M ATRIZES L ÍQUIDAS

A extração de amostras de líquidos, nomeadamente, águas, fluidos orgânicos, óleos e outras, utiliza o recurso a métodos de extração específicos que diferem significativamente dos utilizados para as amostras de sólidos. No geral, estes têm de ser robustos e passíveis de serem utilizados para a análise de diferentes matrizes de líquidos. Verifica-se deste modo, que os métodos de extração de amostras líquidas mais vulgarmente referidos na literatura científica são os seguintes:

1. Extração Líquido-Líquido (LLE – Liquid-Liquid Extraction);

2. Extração em fase sólida (SPE – Solid Phase Extraction);

3. Extração por fluido supercrítico (SCFE – Supercritical Fluid Extraction).

A extração de amostras de líquidos, tal como no caso das amostras de sólidos, pode envolver um passo prévio de desidratação. Por exemplo, a determinação do teor de congéneres de PCDD/Fs e PCBs com atividade de dioxina em matrizes, tais como o leite ou o sangue, necessita de uma etapa inicial para a remoção da água presente na amostra. Posteriormente, o resíduo é tratado de acordo com os procedimentos enunciados para a extração de amostras de sólidos. Por outro lado, normalmente algumas amostras de líquidos, nomeadamente as águas, podem necessitar de filtração, de modo a remover eventuais partículas em suspensão que possam comprometer a análise.

Extração Líquido-Líquido (LLE – Liquid-Liquid Extraction)

Esta técnica de extração consiste em estabelecer o contacto entre duas fases líquidas total ou parcialmente imiscíveis permitindo então a transferência de um ou mais solutos de uma delas (designada por amostra) para outra (designada por extrato). Esta técnica baseia-se na distribuição ou partição de um ou mais solutos, entre duas fases líquidas, e normalmente, utiliza como solventes orgânicos o tolueno, o hexano, o diclorometano, a acetona ou misturas binárias destes. De modo a permitir uma elevada recuperação dos analitos da amostra, podem ser efetuadas várias extrações consecutivas (contatos entre as fases), renovando o solvente após cada uma delas. Por outro lado, para minimizar o consumo de solvente orgânico, a razão solvente/amostra durante a extração deve ser inferior a 1. Genericamente, para extrair 1 litro de amostra, requerem-se entre 90 a 150 ml de solvente orgânico, sendo que o respetivo tempo de extração pode variar entre os 30 a 90 minutos. Para finalizar, salienta-se, que o contacto entre as fases líquidas é promovido por agitação e a separação efetua-se por intermédio de uma decantação. Na figura 2.44 apresenta-se um agitador mecânico e as respetivas ampolas de decantação.

Figura 2.44. – Equipamentos de extração (1 – Agitador mecânico e 2 – Ampolas de decantação).

O processo extrativo típico, consiste em colocar 1000 ml de uma amostra de água numa ampola de decantação, adiciona-se o padrão de extração com os PCDD/Fs e PCBs com atividade de dioxina, agita-se a mistura para homogeneizar e deixa-se repousar durante 5 minutos. Posteriormente, a mistura é submetida a três extrações sucessivas com 50 ml de tolueno ou diclorometano, utilizando um agitador mecânico para fomentar o contacto. A extração tem uma duração unitária de 5 minutos, e após esse período, deixa-se repousar a mistura durante 10 minutos. No final, o extrato é decantado e a amostra é sujeita a novas extrações com solvente orgânico “fresco”.

Extração em fase sólida (SPE – Solid Phase Extraction)

Esta técnica de extração consiste em fazer passar a amostra líquida através de uma membrana porosa com propriedades de polaridade específicas para a adsorção27 de um determinado analito ou família de analitos. Estas membranas, são vulgarmente constituídas por substâncias, tais como, o Octil (C8), o Octadecil (C18), o benzenodivinilestireno (SDB-XC), entre outras, permitindo adsorver diversas famílias de moléculas na sua superfície, em função da polaridade. Assim, enquanto que as membranas de Octil e Octadecil são capazes de adsorver moléculas apolares ou muito pouco polares, as membranas de benzenodivinilestireno, permitem alargar o espectro de aplicação e adsorver as moléculas polares. Neste sentido, a escolha da membrana a utilizar na extração de uma amostra de água deve estar de acordo com as propriedades dos analitos de interesse, designadamente em termos de polaridade.

Genericamente, a extração de um volume de até um 1 litro de amostra de água, requer a utilização de entre 10 a 30 ml de solvente orgânico, sendo que o tempo de extração pode variar entre os 15 a 30 minutos. Assim, numa extração em fase sólida típica, colocam-se 1000 ml de amostra de água num recipiente apropriado, adiciona-se o padrão de extração com os PCDD/Fs e PCBs com atividade de dioxina, agita-se a mistura para homogeneizar e deixa-se repousar durante 5 minutos. Posteriormente, faz-se passar a mistura por uma membrana adequada numa rampa de extração do género da apresentada na figura 2.45. Finalmente, eluem-se os analitos da membrana através da adição de uma ou mais tomas de solvente orgânico.

Figura 2.45. – Equipamentos de extração (1 – Rampa de extração em fase sólida e 2 – Membranas SPE de Octadecil – C18).

Extração por fluido supercrítico (SCFE – Supercritical Fluid Extraction)

Esta técnica de extração pode ser utilizada para amostras de líquidos ou de sólidos, no entanto, a sua utilização em amostras de líquidos complexos (por exemplo, óleos e gorduras) tem sido bastante referenciada na literatura científica [67,68]. Nesta técnica, o eluente é um fluido comprimido, tal como o gás dióxido de carbono. Assim, este gás é comprimido a uma pressão superior à sua pressão crítica, apresentando deste modo, uma densidade extremamente elevada (nestas condições, o seu

27 _{A adsorção é um fenómeno superficial que ocorre através da atração da superfície da membrana pelas} moléculas das substâncias presentes em solução.

poder solubilizante é amplamente elevado). Assim, é possível separar os componentes de uma amostra sem ser necessário alcançar os valores de temperatura exigidos, quando se trabalha em condições de pressão normais. Esta técnica, apresenta algumas vantagens relativamente às convencionais, nomeadamente a elevada velocidade de extração, a extrema seletividade e o reduzido consumo de solventes orgânicos. Por estes motivos, a extração por fluido supercrítico é normalmente utilizada na extração de compostos orgânicos fracamente voláteis e termicamente sensíveis, tais como, os princípios ativos naturais ou bioquímicos. Por outro lado, tem como inconvenientes as elevadas pressões exigidas para extrair os analitos de interesse e a alta dependência das caraterísticas da matriz.