Determinação direta de chumbo, cádmio e mercúrio em vinagre de álcool empregando espectrometria de absorção atômica

Abstract

O vinagre é um condimento de grande consumo na alimentação de humanos em todo o mundo. Sabe-se que a composição de vinagre inclui alguns ácidos orgânicos que são agentes complexantes para íons metálicos, entre os quais chumbo, cádmio, mercúrio e outros íons. Neste sentido, procedimentos analíticos visando determinação desses elementos em vinagre são sempre oportunos. O presente trabalho teve como objetivo, estabelecer estratégias analíticas visando a determinação direta de chumbo, cádmio e mercúrio em vinagre de álcool empregando a espectrometria de absorção atômica. Para a análise de chumbo foi utilizado ET AAS e a otimização das condições instrumentais foram estabelecida por metodologia univariada. Assim, os resultados obtidos para as temperaturas de pirólise e atomização foram 800 °C e 2000 °C, respectivamente, utilizando alumínio como modificador químico, limite de detecção de 0,16 µg L-1, limite de quantificação de 0,53 µg L-1, precisão expressa como desvio padrão relativo 2,04% e massa característica de 26,4 pg. A exatidão foi avaliada mediante testes de adição e recuperação, os valores de recuperação encontrados variaram numa faixa de 90 à 110%. O método foi aplicado na determinação de chumbo em treze amostras de vinagre de álcool e as concentrações encontradas variaram de 1,93 a 9,98 µg L-1. Para o cádmio por ET AAS, foi aplicada uma nova função de resposta múltipla visando avaliar de forma qualitativa e quantitativa os picos obtidos. Fatores como temperatura de pirólise e atomização, tempo de pirólise e massa de modificador foram avaliadas na etapa de otimização, onde foi estabelecida empregando-se planejamento fatorial completo de dois níveis para o estudo preliminar dos fatores e planejamento Box-Behnken concernentes à determinação das condições críticas. Após aplicação e determinação do planejamento, os valores otimizados apresentaram temperatura de pirólise e atomização de 645 °C e 2000 °C, tempo de pirólise 7s e massa de modificador 3µg. Nestas condições, os limites de detecção e quantificação obtidos foram de 4,2 ng L-1 e 14,0 ng L-1, respectivamente. A precisão em termos de desvio padrão relativo foi de 1,9% e a massa característica de 1,2 pg. A exatidão do método proposto foi avaliada através da comparação dos resultados de concentração de cádmio obtidos pelo método direto com aqueles obtidos pelo método da digestão ácida e não foram observadas diferenças significativas entre os dois métodos. O método foi aplicado na determinação de cádmio em treze amostras de vinagre de álcool e os teores encontrados as variam de 20,0 a 880,0 ng L-1. Para determinação de mercúrio, foi utilizando planejamento fatorial completo de dois níveis e planejamento Box-Behnken para otimizar as condições experimentais para geração de vapor frio de mercúrio e determinação empregando CV AAS, considerando os fatores volume de tetrahidroborato de sódio, volume álcool isoamílico, concentração de tiouréia e tempo de sonicação, onde apresentaram condições ótimas iguais a 42 mL min-¹, 400 µ L-¹, 0,4% e 20 min, respectivamente. Sob essas condições o método limites de detecção 1,4 ng L-1, limite de quantificação 47,0 ng L-1 e desvio padrão relativo 3,1%. As amostras de vinagre de álcool apresentaram uma concentração de mercúrio 58,0 a 798,0 ng L-1.

Vinegar is a condiment large consumption in human’s feeding throughout the world. It is known that the vinegar’s composition includes some organic acids which can act as complexing agents for metal ions, including lead, cadmium, mercury and other ions. Considering the above, analytical procedures aiming determination of these elements in vinegar are always opportune. The present study aimed to establish analytical strategies aiming at the direct determination of lead, cadmium, mercury in alcohol vinegar employing the atomic absorption spectrometry. For the analysis of lead was used ET AAS and optimization of instrumental conditions were established by univariate methods. Thus, the results obtained for the pyrolysis e atomization temperatures were 800 °C and 2000 °C, respectively, using aluminum as a chemical modifier, detection limit of 0.16 mg L-1 , quantification limit of 0.53 mg L -1, precision expressed as relative standard deviation 2.04% and characteristic mass of 26.4 pg. The precision was assessed by tests of addition and recovery, the recovery values found ranged from 90 to 110%. This method was applied to the determination of lead in thirteen samples alcohol vinegar and the concentrations found range from 1.93 to 9.98 g L-1. For cadmium by ET AAS, was applied a new function of multiple response aiming to evaluate qualitatively and quantitatively the peaks obtained. Factors such as pyrolysis e atomization time and pyrolysis mass modifier were evaluated in the optimization step, which was established using full factorial design of two levels for preliminary evaluation of factors and Box-Behnken design to determination of critical conditions. After application and evaluating of planning, optimized values presented pyrolysis e atomization temperature of 645 ° C and 2000 °C, pyrolysis’s time 7s and mass modifier 3μg. Under these conditions, the limits of detection and quantification obtained were 4,2 ng L-1 and 14,0 ng L-1, respectively, the precision in terms of relative standard deviation was 1.9% and 1.2 pg of characteristic mass. The precision of the proposed method was evaluated by comparing the results of cadmium concentration obtained by the direct method with those obtained by the method of acid digestion and no significant differences were observed between the two methods. The method was applied in the determination of cadmium in thirteen samples alcohol vinegar and the levels found to range from 20,0 a 880,0 ng L-1. For determination of mercury was use full factorial design of two levels and Box-Behnken design to optimize the experimental conditions to cold vapor mercury generation and determination employing CV AAS, considering the factors amount of sodium tetrahydroborate, amount isoamyl alcohol, thiourea’s concentration and sonication time, where optimal conditions presented equal to 0.09 MPa, 400 μ L - ¹0.4% and 20 min, respectively. Under these conditions the limits of detection’s method 1,4 ng L-1, quantification’s limit 47,0 ng L-1 and relative standard deviation 3.1%. The samples of alcohol vinegar exhibited a mercury’s concentration of from 58,0 a 798,0 ng L-1