Determinação de As, Bi, Sb, Se, Sn e Te por injeção em fluxo com geração de hidretos acoplada a espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoIn this work it is proposed the development of flow injection systems for hydride generation coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry (FI-HG-ICPMS) for determination of trace elements (As, Bi, Sb, Se, Sn and Te) in lead alloys employed in automotive battery. Due to the characteristics of the sample matrix, manly the presence of high concentrations of lead that can interfere in hydride generation technique, a detailed investigation of the influence of the physical and chemical parameters was made. The carrier solution concentration (HCl) reductant concentration (NaBH4 solution), reaction coil length and sample volume were evaluated. As the ICP-MS is a multielmentar technique, the parameters were optimized in order to determine simultaneously the highest number of elements. Three different configurations of FI systems were tested: a) a single channel system; b) a two channel system with one gas/liquid separator; and, c) a two channel system with two gas/liquid separators. According to the characteristics of the elements, two groups were separated: one group containing As, Bi, Se and Te were 6.0 mol l-1 HCl is necessary as sample carrier solution and another group containing Sb and Sn were 0.1 mol l-1 HCl is used as sample carrier. The compromise conditions of NaBH4 concentration, carrier gas (Ar) flow rate, sample volume and reactor coil length were 0.6% (m/v), 1.25 L min-1, 87 μL and 50 cm, respectively, for both groups of elements. Both systems with two reaction channels allow the simultaneous determination of the two groups of elements. Strong analyte signal suppression in presence of Pb, Ag, Bi and Cu was observed. However, the interference could be overcome by using the optimized conditions for hydride generation. By using the proposed FI-HG-ICP-MS systems it was possible to determine relatively low concentrations of Bi, Sb, Se, Sn and Te in lead alloys. The limits of detection were 0.34, 0.01, 0.01, 0.01, 0.01, 0.01 mg g-1 of As, Bi, Sb, Se, Sn and Te, respectively. The accuracy of the developed method was evaluated by using analyte recovery tests where the results were in range 94 to 103%.Neste trabalho foram desenvolvidos sistemas de injeção em fluxo (FI) para a geração de hidretos (HG) acoplados a espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (FI-HG-ICP-MS), para a determinação de elementos traço em liga de chumbo empregada em baterias automotivas. Devido às características da matriz da amostra, principalmente devido a presença de Pb, foi feita uma investigação detalhada dos parâmetros físicos e químicos da HG como, a concentração da solução carregadora (HCl), concentração do redutor, comprimento do reator e o volume de amostra injetado. Para a eficiente geração dos hidretos voláteis foi necessário estabelecer uma condição de compromisso. Desta forma, para As, Bi, Se e Te foi usada como solução carregadora da amostra HCl 6,0 mol L-1 e HCl 0,1 mol L-1 para Sb e Sn. A concentração de NaBH4, vazão do gás de arraste (Ar), volume de amostra injetado e o comprimento do reator foram 0,6% (m/v), 1,25 L min-1, 87 μL e 50 cm, respectivamente, para ambos os grupos de elementos. Após estabelecidas as condições reacionais para a geração de hidretos, foram desenvolvidos três sistemas FI. Um sistema FI com um canal de reação e dois sistemas com dois canais de reação, com um e dois separadores gás-líquido. Os sistemas com dois canais de reação permitem a determinação simultânea dos dois grupos de elementos. Forte supressão de sinal foi observada na presença de Pb, Ag, Bi e Cu porém, estas foram contornadas, particularmente, pelas condições reacionais da geração de hidretos e o reduzido volume de amostra injetado. Desta forma, utilizando os sistemas propostos foi possível a determinação de concentrações relativamente baixas para Bi, Sb, Se, Sn e Te em amostras de liga de chumbo. Os limites de detecção obtidos foram de 0,34, 0,01, 0,01, 0,01, 0,01, 0,01 mg g-1 para As, Bi, Sb, Se, Sn e Te, respectivamente. A exatidão do método proposto foi avaliada através de teste de recuperação dos analitos, sendo que os mesmos ficaram na faixa entre 94 e 103%