Desenvolvimento de procedimentos analíticos para a determinação de enxofre em carvão usando espectrometria de absorção molecular de alta resolução com fonte contínua em forno de grafite

Abstract

Análise direta de amostras sólidas é uma boa alternativa para a determinação de enxofre em carvão. Além de diminuir o risco da perda de analito e de contaminação, proporciona maior sensibilidade, e, adicionalmente, requer menos preparação da amostra, considerando-se a matriz complexa do carvão. O presente trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento de um método analítico que possa ser aplicado para determinação de enxofre em carvão via molécula CS por análise direta de sólido e espectrometria de absorção molecular de alta resolução com fonte contínua e forno de grafite. A absorvância da molécula CS, a qual é formada na etapa da vaporização, é medida na linha rotacional de 258,033 nm. Alguns modificadores químicos permanentes foram testados e o Ru foi escolhido pela eficiência. O programa de temperatura foi otimizado, e as temperaturas de pirólise e de vaporização selecionadas foram de 500 °C e 2200 °C, respectivamente. Soluções padrão aquosas preparadas a partir de L-cisteína foram utilizadas para a calibração, inclinação da reta obtida para este padrão não foi significativamente diferente do material certificado de referência (CRM) de carvão,de acordo com um teste t de Student, com nível de confiança de 95%. Os resultados obtidos para o enxofre em três CRM de carvão e seis amostras adicionais também não apresentaram diferenças significativas para as duas técnicas de calibração, de acordo com o mesmo teste estatístico. A concentração de enxofre em amostras de carvão foi encontrada entre 3,5 mg g-1 e 33,7 mg g-1 com uma repetibilidade típica de cerca de 10%. O limite de detecção para a análise direta de amostras de carvão foi menor que 0,1µg S.<br>

Abstract : Direct analysis of solid samples is an attractive alternative for determination of sulfur in coal, since it reduces the risk of contamination or loss of analyte, provides higher sensitivity and, moreover, requires essentially no sample preparation considering the complex matrix of coal. This work has as the main goal the development of an analytical method that can be applied for the determination of sulfur in coal via the CS molecule by direct solid sample analysis in a graphite furnace using high-resolution continuum source molecular absorption spectrometry. The molecular absorbance of the carbon monosulfide molecule (CS), which is formed in the vaporization stage, has been measured using the rotational line at 258.033 nm. Several chemical modifiers have been tested and Ru, applied as permanent modifier, was chosen, because it exhibited the best performance. The temperature program was optimized, and the selected pyrolysis and vaporization temperatures were 500 °C and 2200 °C, respectively. Aqueous standards prepared from L-cysteine were used for calibration; the regression line obtained for this standard was not significantly different than for a coal certified reference material (CRM) according to a Student's t test. The results for sulfur in the three coal CRM and six additional samples also showed no significant differences for the two calibration techniques according to the same statistical test. The concentration of sulfur in the coal samples was found between 3.5 mg g-1 and 33.7 mg g-1 with a typical repeatability of about 10%. The detection limit for direct analysis of samples of solid coal was better than 0.1 µg S.