using the regression coefficients generated by the Martens' Uncertainty Test (Jack-knife coefficients), presented better predictive performance than the models built with all the spectral variables or with the spectral variables selected by the Successive Projections Algorithm (SPA). The prediction errors obtained for DD and MM were 1.85% and 29.08 KDa, respectively. The error obtained for DD is smaller than the allowed for the reference method. However, for the molar mass, the model did not show satisfactory performance. Therefore, it is clear the viability of the applied methodologies based on NIR spectroscopy and chemometrics to determine the DD in chitosan for biomedical purposes, produced by CERTBIO. / A quitosana é um biomaterial que tem como principais características de qualidade a massa molar (MM) e o grau de desacetilação (GD), que influenciam praticamente todas as suas propriedades funcionais. Deste modo, é imprescindível a determinação de ambas pa ra o fornecimento de uma matéria-prima de qualidade. As metodologias padrão utilizadas para determinação destes parâmetros são a viscosimetria e a espectroscopia de infravermelho médio, que, apesar de precisas e exatas, apresentam algumas dificuldades operacionais. Uma alternativa viável para contornar esses problemas, é o desenvolvimento de metodologias baseadas na espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) e quimiometria, proposta neste trabalho. Para o desenvolvimento do modelo multivariado foi necessária a ampliação da variação dos parâmetros de interesse. Para isto, foram produzidos dez lotes de quitosana, variando-se os tempos de desacetilação em: 3, 4, 5, 6 e 7 horas, sendo produzidas 5 amostras por lote e 50 amostras no total. Todas as mostras foram caracterizadas em termos de GD e MM de acordo com as metodologias de referências. As mesmas amostras também foram analisadas por espectroscopia NIR. Os espectros NIR das amostras foram registrados, em triplicatas, na faixa espectral de 9.000 a 4.000 cm , utilizando-se 32 varreduras e resolução de 8 cm¹, totalizando 150 espectros. Para a construção dos modelos, vários pré -processamentos espectrais foram avaliados em relação a capacidade preditiva. Os conjuntos de calibração (100 amostras) e predição (50 amostras) foram selecionados com o auxílio do algoritmo SPXY. Também foi avaliada e comparada a capacidade preditiva dos modelos construídos utilizando toda a faixa espectral de trabalho com aqueles construídos utilizando as variáveis selecionadas por algoritmos de seleção de variáveis. A avaliação da capacidade preditiva dos modelos foi realizada pela análise de figuras de mérito. Com base nestes parâmetros foi constatado que o melhor pré-processamento espectral foi a 1ª derivada com janela de 5 e polinômio de 1ª ordem para o GD. Para a MM, a melhor performance preditiva foi mostrada pelo EMSC. De forma geral, foi constatado que os modelos construídos utilizando os coeficientes de regressão gerados pelo teste de incerteza de Martens (coeficientes Jack-Knife) apresentavam melhor performance preditiva que os modelos construídos com todas as variáveis espectrais ou com as variáveis espectrais selecionadas pelo Algoritmo das Projeções Sucessivas (SPA). Os erros de predição obtidos para GD e MM foram 1,85% e 29,08 KDa, respectivamente. O erro obtido para GD é menor que o permitido para o método de referência. No entanto para a massa molar, o modelo não mostrou um desempenho satisfatório. Deste modo, fica clara a viabilidade da aplicação das metodologias baseadas na espectroscopia NIR e quimiometria para a determinação do GD na quitosana para fins biomédicos, produzida pelo CERTBIO.