Síntese e caracterização de bioquerosene com ênfase no desenvolvimento de método analítico para a determinação de elementos-traço por espectrometria de absorção atômica de alta resolução com fonte contínua e chama

Abstract

Neste trabalho, foi realizada a síntese e caracterização de bioquerosene e posterior desenvolvimento de um método analítico para a determinação de Zn, Fe, Mg, Cu, Ca, Na e K por espectrometria de absorção atômica de alta resolução com fonte contínua e chama. As amostras foram sintetizadas por transesterificação a partir da gordura de babaçu e caracterizadas por ensaios de viscosidade cinemática, massa específica e teor de ésteres por RMN 1H. No método analítico proposto, microemulsões do tipo água em óleo foram formadas através da mistura de uma alíquota da amostra com n-propanol e ácido nítrico diluído para a determinação dos analitos. A formação da microemulsão foi estudada pela construção de um diagrama de fases pseudo-ternário e a composição adotada foi de 3,5 g de bioquerosene, 1,0 mL de uma solução de 0,14 mol L-1 de HNO3 e 5,0 mL de n-propanol. Na otimização do método foram investigadas a composição da chama, altura de observação, tempo de injeção das soluções no equipamento e número de pixels utilizados para a detecção, para cada elemento. Para calibração, foi investigada a utilização de padrões em meio orgânico e inorgânico, bem como o uso de calibração externa e equiparação de matriz. Testes de recuperação em cinco níveis de concentração foram realizados para as amostras, e os melhores resultados foram obtidos com o uso da calibração por matrização com padrões inorgânicos, com recuperações na faixa de 78 a 115%, sendo satisfatórias para todos os analitos, com exceção do cobre. Usando condições otimizadas, os limites de detecção obtidos para Zn, Fe, Mg, Cu, Ca, Na e K foram de 0,008, 0,010, 0,001, 0,005, 0,011, 0,047 e 0,017 mg L-1, respectivamente. A exatidão do método foi avaliada através da análise de materiais de referência certificados de biodiesel e óleo lubrificante. O uso de microemulsões aliado à técnica HR-CS F AAS mostrou-se como um método alternativo viável para a determinação de elementos traço em amostras de bioquerosene, com sensibilidades adequadas e amplas faixas de trabalho.

In this work, the synthesis and characterization of biokerosene was carried out for further development of an analytical method for the determination of Zn, Fe, Mg, Cu, Ca, Na and K by high-resolution continuum source flame atomic absorption spectrometry. The samples were synthesized by transesterification from babassu oil and characterized by kinematic viscosity, specific mass and the conversion degree of esters by 1H NMR. In the proposed analytical method, water-in-oil microemulsions were formed by mixing the sample aliquot with n-propanol and diluted nitric acid for the determination of analytes. The formation of the microemulsion was studied by constructing a pseudo-ternary phase diagram and the composition adopted was 3.5 g of biokerosene, 1.0 mL of a solution of 0.14 mol L-1 of HNO3 and 5.0 mL of n-propanol. In the optimization of the method, the best conditions of flame composition, observation height, injection time of solutions in the equipment and number of pixels used for detection were investigated, for each element. Calibration curves using organic and inorganic standards of the analytes as well as external calibration and matrix matching were evaluated. Recovery tests at five concentration levels were performed for the samples, and the best results were achieved using matrix matching calibration with inorganic standards. For this method, satisfactory recoveries in the range of 78 to 115% for all analytes were obtained, with the exception of copper. Using optimized conditions, the detection limits obtained for Zn, Fe, Mg, Cu, Ca, Na and K were 0.008, 0.010, 0.001, 0.005, 0.011, 0.047 and 0.017 mg L-1, respectively. The accuracy of the method was evaluated by analyzing biodiesel and lubricating oil certified reference materials. The use of microemulsions combined with the HR-CS F AAS technique proved to be a viable alternative method for the determination of trace elements in biokerosene samples, with adequate sensitivities and wide working ranges.