A pH optode based on thymol blue: application to determination of CO2 using flow injection analysis system

Este trabalho mostra a construção de um optodo baseado no indicador ácido - base azul de timol (TB) e sua aplicação como detector de um sistema para análise por injeção em fluxo (FIA) para determinação de CO2. O indicador foi quimicamente imobilizado na superfície de um feixe bifurcado de fibras ópticas de vidro, usando silanização em meio orgânico. No sistema FIA, amostras de carbonato ou bicarbonato são injetadas em uma solução tampão carregadora, e a seguir são misturadas com solução de ácido fosfórico para gerar CO2, o qual se difunde através de uma membrana de PTFE, para ser coletado em um fluido carregador aceptor, o qual é bombeado em direção à cela de detecção, na qual encontra-se o optodo. O sistema proposto apresenta duas faixas lineares de resposta, entre 1,0 x 10-3 e 1,0 x 10-2 mol l-1, e entre 2,0 x 10-2 e 0,10 mol l-1. A freqüência de amostragem foi de 11 amostras h-1, com boa repetibilidade (R.S.D < 4 %, n = 10). Sob condições em fluxo o tempo de vida do optodo foi de 170 h. O sistema proposto foi aplicado na análise de águas minerais comerciais, e os resultados obtidos na determinação de bicarbonato foram similares daqueles obtidos pelo método potenciométrico, a um nível de confiança de 95%.

Abstract (english)

An optode based on thymol blue (TB), an acid-based indicator, has been constructed and evaluated as a detector in FIA system for CO2 determination. The dye was chemically immobilised on the surface of a bifurcated glass optical fibre bundle, using silanisation in organic media. In FIA system, hydrogen carbonate or carbonate samples are injected in a buffer carrier solution, and then are mixed with phosphoric acid solution to generate CO2, which diffuses through a PTFE membrane, in order to be collected in an acceptor carrier fluid, pumped towards to detection cell, in which the optode was adapted. The proposed system presents two linear response ranges, from 1.0 x 10-3 to 1.0 x 10-2 mol l-1, and from 2.0 x 10-2 to 0.10 mol l-1. The sampling frequency was 11 sample h-1, with good repeatability (R.S.D < 4 %, n = 10). In flow conditions the optode lifetime was 170 h. The system was applied in the analysis of commercial mineral water and the results obtained in the hydrogen carbonate determination did not differ significantly from those obtained by potentiometry, at a confidence level of 95 %.