Solventes Eutéticos Profundos Naturais (NADES): preparo, caracterização e aplicação na determinação de contaminantes inorgânicos em amostras ambientais
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Data
2024-06-07
Autores
Orientador
Gonzalez, Mario Henrique 
Coorientador
Gomes, Paulo Clairmont Feitosa de Lima
Pós-graduação
Química - IBILCE 33004153077P8
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
O desenvolvimento de solventes verdes é um exemplo dos esforços para a produção de novos materiais sustentáveis com base nos princípios da Química Analítica Verde (GAC). Os solventes eutéticos profundos naturais (NADES) e os solventes eutéticos profundos à base de aminoácidos (AADES) são uma nova possibilidade de misturas, caracterizados pela baixa toxicidade, biodegradabilidade e simplicidade de preparação que tem apresentado uma diversidade de aplicações na Química e especialmente no preparo de amostras. Neste trabalho foi realizado o desenvolvimento de dois novos métodos de preparo de NADES e AADES: por agitação e por rotaevaporação. Foram preparados NADES à base de ácido cítrico/xilitol/água e ácido cítrico/ácido málico/água na proporção em massa de 42:13:45 (% m m-1) e AADES à base de ácido cítrico/β-alanina/água na proporção em massa de 43,75:12,5:43,75 (% m m-1). A presença de ligações de hidrogênio, que caracterizam a formação do solvente, foi evidenciada por análises de espectroscopia de infravermelho (IV). Algumas propriedades físico-químicas foram avaliadas como, densidade, viscosidade, ponto de fusão e polaridade e observou-se que os métodos de preparo empregados foram capazes de modular a viscosidade desses NADES e AADES em decorrência da perda de água durante o processo. Esta composição de solventes NADES e AADES também foi utilizada no preparo de amostra de solo, lodo e sedimento. O método de extração assistida por micro-ondas (MAE) com detecção por espectrometria de massa com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS) foi otimizado por um planejamento fatorial Doehlert que indicou uma condição ótima de extração de 140ºC por 50 min com a razão m/V de 60:1 utilizando os solventes à base de xilitol e de β-alanina para extração de As e Cd . Neste trabalho também foi apresentada a comparação entre cinco diferentes métricas (NEMI, GAPI, Analytical Eco Scale, AGREE e WAC) de avaliação das características ambientalmente amigáveis de três métodos de preparo de amostras de material vegetal (MAE, UAE e MW-AD) empregando NADES e ácido nítrico como solventes extratores de analitos inorgânicos. Com exceção do NEMI, todas as ferramentas utilizadas, com diferentes níveis de complexidade, mostraram-se úteis para avaliar e comparar o verde dos métodos de preparo das amostras de acordo com os objetivos do avaliador, e foram capazes de incluir os principais princípios da GAC.
Resumo (inglês)
The development of green solvents is an example of efforts to produce new sustainable materials based on the principles of Green Analytical Chemistry (GAC). Natural deep eutectic solvents (NADES) are a new possibility of fluids, characterized by low toxicity, biodegradability and simplicity of preparation that have presented a diversity of applications in Chemistry and especially in sample preparation. In this work, two new methods of preparation of NADES and AADES were developed: by stirring and by rotary evaporation. NADES were prepared based on citric acid/xylitol/water and citric acid/malic acid/water in a mass ratio of 42:13:45 (% m m-1) and AADES based on citric acid/β-alanine/water in the mass ratio of 43.75:12.5:43.75 (% m m-1). The presence of hydrogen bonds, which characterize the formation of the solvent, was evidenced by infrared (IR) spectroscopy analyses, some physical-chemical properties were evaluated, such as density, viscosity, freezing point and polarity, and it was observed that the preparation methods employed are able to modulate the viscosity of these NADES and AADES due to the loss of water during the process. This composition of NADES and AADES solvents was also used in the preparation of soil, sludge and sediment sample. The method of microwave assisted extraction (MAE) with detection by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) was optimized by a Doehlert factorial design that indicated an optimal extraction condition of 140ºC for 50 min with the m/V ratio of 60:1 using xylitol or β-alanine based solvent for extraction of As and Cd. This work also presents a comparison between five different metrics (NEMI, GAPI, Analytical Eco Scale, AGREE and WAC) for evaluating the environmentally friendly characteristics of three methods of preparing samples of plant material (MAE, UAE and MW-AD) using NADES and nitric acid as extractor solvents for inorganic analytes. With the exception of NEMI, all the tools used, with different levels of complexity, proved to be useful to evaluate and compare the greenness of sample preparation methods, according to the evaluator's objectives, and were able to include the main principles of GAC.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
Como citar
FERREIRA, Sabrina dos Santos. Solventes eutéticos profundos naturais (NADES): preparo, caracterização e aplicação na determinação de contaminantes inorgânicos em amostras ambientais. 2024. 100 f. Tese (Doutorado em Química)- Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", São José do Rio Preto, 2024.