Desenvolvimento de métodos de preparo de amostras de petróleo e posterior determinação de elementos terras raras por ICP-MS
Resumo
Neste trabalho, a determinação de elementos terras raras (REE) em petróleo por ICP-MS foi avaliada
utilizando diferentes sistemas de nebulização (nebulizador pneumático concêntrico e nebulizadores
com sistema de dessolvatação com nebulizador pneumático (APEX) e nebulizador ultrassônico),
onde a vazão do gás de nebulização, potência do plasma e desempenho frente a diferentes
concentrações de HNO3, Ba e NaCl, foram investigados. Para a decomposição de petróleos, oito
métodos de preparo de amostras foram investigados: decomposição por via úmida assistida por
radiação micro-ondas (MAWD), decomposição por via úmida assistida por radiação micro-ondas sob
pressão de oxigênio (MW-O2-AD), combustão iniciada por micro-ondas com radiação focalizada
(FMIC), extração assistida por ultrassom (USAE) e por radiação micro-ondas (MAE), combustão
iniciada por micro-ondas (MIC), decomposição por via úmida assistida por radiação micro-ondas e
ultravioleta (MW-UV-AD) e decomposição por via seca. Cada método foi otimizado em função de
vários parâmetros e foram empregadas dez amostras de petróleo com diferentes características (API
10,8 a 23,5). Com o uso do nebulizador ultrassônico, melhores limites de detecção foram obtidos em
comparação com o nebulizador concêntrico e o sistema APEX. Utilizando os nebulizadores com
sistema de dessolvatação, não foram observadas interferências espectrais na etapa de determinação
dos analitos utilizando concentração de HNO3 de até 1,4 mol l-1. Com relação aos métodos de
decomposição avaliados, os métodos de MW-O2-AD e FMIC não foram adequados para a
decomposição de petróleo, além de apresentarem riscos operacionais durante o tratamento da
amostra. Com o uso dos métodos de extração assistidos por micro-ondas e ultrassom, não foram
obtidas recuperações quantitativas para todos os analitos e, desta forma, estes métodos também não
foram adequados para extração de REE de petróleo. Os métodos de MAWD, MW-UV-AD, MIC e
decomposição por via seca permitiram a decomposição completa dos petróleos e baixos valores de
carbono residual foram obtidos. Com relação aos métodos de MW-UV-AD, MIC e decomposição por
via seca foi possível utilizar ácidos diluídos para a decomposição de massas, relativamente, elevadas
de petróleo, o que é um aspecto importante para minimização no consumo de reagentes e geração
de resíduos, obtenção de menores valores de branco e diminuição de interferências na etapa de
determinação. Massas de petróleo de 0,2, 0,5 e 0,5 g foram decompostas utilizando MIC e MAWD e
MW-UV-AD, respectivamente. O método de decomposição por via seca foi efetivo com o uso de até 3
g de petróleo, utilizando temperaturas máximas de aquecimento de 500 ºC visto que, em
temperaturas superiores, foram observadas perdas dos analitos, principalmente, em amostras com
elevada concentração de cloreto. Os métodos de MAWD, MW-UV-AD, MIC e decomposição por via
seca foram adequados para a decomposição de petróleos com diferentes características,
possibilitando a posterior determinação de REE. A exatidão dos métodos de preparo de amostras
estudados foi avaliada através da comparação com os resultados obtidos após análise por ativação
neutrônica (NAA). Foi obtida concordância superior a 95% comparando os resultados obtidos por
NAA com os métodos de MAWD, MW-UV-AD e MIC e determinação por ICP-MS. Para cada método
de preparo, também foram feitos ensaios de recuperação, onde recuperações quantitativas foram
obtidas para todos os analitos.
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