Preparo e caracterização de novos materiais para SPE baseados em sílica modificada com Ti e PMODS para extração de agrotóxicos

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Sassaki, P. (UFMT) ; da Silva Pereira, R. (UFMT) ; Silva, C.G.A.S. (UFMT)

Resumo

Este trabalho tem como objetivo principal o desenvolvimento e a caracterização de novos materiais sorventes para extração em fase sólida (SPE) baseados em sílica modificada com Ti e poli(metiloctadecilsiloxano), C18, para extração de amostras ambientais aquosas na quantificação de agrotóxicos (carbofurano, carbosulfano, carbendazim, diuron, imidacloprido, metomil e tebuconazol) alguns os mais aplicados nas culturas de soja, milho e algodão no Estado do MT. A caracterização dos materiais foi realizada por técnicas físico-químicas: espectroscopia de absorção na região do infravermelho, difração de raios-X, espectroscopia de raios-X com energia dispersiva e microscopia eletrônica de varredura.

Palavras chaves

Extração em Fase Sólida; Fases sorventes com Ti; Agrotóxicos

Introdução

No estudo de amostras ambientais aquosas complexas como águas e efluentes industriais ou domésticos para a determinação de poluentes orgânicos, como os agrotóxicos, por exemplo, a etapa de eliminação de interferentes que podem prejudicar a qualidade dos resultados analíticos devido ao efeito de matriz é de extrema importância. Dentre as várias técnicas existentes para solução de problemas relacionados ao efeito de matriz na extração de amostras complexas, a extração em fase sólida (SPE) se sobressai como uma das mais utilizadas [Jardim, 2010]. A técnica é extremamente eficiente na eliminação de interferentes, na concentração de compostos de interesse ambiental e devido o seu menor consumo de solventes orgânicos também atende os princípios da Química Verde. Este trabalho teve como objetivo geral o preparo e a caracterização físico-química, espectroscopia de raios-X com energia dispersiva e espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier e reflectância total atenuada de um novo material sorvente a base de sílica modificada com titânio e poli(metiloctadecilsiloxano), PMODS, C18.

Material e métodos

A metalização dos suportes cromatográficos foi realizada de acordo com o método desenvolvido por Tonhi e Colaboradores (2006). Em tubos de reação foram pesados 2,5 g de sílica (100 μm), 7,1 g de tetrabutóxido de Ti e adicionados 20 mL de tolueno anidro. Após, os tubos foram agitados em vórtex por dois min. Em seguida, o tubo com a mistura foi deixado por 4 h e 30 min a 40 oC em banho. Após o período de reação, a mistura foi centrifugada por 15 min, o sobrenadante descartado e o sólido lavado com e tolueno. Ao final dessa etapa, o sólido foi seco com N2 (12 h). Após a secagem, o material foi lavado com 15 mL de HNO3 0,001 M. A mistura foi agitada em vórtex por um minuto e centrifugada por 15 minutos. Após, a fase aquosa foi descartada e o sólido lavado com quatro porções de água deionizada e seco em estufa a 120 oC por 12 h. A sorção do polímero PMODS ao material preparado anteriormente foi realizada segundo Tonhi e colaboradores (2006). Para isso, foi preparada, separadamente, uma suspensão de suporte, previamente ativado em estufa a 150 °C por 16 h, e uma solução do polímero, em n- hexano (10% m/v). Em seguida, a solução polimérica foi adicionada à suspensão de sílica, e a mistura agitada durante 3 h e deixada em repouso na capela por seis dias para evaporação do solvente. Após, foi realizado o procedimento de imobilização térmica em estufa nas condições: 120 °C por 16 h, 140° C por 6 h e 160 °C por 4 h e o excesso de PMODS removido pela extração do material em n-hexano a 0,5 mL/min por 4 h. Após a secagem em capela, o material foi submetido as caracterizações físico-químicas: e cromatográficas.

Resultado e discussão

A porcentagem de titânio determinada por espectroscopia de fluorescência de raios-X por energia dispersiva (EDX) incorporada no suporte foi de 33,2%. A partir da comparação com dados da literatura , observa-se que a incorporação do metal no suporte de sílica aproximadamente quatro vezes superior a outros trabalhos (Silva e Collins, 2013), porém, a medida foi realizada por metodologia semi-quantitativa, EDX, ao contrário da literatura que utilizou a espectroscopia de fluorescência de raios-X, técnica quantitativa. As diferenças podem ser explicadas pelo tipo de metodologia e consequentemente forma de quantificação utilizadas. No entanto, pode-se considerar que a etapa de incorporação do titânio ao suporte de sílica foi realizada de forma efetiva e adequada. O suporte Si-Ti e os materiais sorventes Si-Ti(PMODS) obtidos segundo as condições experimentais apresentaram bandas significativas próximas a 3450, 2920, 1090, 700 e 450 cm-1. Comparando as bandas obtidas com a literatura (Silverstein et al., 2006; Silva e Collins, 2013), identificou-se cada banda apresentada no espectro (Figura 1): As bandas alargadas em torno de 3450-3900 cm-1 podem ser atribuídas ao estiramento vibracional dos grupos hidroxilas livres que ocorrem na superfície de sílicas amorfas. A presença do polímero, PMODS, imobilizado no material Si-Ti(PMODS) foi confirmado pelo aparecimento do dubleto em 2850-2930 cm-1 atribuído ao estiramento dos grupos alquila CH2 e CH3. A banda em 1640-1650 cm-1 pode ser atribuída à deformação angular dos grupos OH de água adsorvida na superfície do material. Já a banda que apresenta maior intensidade na região 1100 cm-1 e em 463 cm-1 foi atribuída ao estiramento das ligações siloxano.

Figura 1

Espectro na região do infravermelho do suporte Si-Ti (SEM PMODS) e SiTi(PMODS) (80, 100 e 120 oC ) nas três condições de imobilização térmica.

Conclusões

A preparação do material sorvente a base de sílica cromatográca modicada com titânio e PMODS apresentou adequada incorporação do metal (acima de 30% (m/m)) e do polímero, o que o candidata a ser utilizado no preparo de amostras ambientais aquosas complexas de poluentes orgânicos hidrofóbicos como os agrotóxicos utilizando o modo de retenção em fase reversa.

Agradecimentos

À UFMT e ao CNPq pela bolsa de iniciação científica e pelo apoio financeiro.

Referências

1) C.G.A. Silva, C.H. Collins, Stationary phases based on poly(methyloctadecylsiloxane) thermally immobilized onto titanized silica for high-performance liquid chromatography, Microchem. J. 109 (2013) 150-157.
2)E. Tonhi, K. E. Collins, C. H. Collins, High-performance liquid chromatographic stationary phases based on polysiloxanes with dierent chain lengths thermally immobilized on silica supports, J. Chromatogr. A 1119 (2006) 135-139.
3) I.C. Jardim, Extração em Fase Sólida: Fundamentos Teóricos e novas estratégias para
preparação de fases sólidas. Scientia Chromatogr. 2 (2010) 13-25.
4) R.M. Silverstein, F.X. Webster, D.J. Kiemle, Identicação espectrométrica de compostos orgânicos. 7a ed. Rio de Janeiro: Editora LTC, 530 p., 2006.