Determinação de Cu, Pb, Cd, As e Hg em grãos

Alvo de Detecção

Determinação decobre (Cu), chumbo (Pb), cádmio (Cd), arsênio (As) e mercúrio (Hg)em grãos

Visão geral

Os alimentos podem conter elementos metálicos como chumbo, cádmio e mercúrio, que podem afetar gravemente a saúde humana. A análise de metais pesados ​​tornou-se um indicador crítico na avaliação da segurança alimentar. Neste projeto, cinco elementos — cobre, chumbo, cádmio, arsênio e mercúrio — foram selecionados para análise em amostras de grãos pré-tratados.

Aparelho

HKL-999.11 Análise por espectrometria de absorção atômica (AAS) para determinação do teor de cobre, chumbo e cádmio em grãos.

HKL-680 AFS para teor de arsênio (As) e mercúrio (Hg) em grãos.

Solução

I. Espectrometria de Absorção Atômica de Chama (Cu)

1. Preparação da Curva Padrão

1) Transfira 5 ml da solução padrão de Cu (1000 mg/L) para um balão volumétrico de 100 ml e complete o volume com água deionizada para obter uma solução estoque padrão de Cu de 50 mg/L.

2) Aliquote 0, 0,5, 1, 2, 5 e 10 ml da solução estoque em seis balões volumétricos de 100 ml separados. Adicione 3 ml de solução de ácido nítrico a cada balão e complete o volume com água deionizada para preparar soluções padrão com concentrações de Cu de 0 mg/L, 0,25 mg/L, 0,5 mg/L, 1,0 mg/L, 2,5 mg/L e 5,0 mg/L, respectivamente.

2. Pré-tratamento da amostra

Pese 2,0 g da amostra em um cadinho de porcelana. Carbonize gradualmente a amostra usando um aquecedor elétrico ajustável em baixa temperatura e, em seguida, transfira-a para uma mufla para incineração a 500 °C por 6 a 8 horas. Após o resfriamento completo, adicione 5 ml de ácido nítrico (1:1) ao cadinho e aqueça no aquecedor elétrico ajustável até ferver por 30 segundos. Deixe esfriar completamente e, em seguida, transfira para um tubo colorimétrico com água deionizada para análise.

Em paralelo, seque e triture a amostra, armazenando-a em um frasco plástico como reserva. Pese 2,000 g dessa amostra preparada em um cadinho de porcelana. Repita o processo de carbonização e incineração conforme descrito anteriormente. Após o resfriamento, dissolva o resíduo em ácido nítrico a 0,3%, transfira para um tubo colorimétrico e homogeneize bem para análise.

II. Espectrometria de Absorção Atômica em Forno de Grafite (Pb, Cd)

1. Preparação da Curva Padrão

1) Transfira 5 ml da solução padrão de Pb, Cd (1000 mg/L) para um balão volumétrico de 100 ml e complete o volume com água deionizada para obter uma solução estoque padrão de Pb, Cd a 50 mg/L.

2) Aliquote 0, 0,5, 1, 2, 5 e 10 ml da solução estoque em seis balões volumétricos de 100 ml. Adicione 3 ml de solução de ácido nítrico a cada balão e complete o volume com água deionizada para preparar soluções padrão com concentrações de Pb e Cd de 0 mg/L, 0,25 mg/L, 0,5 mg/L, 1,0 mg/L, 2,5 mg/L e 5,0 mg/L, respectivamente.

3) Em seguida, utilize o amostrador automático para aspirar e injetar as soluções no forno de grafite para medição da absorbância e, finalmente, trace a curva de calibração concentração-absorbância.

2. Pré-tratamento da amostra

O método é o mesmo descrito acima.

III. Espectrometria de Fluorescência Atômica (As, Hg)

1. Preparação de Soluções Padrão

Arsênio (As)

(1) Preparação de Soluções Padrão

① Solução mista de 10% de tioureia e 10% de ácido ascórbico: Pese 10 g de tioureia e 10 g de ácido ascórbico em um béquer, adicione 100 ml de água e misture bem para preparar 100 ml da solução mista.

② Solução estoque de arsênio a 10 mg/L: Pipete 1 ml de uma solução padrão de arsênio a 1000 mg/L e dilua para 100 ml em um balão volumétrico.

③ Solução estoque de arsênio a 100 μg/L: Pipete 1 ml da solução padrão de arsênio a 10 mg/L e dilua para 100 ml em um balão volumétrico.

④ Solução padrão de arsênio a 1 μg/L: Pipete 1 ml da solução estoque de arsênio a 100 μg/L, adicione 5 ml de ácido clorídrico concentrado e 10 ml da solução mista de tioureia a 10% e ácido ascórbico a 10%, e complete o volume para 100 ml em um balão volumétrico.

⑤ Solução padrão de arsênio a 2 μg/L: Pipete 2 ml da solução estoque de arsênio a 100 μg/L, adicione 5 ml de ácido clorídrico concentrado e 10 ml da solução mista de tioureia a 10% e ácido ascórbico a 10%, e complete o volume para 100 ml em um balão volumétrico.

⑥ Solução padrão de arsênio a 4 μg/L: Pipete 4 ml da solução estoque de arsênio a 100 μg/L, adicione 5 ml de ácido clorídrico concentrado e 10 ml da solução mista de tioureia a 10% e ácido ascórbico a 10%, e complete o volume para 100 ml em um balão volumétrico.

⑦ Solução padrão de arsênio a 8 μg/L: Pipete 8 ml da solução estoque de arsênio a 100 μg/L, adicione 5 ml de ácido clorídrico concentrado e 10 ml da solução mista de tioureia a 10% e ácido ascórbico a 10%, e complete o volume para 100 ml em um balão volumétrico.

⑧ Solução padrão de arsênio a 10 μg/L: Pipete 10 ml da solução estoque de arsênio a 100 μg/L, adicione 5 ml de ácido clorídrico concentrado e 10 ml da solução mista de tioureia a 10% e ácido ascórbico a 10%, e complete o volume para 100 ml em um balão volumétrico.

⑨ Branco padrão de arsênio: Adicione 5 ml de ácido clorídrico concentrado e 10 ml da solução mista de tioureia a 10% e ácido ascórbico a 10% em um balão volumétrico de 100 ml e complete o volume até a marca.

(2) Solução transportadora 5% de ácido clorídrico (v/v): Meça 25 ml de ácido clorídrico concentrado e dilua para 500 ml com água deionizada.

(3) Preparação do agente redutor: 0,5% de hidróxido de potássio (KOH) + 2% de borohidreto de potássio (KBH₄)₄Dissolva 2,5 g de KOH em água deionizada (garanta a dissolução completa). Adicione 10 g de KBH₄.₄Adicione à solução de KOH. Dilua para 500 ml com água deionizada e misture bem. (Prepare imediatamente antes de usar; evite armazenar durante a noite. Não inverta a ordem de preparo.)

(4) Preparação da amostra

① Amostra em Branco: Pipete 5 ml da amostra em branco digerida por micro-ondas para um balão volumétrico de 50 ml. Adicione 2,5 ml de HCl concentrado e 5 ml da solução mista de tioureia a 10% + ácido ascórbico a 10%. Complete o volume com água até a marca.

② Solução da Amostra de Teste: Pipete 5 ml da amostra digerida por micro-ondas para um balão volumétrico de 50 ml. Adicione 2,5 ml de HCl concentrado e 5 ml da solução mista de tioureia a 10% + ácido ascórbico a 10%. Complete o volume com água até a marca. 

Mercúrio (Hg) — tempo de pré-aquecimento para mercúrio: 30 minutos

(1) Preparação de soluções padrão de Hg

① Solução de dicromato de potássio a 10%: Pese 10 g de dicromato de potássio (K₂Cr₂O₇Transfira para um balão volumétrico de 100 ml e complete o volume com água até a marca.

② Solução estoque de mercúrio a 10 mg/L: Pipete 1 ml de uma solução padrão de mercúrio a 1000 mg/L e dilua para 100 ml em um balão volumétrico.

③ Solução estoque de mercúrio a 100 μg/L: Pipete 1 ml da solução padrão de mercúrio a 10 mg/L e dilua para 100 ml em um balão volumétrico.

④ Solução padrão de mercúrio a 1 μg/L: Pipete 1 ml da solução estoque de mercúrio a 100 μg/L, adicione 2 ml de ácido nítrico concentrado e 1 ml de solução de dicromato de potássio a 10% e, em seguida, complete o volume para 100 ml em um balão volumétrico.

⑤ Solução padrão de mercúrio a 2 μg/L: Pipete 2 ml da solução estoque de mercúrio a 100 μg/L, adicione 2 ml de ácido nítrico concentrado e 1 ml de solução de dicromato de potássio a 10% e, em seguida, complete o volume para 100 ml em um balão volumétrico.

⑥ Solução padrão de mercúrio a 4 μg/L: Pipete 4 ml da solução estoque de mercúrio a 100 μg/L, adicione 2 ml de ácido nítrico concentrado e 1 ml de solução de dicromato de potássio a 10% e, em seguida, complete o volume para 100 ml em um balão volumétrico.

⑦ Solução padrão de mercúrio a 8 μg/L: Pipete 8 ml da solução estoque de mercúrio a 100 μg/L, adicione 2 ml de ácido nítrico concentrado e 1 ml de solução de dicromato de potássio a 10% e, em seguida, complete o volume para 100 ml em um balão volumétrico.

⑧ Solução padrão de mercúrio a 10 μg/L: Pipete 10 ml da solução estoque de mercúrio a 100 μg/L, adicione 2 ml de ácido nítrico concentrado e 1 ml de solução de dicromato de potássio a 10% e, em seguida, complete o volume para 100 ml em um balão volumétrico.

⑨ Branco padrão de mercúrio: Adicione 2 ml de ácido nítrico concentrado e 1 ml de solução de dicromato de potássio a 10% em um balão volumétrico de 100 ml e complete o volume até a marca.

(2) Solução transportadora 2% de ácido nítrico (v/v): Meça 10 ml de ácido nítrico concentrado e dilua para 500 ml com água deionizada.

(3) Preparação do agente redutor (vapor frio de mercúrio) 0,5% de hidróxido de potássio (KOH) + 0,01% de borohidreto de potássio (KBH₄Dissolva 2,5 g de KOH em água deionizada (garanta a dissolução completa). Adicione 0,05 g de KBH₄.₄Adicione à solução de KOH. Dilua para 500 ml com água deionizada e misture bem. (Prepare imediatamente antes de usar; evite armazenar durante a noite. Importante: a sequência de preparo não deve ser invertida.)

(4) Preparação da amostra

① Amostra em Branco: Pipete 5 ml da amostra em branco digerida por micro-ondas para um balão volumétrico de 50 ml. Adicione 1 ml de ácido nítrico concentrado e 0,5 ml de solução de dicromato de potássio a 10%. Complete o volume com água deionizada.

② Solução da Amostra de Teste: Pipete 5 ml da amostra digerida por micro-ondas para um balão volumétrico de 50 ml. Adicione 1 ml de ácido nítrico concentrado e 0,5 ml de solução de dicromato de potássio a 10%. Complete o volume com água deionizada.

2. Pré-tratamento e Determinação da Amostra

Pese com precisão 0,50 g da amostra em pó homogeneizada e seca no recipiente interno do tanque de digestão. Adicione lentamente 6 ml de ácido nítrico concentrado e 2 ml de peróxido de hidrogênio, garantindo que as soluções submerjam completamente o pó sólido. Agite suavemente para facilitar o contato completo entre a amostra e os ácidos. Sele o recipiente interno com a tampa e coloque-o dentro do recipiente externo. Para todos os recipientes de amostra, exceto o recipiente com monitoramento de pressão, coloque uma membrana à prova de explosão sobre o orifício de ventilação de cada tampa de pressão.

Coloque os recipientes de digestão selados firmemente na plataforma giratória do sistema de digestão por micro-ondas. Preencha a linha de monitoramento de pressão com água deionizada como meio de transmissão para monitorar diretamente a pressão do recipiente. Conecte o adaptador de pressão e a sonda de temperatura. Defina o modo de controle para temperatura controlada, com uma taxa de aquecimento de 8 °C/min e um limite de pressão de 2500 kPa. Realize a digestão utilizando um programa de aquecimento em três etapas.

Após o resfriamento e a liberação da pressão (certifique-se de que a temperatura seja inferior a 80 °C e a pressão inferior a 500 kPa antes de abrir), obtenha 1-2 ml de digestato límpido e incolor. Transfira a solução para um balão volumétrico de 50 ml usando HNO₃.₃(1+9) solução. Adicione 5 ml de um reagente misto contendo 5% de tioureia e 5% de ácido ascórbico e complete o volume. Misture bem e deixe em repouso por 30 minutos antes da análise. Prepare um branco de reagente simultaneamente seguindo o mesmo procedimento.