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Tipo: Dissertação
Título: Desenvolvimento de método espectrofotométrico inverso para determinação de citrato e aplicação em sistema de liberação controlada
Development of spectrophotometric method for determination of citrate in the study and application of controlled release
Autor(es): Almeida, Cristiane Aparecida
Abstract: O Citrato é um ligante polidentado muito importante na complexação de metais. No solo pode também ser usado como agente quelante em fitoextração. Desse modo, sua determinação em solução e em solo é muito importante para a otimização de sistemas de liberação controlada. Assim, foi desenvolvido um método espectrofotométrico inverso baseado na relação entre a concentração analítica de citrato no meio e a diminuição da absorbância do complexo. Foi estudado incialmente o complexo de Fe(II)-ortofenantrolina. Entretanto, mesmo otimizando as condições, a sensibilidade não foi adequada. Foi necessário trabalhar em uma faixa analítica formada por concentrações mais elevadas do analito. Desse modo, julgou- se adequado a seleção de outro complexo colorido para a obtenção de um método adequado para a determinação de citrato. Para isso estudou-se o complexo cromo(III)-EDTA. As curvas analíticas apresentaram comportamento quadrático de maneira que, na otimização, foi utilizada a sensibilidade analítica mínima como resposta. Para seleção dos termos significativamente diferente de zero foram utilizadas regressões lineares múltiplas tipo stepwise. Um planejamento fatorial 23 com ponto central foi realizado para avaliar a influência do pH, concentração de cromo(III) e EDTA no meio. Apenas as duas últimas variáveis foram significativas considerando os intervalos das variáveis. Um planejamento baseado na matriz de Doehlert, para essas duas variáveis com 3 pontos centrais foi realizado. Após aplicar uma expansão da matriz o ponto ótimo foi: concentração de Cr(III) 4,2 mmol L -1 e de EDTA, 5,1 mmol L-1 em pH 4,0. O método otimizado apresentou um bom ajuste R2=0,998 e desvio padrão dos resíduos igual 0,0085, na faixa analítica de 0,29 mmol L-1 a 5,0 mmol L-1. O desvio padrão relativo (N=7) foi inferior a 1,71%. Os limites de detecção e de quantificação foram 0,087 e 0,29 mmol L-1, respectivamente. Ensaios de adição e recuperação de citrato em amostras de solo apresentaram recuperações entre 98,0% e 122,0%. Foi proposto um sistema de liberação modulada por equilíbrio de precipitação. Foi avaliada a influência do pH e da concentração de cálcio na solução receptora do sistema de liberação modulada. A concentração de citrato na solução desse sistema foi determinada pelo método espectrofotométrico baseado na competição do ligante com o complexo Cr(III)- EDTA. Para caracterizar o mecanismo de liberação, foram aplicados modelos cinéticos de pseudo 2a ordem, Noyes-Whitney e difusão intrapartícula, sendo que o modelo de Noyes foi o que apresentou o melhor ajuste, constatando que a liberação ocorre por processos de difusão. Em todas as condições testadas, as concentrações de citrato atingiram o equilíbrio após 25 horas de liberação, observando-se diferentes taxas de liberação do citrato de acordo com as condições experimentais. A influência das variáveis foi avaliada por ANOVA, com nível de confiança de 95% usando a concentração de citrato no equilíbrio como resposta. O pH e a concentração de cálcio não influenciaram significativamente a taxa de liberação, assim como a interação entre os dois fatores.
Citrate is an important polydentate ligand for complexation of metals. It can also be used as chelating agent in phytoextraction in soil. Thus, determination in solution and soil is very important for the optimization of controlled release systems. Therefore, it was developed a inverse spectrophotometric method based on the relationship between citrate concentration and decreasing absorbance of the complex. It was initially studied Fe(II)-1,10-phenantroline complex. However, even with optimization, the analytical sensitivities obtained were not high enough, it was necessary to work in an analytical range with higher concentrations of analyte. Thus, it was considered appropriate to select another colored complex to obtain an adequate method for determination of citrate. Thereby, it was studied Cr(III)-EDTA complex. In the optimization, analytical curves presented quadratic behavior, it was used the minimum analytical sensitivity. For selection of terms significantly different from zero were used linear regressions multiple stepwise. A 23 factorial design was made with a central point to evaluate the influence of pH, chromium(III) concentration and EDTA. Considering the ranges of the variables, only the last two variables were significant. A planning based on Doehlert matrix for these two variables with 3 central points was performed. After to apply a matrix expanding the optimum concentration was: concentration of Cr(III) 4.2 mmol L -1 and EDTA, 5.1 mmol L -1 at pH 4.0. The optimized method display a good adjustment R2 = 0.998 and standard deviation of residues equal to 0.0085, analitycal range between 0.29 mmol L 1. -1 to 5.0 mmol L - The relative standard deviation (N = 7) was less than 1.71%. The limits of detection and quantification were 0.087 and 0.29 mmol L -1, respectively. Recovery citrate test in soil samples presented recoveries between 98,0% and 122,0%. One modulated delivery system by precipitation equilibrium has been proposed. The influence of pH and calcium concentration in the receptor solution modulated delivery system was evaluated. The concentration of citrate in the solution of the system was determined by the spectrophotometric method based on the competition between the ligand and Cr(III)-EDTA complex. To characterize the releasing mechanism were applied kinetic models of pseudo 2nd order, Noyes-Whitney and intraparticle diffusion, and the Noyes model showed the best fitting, noting that the release occurs by diffusion processes. In all conditions tested, the citrate concentrations reached equilibrium after 25 hours of release, observing different release rates of citrate according to the experimental conditions. The influence of the variables was evaluated by ANOVA with 95% confidence level using the citrate concentration at equilibrium as a response. The pH and the calcium concentration did not influence the rate of release as well as the interaction between the two factors.
Palavras-chave: Química analítica
Espectrofotometria
Citrato
Cromo
Fitorremediação
CNPq: Química Analítica
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: ALMEIDA, Cristiane Aparecida. Desenvolvimento de método espectrofotométrico inverso para determinação de citrato e aplicação em sistema de liberação controlada. 2015. 104f. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2015.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7615
Data do documento: 24-Fev-2015
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