Desenvolvimento de equipamento multifuncional portátil de baixo custo para determinações fotométricas, turbidimétricas, nefelométricas e fluorimétricas

Abstract

A new portable, low cost and multifunctional equipment comprising four analytical techniques (photometry, turbidimetry, nephelometry and fluorimetry) in one single device was developed The main components of the developed device are light emitting diode (LED) as radiation source, light-dependent resistor (LDR) as photodetector, digital multimeter as reading device, and a black plastic container. The performance of the device was checked by determining phosphorus in fertilizer (photometry), sulfur in fertilizer (turbidimetry), sulfur in vegetable samples (nephelometry) and quinine in tonic water (fluorimetry). All determinations were also made in commercial equipments for comparison purposes. The phosphovanadomolibdate method was employed for phosphorus determination within the 0.07 – 6.52 mg L-1 concentration range ((r= 0.9944), and the detection limit was 0.06 mg L-1. The precipitation of barium sulfate was employed for turbidimetric and nephelometric determination of sulfate. For the turbidimetric technique, the calibration range was in the 2.5 - 100 mg L-1 (r= 0.9982), and the detection limit was 0.23 mg L-1. For nephelometry, calibration within 0.2 – 1.8 mg L-1 (r= 0.9948) resulted in detection limit of 0.10 mg L-1. The fluorimetric determination of quinine in the 0.16 – 8.0 mg L-1 linear working range (r= 0.9982) resulted in 0.011 mg L-1 detection limit. Results found by the proposed device were in agreement with those obtained by commercial equipments at 95% confidence level. Standard reference materials were also analyzed, and results for P and S were in agreement with certified values. Besides analytical capabilities, the proposed device may be useful for teaching. The learning goals of some optical techniques may be easier using easy-to-make instruments.

Foi desenvolvido um equipamento de baixo custo, portátil e multifuncional que integra num único dispositivo quatro técnicas analíticas: fotometria, turbidimetria, nefelometria e fluorimetria. Os principais componentes do equipamento proposto são: diodo emissor de luz (LED) como fontes de radiação; resistor dependente de luz (LDR) como fotodetector; multímetro digital como dispositivo de leitura; um bloco cilíndrico de Nylon preto. Para avaliar o desempenho do equipamento, fez-se a determinação de fósforo (fotometria) e de enxofre (turbidimetria) em fertilizante, de enxofre em material vegetal (nefelometria) e de quinina em água tônica (fluorimetria). As determinações também foram feitas em um equipamento comercial para fins comparativos. Para a determinação de fósforo pelo método do fosfovanadomolibdato, a faixa de trabalho foi de 0,07 a 6,52 mg L-1 (r= 0,9944) e o limite de detecção foi de 0,06 mg L-1. Para a determinação turbidimétrica de sulfato pelo método da precipitação de sulfato de bário, a calibração foi de 2,5 a 100 mg L-1 (r= 0,9982), sendo o limite de detecção 0,23 mg L-1. Na determinação nefelométrica de sulfato, a faixa linear foi de 0,2 a 1,8 mg L-1 (r= 0,9948) e o limite de detecção de 0,10 mg L-1. Na determinação fluorimétrica de quinina, a faixa linear foi de 0,16 a 8,0 mg L-1 (r= 0,9982) e limite de detecção de 0,011 mg L-1. Os resultados obtidos foram comparados com aqueles fornecidos por equipamentos comerciais e resultados concordantes foram observados ao nível de 95% de confiança. Materiais de referência foram analisados pelo equipamento proposto e os resultados para fósforo e enxofre foram concordantes com os respectivos valores certificados ao nível de 95% de confiança. Além do potencial analítico, o equipamento proposto apresenta utilidade como ferramenta didática. O aprendizado do conteúdo de métodos ópticos de análise pode ser estimulado quando há melhor...