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dc.creatorCorazza, Gabriela
dc.date.accessioned2017-05-16
dc.date.available2017-05-16
dc.date.issued2015-09-21
dc.identifier.citationCORAZZA, Gabriela. Decomposição de carvão com elevado teor de cinzas para Determinação simultânea de As, Cd, Hg, Pb e S por ICP-OES. 2015. 136 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2015.por
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/10606
dc.description.abstractIn this work, sample preparation methods for decomposition of coal with high ash content (14- 54%) for further simultaneous determination of As, Cd, Hg, Pb and S by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) were evaluated. Coal samples were initially decomposed by dry ashing according to the reference method (ASTM D 6357-11). Lead and S losses were observed probably due to the high temperature during combustion and the use of an open system. Thus, the decompositions by microwave-assisted wet digestion (MAWD) was also evaluated. Decomposition were carried in closed vessels out with concentrated acids under different conditions: i) 8 mL HNO3, ii) 7 mL HNO3 + 1 mL HF and iii) 6 mL HNO3 + 2 mL HF. The use of HF was necessary due to the inorganic content, allowing the quantitative recovery for all analytes. Decomposition by microwave-induced combustion (MIC) was also optimized, in order to promote a complete analyte recovery once incomplete recovery was observed, mainly for As and Pb, due to the ash content of coals. Parameters related to the pressure for pellets preparation, the use of additives (microcrystalline cellulose and NH4Cl), the composition and concentration of absorbing solution (HNO3, HCl, HNO3 and HCl 2:1, HNO3 and HCl 1:1, and HNO3, HCl and H2O 1:1:1) and the reflux step of absorbing solution (5 or 15 min) were evaluated. Quantitative recoveries were obtained when 300 mg of NH4Cl were added to the samples and using HNO3 and HCl (2:1) as absorbing solution with 5 min of reflux step after combustion. In addition, a faster method, attending to the green chemistry concepts, was evaluated for coal decomposition by MIC and further S determination by ICP-OES. In this case, optimizations were carried out in order to decrease the decomposition time (reflux and cooling steps) and evaluate the better absorbing solution according to the detection technique available. Optimized MIC conditions for S analysis were 6 min of decomposition (1 min of irradiation + 5 min of waiting) with 2 mol L-1 HNO3 as absorbing solution. After optimizing MIC, coal samples A, B and C, with ash content of, 14, 32 and 54%, respectively, were decomposed by the three methods (ASTM D 6357-11, MAWD and MIC) and no statistical difference was observed for As and Cd (ANOVA) among all methods and for Hg, Pb and S (test t-Student) by MAWD and MIC. Accuracy for MAWD and MIC procedures was evaluated by the use of certified reference materials (CRMs) of coal (NIST 1632c, SARM 19 and SARM 20). No statistical difference (test t-Student) was observed for As, Cd, Hg, Pb and S, demonstrating the suitability of MIC as sample preparation method for coal with high ash content. The limits of detection (LDs) for MIC were always lower than MAWD and similar to those obtained by the official method (ASTM D 6357-11).eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.formatapplication/pdfpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectQuímica analíticapor
dc.subjectCarvãopor
dc.subjectAmostragempor
dc.subjectCombustãopor
dc.subjectMicroondaspor
dc.subjectQuímicapor
dc.titleDecomposição de carvão com elevado teor de cinzas para Determinação simultânea de As, Cd, Hg, Pb e S por ICP-OESpor
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoNeste trabalho foram avaliados métodos para o preparo de amostras de carvão com elevados teores de cinzas (14 a 54%) para posterior determinação de As, Cd, Hg, Pb e S simultaneamente por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). Inicialmente, os carvões foram decompostos empregando a combustão em sistema aberto com forno tipo mufla, segundo procedimento proposto na norma ASTM D 6357-11. Foram observadas perdas de Pb e S, possivelmente associadas às altas temperaturas atingidas na combustão e por se tratar de um sistema aberto. Assim, a decomposição por via úmida assistida por radiação micro-ondas (MAWD) também foi avaliada. As amostras foram decompostas em sistema fechado com ácidos concentrados, em diferentes condições: i) 8 mL HNO3, ii) 7 mL HNO3 + 1 mL HF e iii) 6 mL HNO3 + 2 mL HF. A utilização de HF foi necessária para a decomposição da fração inorgânica e recuperação quantitativa de todos os analitos. A decomposição por combustão iniciada por micro-ondas (MIC) também foi otimizada, para garantir a recuperação completa de todos os elementos em estudo, tendo em vista o elevado teor de cinzas no carvão. Foi avaliada a pressão aplicada para confecção dos comprimidos, a mistura de aditivos (celulose microcristalina e NH4Cl) aos carvões na etapa de preparação dos comprimidos, a composição e a concentração da solução absorvedora (HNO3, HCl, HNO3 e HCl 2:1, HNO3 e HCl 1:1 e HNO3, HCl e H2O 1:1:1) e o tempo de refluxo da solução absorvedora (5 ou 15 min). Recuperações quantitativas foram obtidas com a utilização de 300 mg de NH4Cl misturados ao carvão e solução absorvedora composta por HNO3 e HCl (2:1), com 5 min refluxo. Adicionalmente, um método mais rápido e que atende aos preceitos da química verde, foi otimizado para a decomposição de carvão por MIC para posterior determinação de S por ICP-OES. Nesse caso, as otimizações consistiram em diminuir o tempo de decomposição (etapa de refluxo e tempo de resfriamento) e avaliar a solução absorvedora mais adequada em função da técnica analítica de determinação. A condição otimizada para a determinação de S foi de 6 min de decomposição (1 min de irradiação + 5 min de espera) usando HNO3 diluído (2 mol L-1) como solução absorvedora. Após a otimização da MIC, carvões A, B e C, com teores de cinzas de respectivamente, 14, 32 e 54%, foram decompostos pelos três métodos (ASTM D 6354-11, MAWD e MIC) e não foram observadas diferenças estatísticas significativas para As e Cd (ANOVA) entre os três métodos e para Hg, Pb e S (teste t-student) entre MAWD e MIC. A avaliação da exatidão da decomposição empregando MAWD e MIC foi feita com o uso de materiais de referência certificado (CRMs) de carvão (NIST 1632c, SARM 19 e SARM 20). Os resultados obtidos para As, Cd, Hg, Pb e S não apresentaram diferença estatística significativa (teste t-student) em relação aos valores certificados, demonstrando a viabilidade do emprego da MIC para o preparo de amostras de carvão com elevados teores de cinzas. Os limites de detecção (LDs) obtidos por MIC foram sempre inferiores em comparação com a MAWD, e da mesma ordem de grandeza dos obtidos com o método oficial (ASTM D 6357-11).por
dc.contributor.advisor1Mello, Paola de Azevedo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4753726Y0por
dc.contributor.referee1Mesko, Márcia Foster
dc.contributor.referee1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4701188D2por
dc.contributor.referee2Barin, Juliano Smanioto
dc.contributor.referee2Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760000H0por
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4628459447746336por
dc.publisher.countryBRpor
dc.publisher.departmentQuímicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Químicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApor


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