Evaluation and correction of interferences on the determination of As and Se by inductively coupled plasma techniques

Este projeto de pesquisa visou avaliar diferentes estratégias para correção de interferências espectrais e não espectrais na determinação de As e Se por espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES) e espectrometria de massa com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS). As medidas dos isótopos 75As+ e 80Se+ em ICP -MS são fortemente afetadas pela presença dos interferentes poliatômicos 40Ar35Cl+ e 40Ar2 +, respectivamente. Esses processos podem ser resolvidos usando estratégias de preparo de amostra, plasma frio e, mais modernamente, interfaces com sistemas de colisões e reações. Foi estudada como ferramenta para remoção de interferências espectrais a introdução de diferentes gases (H2 e He) nos cones de amostragem e skimmer presentes na interface de colisão e reação (CRI). A introdução do gás H2 através do cone skimmer foi mais eficiente na remoção dos interferentes poliatômicos. Os melhores limites de detecção (LOD) 0,019 e 0,097 ng mL-1 para os isótopos 75As+ e 80Se+, respectivamente, foram obtidos introduzindo 80 mL min-1 de H2 no cone skimmer. A exatidão foi comprovada empregando dois materiais de referência certificado, Tecido de ostra e Tecido de molusco. Os efeitos de matriz podem ser atenuados usando estratégias de calibração adequadas, tais como a utilização de um padrão interno ou calibração com adições de padrão. Para determinação de As e Se por ICP OES foi avaliado o multinebulizador Flow Blurring (FBMN) para corrigir efeitos de matriz e reduzir interferências empregando a estratégia de calibração em linha. O aerossol gerado pelo FBMN foi caracterizado e comparado com o aerossol gerado por um nebulizador pneumático convencional (Micromist). Soluções contendo 0,050 e 0,10 mol L-1 de Na, K, Ca, Mg e uma mistura de todos esses elementos foram usadas neste estudo. Na calibração externa e on-line foram testados os elementos Ge, In e Y como padrão interno. Melhores valores de recuperação para As e Se foram obtidos utilizando-se solução 1 mg L-1 de In como padrão interno. Os valores dos parâmetros D3,2 e D50 demonstraram que o aerossol produzido pelo FBMN se caracteriza por gotas com menores diâmetros comparativamente ao aerossol gerado pelo MicroMist. Neste estudo também foi avaliado a formação de espécies voláteis na câmara de nebulização para determinação de As e Se por ICP OES utilizando o FBMN ao invés de qualquer dispositivo para controle de soluções e gases ou separação da fase gasosa. Soluções contendo As e Se em meio de Ca, Mg e K foram usadas para avaliar a geração de hidretos. Germânio, índio e ítrio foram testados como padrão interno. A exatidão foi avaliada usando testes de adição e recuperação em soluções sintéticas. Melhores recuperações para todos os meios foram alcançadas quando o Ge foi utilizado como padrão interno. Os limites de detecção (LODs 3σ branco) alcançados utilizando o sistema FBMN e geração de hidretos foram de 2,7 e 5,8 g L-1 para As (228,812 nm) e Se (196,016 nm), respectivamente, quando a vazão de nebulização foi de 0,6 L min-1 e vazão de líquido de 0,67 mL min-1.The aim of the thesis was to evaluate different strategies for correcting spectral and non-spectral interferences on As and Se determination by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) and mass spectrometry (ICP-MS) techniques. The determination of 75As+ and 80Se+ isotopes by ICP-MS is strongly affected by the presence of 40Ar35Cl+ and 40Ar2 +, respectively. These interferences can be solved using strategies of sample preparation, cool plasma and more recently collisions and reactions cells. It was studied here a new device for correcting those spectral interferences by the introduction of H2 and He gases through the sampler and skimmer cones present in the collision reaction interface (CRI). The introduction of H2 gas through the skimmer cone was more efficient for destroying polyatomic ions. Lower limits of detection (LOD), 0.019 and 0.097 ng mL-1 for 75As+ and 80 Se+ isotopes, respectively, were obtained by adding 80 mL min-1 H2 through the skimmer cone. The accuracy was demonstrated using two certified reference materials oyster tissue and mussel tissue. Matrix effects may also be corrected using suitable calibration strategies, such as internal standard or the standard additions method. For determination of As and Se by ICP OES it was evaluated a new nebulizer named FBMN to correct matrix effects and to reduce interferences applying on-line calibration strategies. The aerosol generated by FBMN was characterized and compared with the aerosol generated by a conventional pneumatic nebulizer (Micromist). Solutions containing 0.05 and 0.10 mol L-1 Na, K, Ca, Mg, or a mixture of them were used as synthetic matrices. Germanium, In and Y were tested as internal standards. Best recoveries were achieved when 1 mg L-1 of In was used as internal standard. The values of D3,2 and D50 parameters demonstrated that the aerosol produced by using FBMN has smaller drops than the aerosol produced by using Micromist. In this study the FBMN was also used for generation of As and Se XV hydrides directly into the aerosol formed inside the nebulization chamber before detection by ICP OES. The FBMN allowed the hydrides generation directly into the spray chamber without using any additional device either for solution and gases control or for gas phase separation. Synthetic solutions containing As and Se plus Ca, Mg and K were used for evaluating hydride generation. Germanium, In and Y were tested as internal standards. Accuracy was assessed using addition-recovery experiments in synthetic solutions. Best recoveries for all media were achieved when Ge was used as internal standard. Limits of detection (LOD, 3σ blank) of 2.7 and 5.8 μg L-1 were obtained for As (228.812 nm) and Se (196.016 nm), respectively, when keeping the nebulization gas flow rate at 0.6 L min-1 and the liquid flow rate at 0.67 mL min-1