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Previous issue date: 2008-02-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Brazil is pioneering in the use of ethanol as combustible. It is a renewable fuel that is
contributing for to reduce the levels of CO2 emission in the atmosphere, but that
present contaminant such as Zn, Cu, Cd, Fe, Cl, Ni, Co e Pb metals. The presence of
heavy metals in fuel ethanol is obtained in different steps as production and storage
of ethanol, therefore, the monitoring of these inorganic contaminants is of
fundamental importance for the quality of the fuel ethanol. Due to high sensibility of
stripping voltammetric techniques for quantification of heavy metals and a few
number of works in the literature for this kind of matrix, the objective of this work was
optimize a procedure in order to contribute to this important subject that is the
determination of metal trace in fuel ethanol, using a mercury film electrode (MFE).
The following parameters were optimized: supporting electrolyte concentration, preconcentration
time, deposition potential, scan rate, pulse amplitude, pH and
composition of the reaction medium. Sensitivity was evaluated through the peak
current in the simultaneous determination of Cd(II), Pb(II) and Cu(II) metal ions.
The results optimized were: concentration HNO3: 5,0 x 10-3 mol.L-1, tpre: 6 minute,
Edep: -700 mV, pH: 2.0 and composition of the water/ethanol mix solution (80/20%).
Concentrations of Cd(II), Pb(II) and Cu(II) were studied in the concentration range
between 2,0 x 10-9 and 1,0 x 10-8 mol.L-1 and the analytical curves presented good
correlation coefficients (near 1,0) and sensitivity amperometric with the following
values for Cd(II), Pb(II) e Cu(II) metal ions, respectively: 37.5 A.L.mol-1, 31.5
A.L.mol-1 e 77.4 A.L.mol-1. The detection limits found for Cd(II), Pb(II) and Cu(II) were
of 4.2 x 10-10 mol.L-1, 4.6 x 10-10 mol.L-1 and 9.0 x 10-10 mol.L-1, respectively. The
quantification limits were 1.4 x 10-9 mol.L-1, 1.5 x 10-9 mol.L-1 and 2.0 x 10-9 mol.L-1 for
Cd(II), Pb(II) and Cu(II), respectively. The application of the optimized procedure in
commercial fuel ethanol sample presented a good analytical performance and the
concentrations of the metals were obtained by standard addiction method, presenting
the following results: 4.7 x 10-8 mol.L-1 for Pb(II) and 1.7 x 10-7 mol.L-1 for Cu(II).
Cd(II) was not detected on these samples. The statistical evaluation presented good
results of precision (CV) for Pb(II) 18.7% and Cu(II) 8.63 %. The proposed method
was compared with Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (GFAAS) for
quantification the metallic species in commercial fuel ethanol and the results showed
good agreement among the two techniques / O Brasil é pioneiro no uso de etanol como combustível. Trata-se de um combustível
renovável que vem contribuindo para reduzir os níveis de emissão de CO2 na
atmosfera, mas que apresenta contaminantes tais como os metais Zn, Cu, Cd, Fe,
Cl, Ni, Co e Pb. A presença de metais pesados em etanol combustível é oriunda das
diferentes etapas de produção e armazenamento do etanol, portanto, o
monitoramento destes contaminantes inorgânicos é de fundamental interesse para a
qualidade do etanol como combustível. Devido a alta sensibilidade das técnicas
voltamétricas de redissolução para a quantificação de metais pesados e o pequeno
número de trabalhos na literatura para esse tipo de matriz, o objetivo deste trabalho
foi otimizar um procedimento que contribuísse com esse importante assunto que é a
determinação de metais em nível de traços em etanol combustível, usando um
eletrodo de filme de mercúrio (MFE). Os parâmetros otimizados foram: concentração
do eletrólito suporte, tempo de pré-concentração, potencial de deposição, velocidade
de varredura, amplitude de pulso, pH e composição do meio reacional. A
sensibilidade foi avaliada pela corrente de pico na determinação simultânea dos íons
metálicos Cd(II), Pb(II) e Cu(II). Os resultados otimizados foram: concentração de
HNO3: 5,0 x 10-3 mol.L-1, tpré: 6 minutos, Edep:-700 mV, v: 20 mV.s-1, Amp.: 50 mV,
pH: 2.0 e composição da solução mista água/etanol: 80/20%. As concentrações dos
íons Cd(II), Pb(II) e Cu(II) foram estudadas na faixa de concentração entre 2,0 x 10-9
e 1,0 x 10-8 mol.L-1 e as curvas analíticas apresentaram bons coeficientes de
correlação (próximo de 1,0) e sensibilidade amperométrica com os seguintes valores
para os íons metálicos Cd(II), Pb(II) e Cu(II), respectivamente: 37,5 A.L.mol-1, 31,5
A.L.mol-1 e 77,4 A.L.mol-1. Os limites de detecção encontrados para Cd(II), Pb(II) e
Cu(II) foram de 4,2 x 10-10 mol.L-1, 4,6 x 10-10 mol.L-1 e 9,0 x 10-10 mol.L-1,
respectivamente. Os limites de quantificação foram 1,4 x 10-9 mol.L-1, 1,5 x 10-9
mol.L-1 e 2,0 x 10-9 mol.L-1 para Cd(II), Pb(II) e Cu(II), respectivamente. A aplicação
do procedimento otimizado em amostras de etanol combustível comercial
apresentou boa resposta analítica e as concentrações dos metais foram
determinadas pelo método de adição padrão, apresentando os seguintes resultados:
4,7 x 10-8 mol.L-1 para Pb(II) e 1,7 x 10-7 mol.L-1 for Cu(II). Cd(II) não foi detectado
nas amostras analisadas. A avaliação estatística apresentou bons resultados de
precisão (CV) para Pb(II) 18.7% e Cu(II) 8.6%. A exatidão foi avaliada comparando
os resultados obtidos pelo método proposto com Espectrofotometria de Absorção
Atômica com Forno de Grafite (GFAAS), para quantificação das espécies metálicas
em etanol combustível comercial e os resultados mostraram boa concordância entre
as duas técnicas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede/891 |
| Date | 12 February 2008 |
| Creators | Gonçalves, Vivia Ruth Abrantes |
| Contributors | Marques, Aldaléa Lopes Brandes, Marques, Edmar Pereira |
| Publisher | Universidade Federal do Maranhão, PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET, UFMA, BR, QUIMICA |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA, instname:Universidade Federal do Maranhão, instacron:UFMA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
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