AMOSTRAR × COLETAR COLETAR – ato de “pegar” ou retirar, isolar, ou de tomar uma alíquota do que se deseja conhecer analiticamente. AMOSTRAR – Um termo abrangente que contempla a preparação, o equipamento, os pontos, a representatividade dos pontos, as pessoas, ou seja, o estudo para a tomada da amostra.

Complexidade da representatividade Cenário: imaginemos analisar resíduo de um determinado agroquímico numa plantação de laranjas que pode ter 500 mil laranjeiras, carregadas da fruta.

Complexidade da representatividade Universo amostral: cada laranjeira ocupa um espaço de 4 m2 500 mil laranjeiras × 4 m2 = 2 milhões de m2 186 campos de futebol

Aspectos que devem ser considerados O amostrador Quanto amostrar A concentração a ser analisada O produto a ser analisado O estado físico do universo amostral Como amostrar As técnicas e tecnologias envolvidas Validação

Amostragem de Solo

Amostragem de Solo

Amostragem de Solo

Amostragem de Solo

http://www.youtube.com/watch?v=U-LL_1TjWJc http://www.youtube.com/watch?v=Mz49Ys9chtE&feature=related

Preparo da amostra

Pré-Preparo Recepção da amostra no Laboratórios Secagem Moagem Seleção do tamanho da partícula Redução da quantidade de amostra Armazenamento Preparo da amostra para análise química

A importância do preparo de amostras nos métodos analíticos Máxima 60,6% Nenhuma 1,6% Mínima 6,8% Moderada 31,0% http://www.sampleprep.duq.edu/dir/why_sp_1.html Adaptado de Ronald E. Major “An overview of sample preparation”, LC-GC,vol 9, nº1, 1991.

Elementos essenciais aos vegetais 90 a 95% da matéria seca O C H He Li macronutrientes 0,05 a 5 % na matéria seca Ca K S P Mg N Be B F Ne Na Al Si Cl Ar Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba 57 a 71 Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra 89 a 103 micronutrientes < 500 µg g-1  Francisco José Krug@cena.usp.br

Elementos essenciais e benéficos para as plantas O C H He Ca K S P Mg N Li Be Mo Zn Cu Ni Fe Mn Cl B F Ne Na Al Si Ar Sc Ti V Cr Co Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba 57 a 71 Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra 89 a 103 Macronutrientes 0,05 – 5% Elementos benéficos ou importantes Micronutrientes < 500 mg kg-1 90 a 95% da matéria seca

Teores de carbono em diferentes materiais Matriz Amostra % Carbono Tecido Vegetal Alga marrom Farinha de trigo Espinafre Folha de álamo Folha de faia Folha de plátano Grama Trevo Acículas de pinus Acículas de abeto Raíz de abeto Casca de abeto Polpa de pêssego 35 45 38 44 48 39 36 51 49 40 Lipídeos Manteiga, óleos vegetais, gorduras vegetais, sebo 74...78

Como separar o analito da amostra? Extração – Remoção do analito sem a destruição da amostra (Ex. chá, café) Decomposição – Liberação do analito com a destruição da amostra. Análise direta – Introdução direta da amostra no equipamento de análise.

Amostra + Reagentes Energia Rompimento de ligações Destruição da estrutura cristalina Solubilização dos elementos solução do analito complementares Adaptado Prof. Antônio Celso S. Costa, DQ-UFBA

Classificação dos métodos de decomposição de materiais biológicos Via seca Sistemas abertos Forno tipo mufla com aquecimento resistivo Forno de microondas Sistemas fechados Frasco de combustão de Schöniger Trace-O-Mat Plasma de oxigênio Assistidos por radiação microondas Via úmida Digestão em tubos com aquecimento por convecção Nítrica, nítrico-perclórica e sulfúrica High Pressure Asher  Francisco José Krug@cena.usp.br

Decomposição de materiais orgânicos Sistemas abertos Via seca Forno tipo mufla com aquecimento resistivo Forno tipo mufla com radiação microondas Via úmida Digestão em tubos com aquecimento por convecção Digestão em tubos assistida por radiação microondas Sistemas fechados Frasco de combustão de Schöniger Trace-o-Mat Plasma de oxigênio Combustão assistida por radiação microondas Digestão com alta pressão em tubos de quartzo (>100 bar) com aquecimento resitivo Digestões assistidas por radiação micoondas Pressão ambiente (radiação focalizada) Pressão >10 - 15 bar

EXTRAÇÃO

Extração por Solvente Extração sem digestão Análise química de tecido vegetal, Circular nº 74 IAPAR, Londrina, PR Miyazawa, M., Pavan, M.A., Bloch, M.F.M. Extração sem digestão 400 mg de amostra do material vegetal Frasco de vidro cilíndrico de 50 ml 20 mL de HCl 1 M – pesar e anotar a massa 15 min a 80°C em banho-maria Esfriar à temperatura ambiente Agitar por 45 minutos em agitador horizontal a 250 rpm

Extração por Solvente Extração sem digestão Pesar e ajustar a massa com água destilada. Filtrar Determinar Ca, Mg, K, Na, Mn, Cu, Zn e B

Miyazawa, M., Pavan, M.A., Bloch, M.F.M. Extração por Solvente Miyazawa, M., Pavan, M.A., Bloch, M.F.M.

Miyazawa, M., Pavan, M.A., Bloch, M.F.M. Extração por Solvente Miyazawa, M., Pavan, M.A., Bloch, M.F.M.

Miyazawa, M., Pavan, M.A., Bloch, M.F.M. Extração por Solvente Miyazawa, M., Pavan, M.A., Bloch, M.F.M.

Miyazawa, M., Pavan, M.A., Bloch, M.F.M. Extração por Solvente Miyazawa, M., Pavan, M.A., Bloch, M.F.M.

DECOMPOSIÇÃO

Ácido sulfúrico Mistura azeotrópica H2O/H2SO4 com 98,3% H2SO4 ferve a 339°C (excede a máxima temperatura de trabalho em frascos de Teflon®) Monitoração cuidadosa da temperatura de reação é necessária para prevenir danos em frascos de Teflon® Decompõe compostos orgânicos por desidratação. Alguns sulfatos são insolúveis: Ca(II), Ba(II), Sr(II), Pb(II) H2SO4 + Li2SO4 + H2O2 + Se (excelente mistura digestora)  Francisco José Krug@cena.usp.br

Digestão sulfúrica em frasco de Kjeldahl

Digestão sulfúrica em blocos digestores Moagem 200 mg Digestão com 6 ml de mistura digestora contendo H2O2 , Li2SO4 e Se Digestões durante 3-4 h Não usar em capela empregada em digestões com HClO4 Baixo custo de instrumentação Alta freqüência analítica (40-100 amostras/digestão)  Francisco José Krug@cena.usp.br

Classificação dos ácidos na digestão de amostras por via úmida Não oxidantes HCl HF H3PO4 H2SO4 diluído HClO4 diluído Oxidantes HNO3 HClO4 conc. a quente H2SO4 conc. a quente  Francisco José Krug@cena.usp.br

Decomposição por via seca em muflas 400-800 oC Filtrar amostra Resíduo Solução da Amostra Completar volume 100 mg – 10 g Retomar com 1% v/v HCl ou HNO3  Francisco José Krug@cena.usp.br

Roteiro da atividade prática Título: Preparo de extratos de solos, fertilizantes, corretivos e plantas

1. Extrato para amostras de solo Objetivo: Determinação de componentes solúveis em H2SO4 0,025 mol L-1 1.1. Transferir 5 cm3 de terra fina seca ao ar (TFSA) para Erlenmeyer de 250 mL. 1.2. Adicionar 100 mL (proveta) de solução de H2SO4 0,025 mol L-1 ao Erlenmeyer, tampar com rolha, agitar durante 15 minutos em agitador mecânico e filtrar através de papel de filtro Whatman no 1, recebendo o filtrado em frasco plástico limpo e seco.

2. Extrato para amostras de fertilizantes Objetivo: Determinação de componentes solúveis em água 2.1. Pesar 0,5000 g da amostra de fertilizante e transferir para Erlenmeyer de 250 mL. Adicionar 125 mL de água destilada, tampar e agitar por 15 minutos em agitador mecânico. 2.2. Filtrar através de papel de filtro Whatman no 1 recebendo o filtrado em frasco plástico limpo e seco.

3. Extrato para amostras de corretivos de acidez Objetivo: Determinar o teor total de Ca e Mg em amostras de calcário. 3.1. Pesar 0,500 g de rocha carbonatada finamente moída e transferir para copo de 250 mL. 3.2. Acrescentar 10 mL de HCl (1+1), cobrir com vidro de relógio, aguardar até cessar a reação. 3.3. Aquecer o material à ebulição por 5 minutos. 3.4. Juntar  30 mL de água destilada e filtrar através de papel de filtro Whatman no 1 para balão volumétrico de 250 mL, lavando o copo, funil e vidro de relógio com água destilada. Completar o volume e transferir para frasco plástico limpo e seco.

4. Extrato para amostras de plantas Objetivo: Determinação do teor total de metais em amostras de planta 4.1. Pesar aproximadamente 0,500g de material vegetal seco e moído, e transferir para balão Kjeldahl de 50 mL. 4.2. Adicionar 10 mL de H2SO4 concentrado contendo mistura digestora (Na2SO4 + Na2SeO3). Aquecer até a obtenção de extrato claro. 4.3. Transferir o extrato claro para balão volumétrico de 50 mL. Completar o volume com água destilada e transferir para frasco plástico limpo e seco.