QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA ABERTURA DE AMOSTRAS

FACULDADE DE FILOSOFIA CIÊNCIAS E LETRAS
QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA
ABERTURA DE AMOSTRAS
ITAÚNA
14 DE SETEMBRO DE 2007
ALMEIDA; Matheus Venturini

CONCEITO
Abertura de amostras é
uma expressão para a prática
experimental de análise quali e/ou
quantitativa de uma amostra a fim
de indicar e/ou quantificar os
integrantes químicos presentes
numa substância de prova.
Tecnicamente é o mesmo que
digestão de amostra, podendo ser
via úmida ou seca e o
procedimento é com o auxílio de
ácido (digestão ácida), base
(digestão básica) e fótons
(microondas).
Porém a abertura de uma amostra
pode ser realizada com o auxilio
de uma ou mais técnicas,
dependendo do caso. Os
procedimentos descritos acima são
os mais populares, é claro que
existem outros, porém aqui relato
apenas os mais conhecidos e
utilizados em conjunto, com ênfase
em digestão por meio de
microondas.
POR FUSÃO ÁCIDA
O tipo de abertura de amostra que
usa ácidos em gerais é empregado
preferencialmente para a abertura
de sólidos, em que estes
correspondem a amostra e o ácido
é o solvente da reação, aquele que
promove a solvatação ou a
digestão da amostra.
2.1 Gradiente de Magnésio em
Hidróxido de Magnésio:
Para saber a
determinação de Magnésio no leite
de magnésia emprega-se o uso de
Ácido Clorídrico (HCl) para
solubilizar a amostra e obter como
produto final, um sólido cristalino,
e por meio dele a quantidade de
Mg poderá ser estabelecida. A
reação química que ocorre nesta
reação é simples, classificada
como neutralização:
Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O + HCl

Para a abertura de amostras de
silício metálico em pó é sugerida a
seguinte seqüência: (1) iniciar a
análise com 1g de amostra sólida;
(2) adicionar 20mL de HNO3
concentrado e HF, gota a gota, até
cerca de 10mL; (3) após digestão
total da amostra, leva-se o
material residual quase à secura;
(4) retomar a amostra com
10mL de HCl concentrado na
proporção de 1:3; (5) transfere-se
para balão volumétrico de 50mL e
o volume é completado com água
deionizada.
2.2 Digestão acida de lodo de
esgoto (método EPA-3050B):
Primeiramente,
misturam-se bem as amostras
para que ocorra uma
homogeneização completa. Para
cada procedimento de digestão,
transfere-se 1,00g de amostra
úmida para um tubo plástico (tipo
Falcon) de 50mL. Adiciona-se 10mL
de ácido nítrico (HNO3)
concentrado, fecha-se e deixa-se
em repouso por 24 horas. Aquece-
se a 80ºC por 30 minutos. Após o
resfriamento até 5°C, adiciona-se
5mL de ácido nítrico concentrado e
aquece-se por mais 30 minutos.
Após o novo resfriamento,
adicionar 1mL de Peróxido de
Hidrogênio, deixando-se reagir por
um tempo de meia hora,
mantendo o recipiente fechado.
Filtra-se o digerido através de
papel de filtro número 41 (ou
equivalente), e coleta-se o filtrado
em tubo tipo Falcon de 50mL.
As tabelas a seguir
representam os resultados
encontrados no exemplo da
digestão de lodo via método EPA-
3050B:
Metais
quantidade em
mg g-1
Al 3,52
Cu 0,02
Mg 1,6
Mn 0,22
Sr 1,17
Zn 0,05
Fe 7,45
Na 15,53
Zn 0,52
Cd, Cr, Mo, Ni,
Pb, V, Zr e Co
Não foram
detectados
Tabela 1 – Quantidade de metais em
amostras de lodo de esgoto segundo
Shulginet al (1998)

Elementos
Porcentagem
químicos
C 51,8
H 2,87
N 0,64
O 44,1
S 0,6
S 6-7
Tabela 2 - Caracteristicas do humus
segundo Shulgin et al (1998)
POR FUSÃO ALCALINA
Emprega-se este tipo de abertura
quando se pretende digerir
completamente a amostra a ser
estudada. Mais uma vez, este tipo
de abertura é mais usual para
amostras sólidas, uma vez que o
ácido ou a base escolhidos tem a
função de reagir com a amostra e
deixa-la em estado final “liquido”,
ou seja, em solução com o agente
empregado.
3.1 Determinação de mercúrio em
cabelo:
Para este tipo de análise é
utilizado o método de vapor frio
modificado por Magos et al.
(1972), que utiliza a pré-digestão
básica das amostras. Vários fios de
cabelo, perfazendo uma massa de
10 a 15mg, são picotados e
colocados em um frasco reacional
juntamente com Hidróxido de
Sódio (45%) e cisteína (1%),
procedendo-se ao aquecimento em
chapa aquecedora, a 90°C,
durante 15 minutos. Após o
resfriamento em recipiente
contendo gelo moído, recompõe-se
com água destilada a perda por
volatilização, via pesagem, e o
volume é completado para 10mL
com cloreto de sódio (1%). Em
seguida, são adicionados em um
reator, a 1 Ll da amostra pré-
digerida, cisteína (para complexar
o mercúrio e, assim, evitar
perdas), Cloreto de Sódio (1%,
como eletrólito suporte), Ácido
Sulfúrico (16 N) e Hidróxido de
Sódio (45%).
A capacidade do Cloreto
de Cádmio de quebrar as ligações
carbono mercúrio possibilita a
determinação do mercúrio total,
incluindo a forma orgânica. O
mercúrio reduzido é vaporizado
com ajuda da reação exotérmica
ocorrida no reator e aspirado por
meio de uma bomba, através do
Monitor de Absorção Atômica (LDC

Analytical, modelo 1255). As
leituras de absorção são feitas por
meio de um milivoltímetro digital e
a concentração de mercúrio
orgânico presente na amostra de
cabelo é obtida pela diferença
entre os teores de Mercúrio total e
Mercúrio inorgânico determinados.
POR MEIO DE
MICROONDAS
É possível fazer uso de
um aparelho microondas
residencial para abertura de
amostras em um laboratório. É
claro que existem os microondas
destinados a fins laboratoriais,
mas em alguns casos pode-se usar
as ondas (fótons) geradas no
magnétron convencional.
Este tipo de abertura só é
usado em caso de amostras que
contenham moléculas polares em
sua composição; para se obter um
sal anidro partindo de uma
amostra hidratada, por exemplo, é
preciso disponibilizar cerca de 3
horas em uma mufla convencional,
ao passo que por meio de
radiações eletromagnéticas, o
mesmo procedimento duraria 15
minutos.
Para decomposição de silicatos
RANTALA & LORING, 1989, usaram
água régia e ácido Fluorídrico (HF)
em bomba de teflon e microondas
com recuperação > 97% para Al,
Cr e Zn e > 93% para Si. NOETNER
et all, 1990, mostraram a
eficiência da decomposição ácida
em microondas de amostras
geológicas e biológicas
certificadas, usando
espectrometria de massa com
fonte de plasma.
4.1 Análise de solos:
A Espectrometria de Emissão
Atômica é utilizada para
determinação quantitativa de 15
elementos (Ti, Al, Fe, Mg, Ca, Mn,
Sr, Y, V, Cu, Be, Cr, Ni, Zn, Zr e Ba)
em amostras de referência
geoquímica (solo) demonstram
que esta técnica é bastante
eficiente, com exatidão e precisão
aceitáveis para aplicações em
rotina, segundo WALSH & HOWIE,
1980; BRENNER et all, 1980;
CHURCH, 1981; e THOMPSON &
WALSH, 1989. O procedimento
para análise de solo por meio de
fótons pode ser feito com 0,2g de

amostra, 5mL de HF 48%, 5mL de
HCl 37% e 1mL de HNO3 65%. Em
seguida a mistura é introduzida
em recipiente de teflon, colocada
em cápsula fechada de fibra de
carbono e finalmente aquecida por
60 minutos a uma potência de
1000 W até 170°C. O segundo
procedimento é após a amostra se
resfriar; deve-se adicionar 5mL de
H3BO3 5% (p/v) e aquecer
novamente por 10 minutos em
1000 W de potência e 150°C. O
terceiro procedimento é após a
amostra resfriar novamente;
completa-se com água destilada a
um volume final de 50mL e
esperar cerca de 24 horas para
que o resíduo final se dissolva.
4.2 Determinação dos teores de
minerais em sucos de frutas:
Para tal análise é utilizado um
digestor de microondas com
sistema fechado, modelo MDS
2000 (CEM, Matthews, USA). Deste
aparato tilizaram-se 7 copos sendo
cinco amostras e dois vazios. Uma
alíquota de 5mL de suco é
transferida para cada copo de
digestão e em seguida adiciona-se
5mL de Ácido Nítrico concentrado.
Cinco estágios são aplicados nesta
digestão; (1) 220MHz de potência,
20 psi de pressão por 40 minutos;
(2) 285MHz de potência, 40 psi de
pressão por 5 minutos; (3) 345MHz
de potência, 60 psi de pressão por
50 minutos; (4) 410MHz de
potência, 60 psi de pressão por 10
minutos; (5) 470MHz de potência,
90 psi de pressão por 15 minutos.
Após o término da digestão os
copos são abertos e as amostras
transferidas quantitativamente
para balões volumétricos de 25mL
completando-se o volume com
ácido clorídrico 20% (v/v).
4.3 Digestão de amostras de peixe
microondas para determinação de
Cd e Pb
Estudos no âmbito de pesquisas
coletaram amostras de peixe em
rios da região amazônica (Rio das
Tropas e Tapajós) no mês de
dezembro de 1999. Cerca de 0,4g
de cada amostra foi colocada em
frasco de hostaflon do sistema de
digestão por microondas
(PROVECTO SISTEMAS
ANALÍTICOS- MODELO DGT 100),
onde é adicionada a mistura de
reagentes HNO3/H2O2 para a
digestão. Após a digestão das
amostras, as bombas do aparelho

são resfriadas e cada amostra
transferida para o balão de 25mL.
Alíquotas de 1mL são tomadas e
transferidas para a célula
polarográfica, onde acrescenta-se
20mL de água quartex e acetato
de Sódio 1 Mol/L para ajuste de
pH. As determinações
voltamétricas são realizadas com
um polarógrafo PAR 174A,
conectado a um controlador
automático PAR 315 A, a um
registrador Houston x-y e a uma
célula eletroquímica. Por
intermédio do PAR 315 A a
quantidade de Cádmio e Chumbo
presente no peixe é lida e o
controle quanto a estes metais
pesados pode ser elaborado.
A absorção atômica
permite quantificar elementos
metálicos em fase aquosa (meio
polar) a baixos teores. É baseada
na absorção específica que cada
átomo metálico apresenta em suas
transições do estado fundamental
a estados de maior energia. O
material em muitas situações tem
que ser preparado adequadamente
por técnicas de abertura de
amostra às vezes específicas para
cada material e que permitam
solubilizá-lo, conduzindo a uma
solução que é analisada a seguir
no equipamento de absorção
atômica.