Evaluation of methods using inductively coupled plasmas for determination of inorganic elements in chicken production-related samples and iodine in table salt

O objetivo desta tese de doutorado foi o desenvolvimento de procedimentos para a determinação dos teores totais de arsênio, cádmio, chumbo, selênio e crômio em amostras do ciclo produtivo do frango de corte e iodo em amostras de sal de cozinha empregando técnicas com plasma acoplado indutivamente. A especiação química de arsênio e crômio também foi estudada. O primeiro estudo foi realizado empregando radiação micro-ondas e ácido nítrico e determinação por espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS) com interface de reação e colisão. O segundo procedimento foi realizado empregando radiação micro-ondas e pressurização dos frascos reacionais com oxigênio, visando regenerar ácido nítrico e aumentar a eficiência da digestão. O teor de carbono residual nos digeridos variou de 500 a 900 mg L-1 podendo-se inferir a adequada eficiência de digestão. Posteriormente, a análise de especiação foi aplicada para obtenção de informações sobre mobilidade, biodisponibilidade e essencialidade de arsênio e crômio. Assim, a análise de especiação de arsênio em amostras de ração de frango empregando radiação micro-ondas para o preparo de amostra foi investigada. A espécie de arsênio presente nesse tipo de amostra foi As(V) com concentração de 0,35 0,06 mg kg-1. Em outro estudo, a especiação de crômio com preparo de amostra em meio alcalino foi avaliada, pois não ocorre a interconversão das espécies de Cr(VI) e Cr(III) em meio alcalino. Esse procedimento foi realizado empregando uma solução de aminas terciárias solúveis em água (CFA-C 10% v v-1). As concentrações de Cr(VI) nas amostras variaram de 8,09 a 10,56 mg kg-1. Por fim, para melhorar a sensibilidade na determinação de iodo por espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES) o emprego do multinebulizador flow-blurring foi avaliado. A elevada energia de ionização do iodo implica em uma baixa ionização desse elemento no plasma e a absorção da radiação emitida na região do VUV por componentes do ar, tais como oxigênio e vapor de água, dificultam a determinação desse elemento por ICP OES. Uma das alternativas para melhorar a eficiência de nebulização e atomização do analito e, consequentemente, os limites de detecção para a determinação de iodo é gerar espécies voláteis (I2 ou HI) empregando agentes oxidantes e redutores. Neste procedimento a formação das espécies voláteis de iodo foi estudada utilizando o multinebulizador flow-blurring e agentes oxidantes e redutores. A concentração de iodo determinada na amostra foi de 131 mg kg-1.The aim of this thesis was the development of procedures for the determination of total arsenic, selenium and chromium in chicken production-related samples and iodine in table salt using inductively coupled plasma methods. The chemical speciation of arsenic and chromium was also studied. In the first study, microwave-assisted digestion was performed using diluted nitric acid solution followed by determination using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) with a collision-reaction interface. In this procedure sample preparation was performed using microwave-assisted digestion with nitric acid for determinations of the elements. The second procedure was performed microwave-assisted digestion using reaction vessels pressurized with oxygen in order to regenerate nitric acid and increase the efficiency of digestion with the addition of an auxiliary reagent. Residual carbon contents determined in digests varied from 500 to 900 mg L-1. Afterwards, speciation analysis was applied for obtaining information about mobility, bioavailability and essentiality of arsenic and chromium. Thus, the speciation analysis of arsenic in chicken feed samples employing microwave-assisted extraction was investigated. The specie found was As(V) with concentration of 0.35 0.06 mg kg-1. In another study, chromium speciation with sample preparation in alkaline medium was evaluated, since studies in literature showed that no interconversion occurs between Cr(VI) and Cr(III) in alkaline medium. This procedure was performed using water-soluble tertiary amines solution (CFA-C 10% v v-1) for Cr(VI) determination. The concentration of Cr(VI) in the samples ranged from 8.09 to 10.56 mg kg-1. Finally, the improvement of the sensitivity in the determination of iodine by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) using the flow-blurring multinebulizer was evaluated. The high ionization energy of iodine implies in a low ionization of this element in the argon plasma and the absorption of radiation in the VUV region by components of air, such as oxygen and water vapor, hamper this element determination by ICP OES. One alternative for improving the efficiency of nebulization and atomization of the analyte and hence the detection limits for the determination of iodine is the generation of volatile species (I2 or HI) employing oxidizing agents and reducing agents. This study was performed using sodium tetrahydroborate in alkaline medium (reducing agent) and hydrogen peroxide (oxidizing agent) in acid medium and flow-blurring multinebulizer. The concentration of iodine in one salt sample was 131 mg kg-1