Desenvolvimento de método para a determinação de enxofre em diferentes matrizes via molécula diatômica de SiS por espectrometria de absorção molecular de alta resolução com fonte contínua e forno de grafite empregando análise direta de amostras sólidas

Abstract

Neste trabalho, a molécula diatômica de SiS foi utilizada para a determinação de enxofre em diferentes matrizes por meio da espectrometria de absorção molecular de alta resolução com fonte contínua e forno de grafite empregando análise direta de sólidos. Na literatura isso geralmente é alcançado por meio da molécula diatômica de CS. Então, devido à falta de trabalhos reportando o uso do SiS, foi realizado um estudo completo para a otimização das condições de formação dessa molécula. O sinal analítico foi avaliado no comprimento de onda de 282,910 nm, e a absorvância integrada foi obtida usando a área do pico de três pixels, o pixel central e dois adjacentes (CP ± 1). As temperaturas de pirólise e vaporização empregadas foram de 1200 e 2000 °C, respectivamente, usando 400 µg de Zr como modificador permanente e 20 µg de Si em meio básico como reagente formador. Seis soluções padrão contendo espécies diferentes de enxofre foram investigadas (Na2S, Na2SO4, BeSO4, tioureia, L-cisteína e ácido sulfâmico) e as sensibilidades obtidas para as seis soluções foram estatisticamente iguais, de acordo com o teste ANOVA, demonstrando que a formação do SiS independe da forma química do enxofre. Curvas de calibração com padrões aquosos foram construídas e o limite de detecção (LD), limite de quantificação (LQ) e massa característica obtidos foram 8,8 ng mg-1 e 29 ng mg-1 e 9,8 ng, respectivamente. A estratégia de utilizar a soma de múltiplas linhas do SiS (10 linhas analíticas, ou seja, 30 pixels) vizinhas a de 282,910 nm (dentro da janela espectral de 282,910 ± 0,162 nm) resultou em sensibilidade dez vezes maior e LD e LQ quatro vezes menores. A exatidão foi avaliada por meio da análise de nove materiais de referência certificados (CRM) com matrizes distintas. Os resultados obtidos para os CRM foram concordantes com os valores certificados, de acordo com os testes t-Student e t de Welch, demonstrando que o método desenvolvido é eficiente, versátil e confiável permitindo a quantificação de enxofre em diferentes matrizes. Portanto, a molécula de SiS se mostrou uma excelente alternativa ao CS, com base experimentos realizados.

In this work, a method for sulfur determination in different matrices using the diatomic molecule SiS via high-resolution continuum source graphite furnace molecular absorption spectrometry (HR-CS GF MAS) and direct analysis of solid samples was developed. This is usually accomplished through the CS diatomic molecule. And, due to the lack of studies describing the SiS molecule for analytical purposes, a complete investigation and optimization of the experimental conditions for the SiS molecule formation was necessary. All measurements were performed using the SiS analytical line at 282.910 nm, and the integrated absorbance was obtained using three pixels, the central and its two adjacent (CP ± 1). The pyrolysis and vaporization temperatures used were 1200 and 2000 ºC, respectively. 400 µg of Zr and 20 µg of Si in alkaline medium were used as permanent modifier and molecule forming reagent, respectively. Six sulfur standard solutions (Na2S, Na2SO4, BeSO4, thiourea, L-cysteine and sulfamic acid) were investigated, and there was no statistically difference between their Aint values through the ANOVA analysis. This shows that the formation of the SiS molecule is independent of the chemical species of sulfur. Calibration curves with aqueous sulfur standard solutions were used to achieve the limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) and the characteristic mass of 8.8ng mg -1 , 29 ng mg -1 e 9.8 ng, respectively. The sum of multiple lines of the SiS molecule (10 analytical lines, i.e. 30 pixels) resulted in a 10- fold increase in sensitivity and a 4-fold decrease in the LOD and LOQ values. Nine certified reference materials (CRM) with distinct matrix were analyzed, and the concentrations were in agreement with the certified values through Student’s t-test and Welch t-test. These results show that the developed method is efficient, reliable and versatile for sulfur determination in distinct matrices. Therefore, the SiS molecule is an excellent alternative to the CS molecule, based on the experiments performed.