Esse artigo discute a adsorção de íon Cu(II) em carvão ativado oxidado com HNO3. As modificações introduzidas na superfície do carvão ativado (CA) foram caracterizadas por medidas de área superficial, espectroscopia de absorção no infravermelho, titulação pelo tradicional método de Boehm e titulação potenciométrica. Os dados da titulação potenciométrica foram ajustados através de um método não linear desenvolvido para determinar a concentração e distribuição do pKa dos sítios ácidos ionizáveis presentes na superfície do CA, antes e após a oxidação com HNO3. Os estudos de adsorção foram realizados em batelada para a faixa de concentração de 0,08 a 1,75 mmol L-1 em pH = 4,0. Os resultados mostraram que o tratamento do CA com ácido leva à diminuição na área superficial aparente e produz leves modificações na estrutura de poros. Entretanto, a oxidação influenciou fortemente a estrutura química da superfície do CA através do aumento na concentração de grupos ácidos com pKa < 6, causando assim uma melhora significativa na adsorção do íon Cu(II). A maior capacidade de adsorção do CA oxidado foi relacionada à presença de grupos ácidos com pKa < 4, revelando o importante papel destes grupos na adsorção pelo mecanismo de troca iônica.

This paper discusses Cu(II) ion adsorption onto oxidized activated carbon with HNO3. The modifications introduced on the activated carbon (AC) surface were characterized by surface area measurement, FT-IR spectroscopy, titration by the traditional Boehm procedure, and potentiometric titration. A nonlinear method for fitting acid-base potentiometric titration data was applied to determine the concentration and pKa distributions of the ionizable acidic sites on AC, before and after HNO3 oxidation. Adsorption studies were conducted in batch mode for the concentration range 0.08 to 1.75 mmol L-1 and pH = 4.0. Results showed that the acid treatment of AC leads to a decrease in apparent surface areas and produces slight modifications in pore structure. However, oxidation strongly influenced the AC surface chemical structures by increasing the concentration of acidic groups with pKa < 6.0, which significantly improved Cu(II) ion adsorption. The uptake enhanced for oxidized carbon was related to the presence of acidic groups with pKa lower than 4, revealing the important role of acidic groups in adsorption by ion-exchange mechanisms.

Um sistema de análise em fluxo é proposto para a concentração simultânea de cátions e ânions. Um injetor-comutador com barra deslizante foi empregado para inserir colunas contendo resinas de troca catiônica e aniônica no fluxo de amostra para a retenção serial dos analitos. Na posição alternativa do injetor, soluções distintas fluíram através das colunas para a eluição em paralelo das espécies em percursos analíticos distintos. Válvulas solenóides de três vias permitiram a introdução intermitente dos reagentes nas zonas de amostra. Os sinais foram medidos com dois fotômetros construídos empregando LEDs como fontes de radiação e fotodiodos como detectores. Simultaneamente à pré-concentração, as zonas de amostra podem ser retidas em reatores helicoidais visando aumentar o tempo de residência e a taxa de conversão do analito. A potencialidade analítica foi demonstrada para a concentração em linha de amônio e fosfato seguida por detecção espectrofotométrica. Para um tempo de pré-concentração de 90 s, a freqüência de amostragem foi estimada em 40 determinações por hora, a qual é três vezes superior à obtida sem efetuar as tarefas simultaneamente. Fatores de enriquecimento de 8,0 e 18 foram estimados para fosfato e amônio, respectivamente, resultando em limites de detecção de 1 mg L-1 PO4(3-) e 1 mg L-1 NH4+ (nível de confiança de 99,7%). O consumo de reagentes foi inferior a 2 mg por determinação. Resultados para amostras água foram concordantes com os obtidos pelos procedimentos de referência da APHA a nível de confiança de 95%.

A flow system is proposed for simultaneous in-line concentration of cations and anions. A sliding-bar commutator was employed to insert an anion and a cation exchange column into a flowing sample stream for serial retention of the analytes. In the injector alternative position, different solutions flowed through the columns for parallel elution of the species in different analytical paths. Three-way solenoid valves allowed the intermittent reagent introduction in the sample zones. Signals were measured by employing two flow-through LED-based detectors. The simultaneous retention of the sample zones in coiled reactors can be also performed to increase the residence time and the analyte conversion rate. The analytical potentiality was demonstrated by the in-line concentration of ammonium and phosphate followed by spectrophotometric detection. For a 90 s loading time, the sampling rate was estimated as 40 determinations per hour, which is three-fold higher than the obtained without performing the tasks simultaneously. Enrichment factors of 8.0 and 18 were estimated for phosphate and ammonium, respectively, yielding detection limits of 1 mg L-1 PO4(3-) and 1 mg L-1 NH4+ (99.7% confidence level). The reagent consumption was lower than 2 mg per determination. Results for freshwater samples agreed with the obtained by reference APHA procedures at the 95% confidence level.

Um sistema de análise em fluxo é proposto para a multideterminação espectrofotométrica em águas. Alíquotas dos reagentes (25-75 μL) foram inseridas no fluxo de amostra, aumentando a sensibilidade em até 4,5 vezes e reduzindo o consumo dos reagentes em 12 vezes em média. O sistema permite a determinação de fosfato (0,25 – 5,0 mg L-1), compostos fenólicos (0,10 – 1,0 mg L-1), nitrito (0,050 – 0,50 mg L-1), sulfeto (0,10 – 1,0 mg L-1) e ferro total (1,0 – 5,0 mg L-1) sem alteração da configuração do módulo de análise. Limites de detecção de 150 μg L-1 PO4(3-), 10 μg L-1 fenol, 2 μg L-1 NO2-, 20 μg L-1 sulfeto e 15 μg L-1 Fe3+ foram estimados a nível de confiança de 99,7 %. Os coeficientes de variação foram inferiores a 4 % (n = 20). Resultados obtidos para amostras de águas de rios e lagos foram concordantes com os obtidos empregando sistemas com adição contínua de reagentes, a nível de confiança de 95 %.

A flow system for spectrophotometric multidetermination in waters is proposed. Reagent aliquots (25-75 μL) were inserted into the sample stream, allowing up to 4.5-fold increase in sensitivity and an average 12-fold reduction in reagent consumption. The system allows the determination of phosphate (0.25 – 5.0 mg L-1), phenols (0.10 – 1.0 mg L-1), nitrite (0.050 – 0.50 mg L-1), sulphide (0.10 – 1.0 mg L-1) and total iron (1.0 – 5.0 mg L-1) without changing the flow manifold. Detection limits of 150 μg L-1 PO4(3-), 10 μg L-1 phenol, 2 μg L-1 NO2-, 20 μg L-1 sulphide and 15 μg L-1 Fe3+ were estimated at the 99.7 % confidence level. Coefficients of variation were lower than 4 % (n = 20). Results for river and lake water samples were in agreement with the obtained with flow systems with continuous reagent addition at the 95 % confidence level.

The construction of a tubular hydrogen ion-selective potentiometric electrode without inner reference solution, based on the tridodecylamine (TDDA) ionophore, and its evaluation in a flow system are described. TDDA was dissolved in 2-nitrophenyl octyl ether, dispersed in a PVC membrane and applied directly to a conducting support which consisted of an epoxy resin and graphite mixture. The electrode was designed with a tubular geometry to effort facilities to be coupled as part of a flow injection network. The main working characteristics such as response time, linear pH range, selectivity and life time were evaluated and compared with those obtained which a conventionally shaped electrode based on the same sensor. The electrode showed a slope of 51-52 mV dec-1 within a linear pH range from 4.0 up to 12.0.

Neste trabalho, foi investigado o emprego de persulfato de potássio imobilizado em resina aniônica AG1-X8, como agente oxidante, na determinação espectrofotométrica de níquel em ligas metálicas, e na especiação de Fe (III)/Fe (II) em águas de rio, utilizando-se sistema de análise em fluxo. O diagrama de fluxo foi desenvolvido para que a oxidação da espécie de interesse e o recondicionamento da resina pudessem ser efetuados em linha. A determinação de níquel baseou-se no método da dimetilglioxima, apresentando uma freqüência analítica de 80 determinações por hora. Com este sistema, obteve-se um baixo consumo de reagentes, 10 mg (200 mL) de persulfato de potássio e 8,0 mg (133 mL) de dimetilglioxima por determinação. Para uma solução de amostra contendo 21,5% (m/m) de Ni, encontrou-se um desvio padrão relativo de 1% (n = 10). Aplicando-se o teste-t pareado, obteve-se uma concordância com 95% de confiança entre os resultados do sistema proposto e os obtidos com espectrofotometria de absorção atômica com chama. Na determinação de Fe (III), utilizou-se tiocianato de potássio como reagente cromogênico, alcançando-se uma frequência analítica de 60 determinações por hora. O método apresentou um consumo de reagentes de 3,5 mg (70 mL) persulfato de potássio e de 5,4 mg (270 mL) de tiocianato de potássio por determinação. O desvio padrão relativo calculado para uma solução de amostra contendo 3,17 mg L-1 de Fe (III) foi de 1,5% (n = 10). Os resultados empregando-se o método proposto para Fe (II) foram comparados com aqueles obtidos com o método espectrofotométrico, baseado na reação com 1,10 - fenantrolina, apresentando uma concordância com nível de confiança de 95%.

Flow injection systems employing potassium peroxydisulphate as oxidizing reagent, immobilized on the anionic exchange resin AG1-X8 are proposed for spectrophotometric determination of nickel in steel alloys and for the speciation of iron (III)/iron (II) in waters. The flow networks were designed to provide facilities to perform on line analyte oxidation and resin reconditioning steps. The feasibility was ascertained by determining nickel in acid solutions of steel alloys and performing speciation of iron (III)/iron (II) in waters, using as chromogenic reagents dimethylglyoxime for nickel and potassium thiocyanate for iron. Profitable features such as a throughput of 80 and 60 samples per hour, 1.0 and 1.5% (n = 10) as relative standard deviations for nickel (21.5% m/m) and iron (III) (3.17 mg L-1), low reagents consumption (10 and 3.5 mg of potassium peroxydisulphate, 8.0 mg dimethylglyoxime and 5.4 mg of potassium thiocyanate, for nickel and iron, respectively) were observed. The accuracy for both procedures were ascertained by applying paried t-test between results obtained with flame atomic absorption spectrophotometry (FAAS) for Ni and 1,10-phenantroline spectrophotometric method for Fe (II), and no significant difference at 95% confidence level were observed.