7.2.1 - ESPECTROS E ESTABILIDADE DO AAVN-Al(III)
O reagente ácido violeta de alizarina N reage imediatamente com o Al(III), em meio básico, na presença de tampão amoniacal pH 9,4, formando um complexo violeta-avermelhado, solúvel em água, que atinge sua absorvância mínima em 607nm contra um branco do reagente em presença dos tensoativos Triton-X100 e CTAB. A figura 7.1 mostra o espectro deste complexo contra seu ensaio em branco.
Espectro do complexo AAVN-Al(III)
-1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 350 450 550 650 750 Comprimento de onda (nm) Absorvância
Fig. 7.1 - Espectro do complexo AAVN-Al(III). Al(III)=1µg/mL, em presença de
AAVN 1,3x10-4M, tampão amoniacal pH 9,4 0,6M, EDTA 1,1x10-3M e de Triton-
X100 0,04% / CTAB 0,004%, contra um branco do reagente.
As referências bibliográficas a respeito da estequiometria da reação entre o AAVN-Al(III) são muito polêmicas. Os estudos polarográficos de Perkins e Reynolds (32, 33) indicam a formação de complexo 1:2 e 1:3, a depender do pH, porém eles mesmos acham difícil a formação de complexos 1:3, pois exigiriam um número de coordenação 9 do alumínio.
Já os estudos potenciométricos e espectrofotométricos de Coates e Rigg (21,22) sugerem apenas a formação de complexos 1:1 e 1:2 e para tal afirmação é de extrema relevância a pureza do reagente, pureza essa que não é citada no trabalho do Perkins e Reynolds. Vale salientar também os tempos de reação citados na literatura, onde segundo os estudos polarográficos de Willard e Dean (29), em pH 4.6 a reação leva cerca de 5 horas em temperatura ambiente (25oC), 5 minutos à 50oC e 2 minutos à 60oC. Bognar e Szabo (39) obtiveram um sinal máximo de fluorescência após 1 hora. Embora Coates e Rigg relatem ter equilibrado a solução durante 6 horas antes da determinação espectrofotométrica do log K1
T (f), eles afirmam que a velocidade de reação cresce à medida que o pH também cresce e que o complexo 1:2 se forma mais rápido que o complexo 1:1 para ser investigado por técnicas normais de titulação. Em face dessas informações, acreditamos que o sistema AAVN-Al(III) forme complexos 1:2 rapidamente em pH 9,4.
Observa-se, pelo espectro do sistema AAVN-Al(III), que o comprimento de onda de maior diferença entre a absorvância do quelato AAVN-Al(III) e a absorvância do AAVN, e consequentemente, de maior sensibilidade, apresenta um sinal de absorvância negativo, ou seja, neste comprimento de onda mede-se o consumo do reagente AAVN puro. Este comprimento de onda, onde mede-se o consumo do AAVN pelo Al(III) para formação do complexo AAVN-Al(III), necessariamente não deve ser o comprimento de máxima absorvância do AAVN puro, mas sim o de maior diferença de absorvância entre o complexo e o reagente puro.
Observa-se também que o fenômeno se repete para outros complexos do AAVN em pH básico, com o Ni(II) e Co(II), onde o comprimento de onda de maior diferença entre o quelato e o AAVN tem absorvância negativa, como pode ser observado na figura 7.2, a seguir:
Espectros dos complexos do AAVN com Co(II) e Ni(II) em meio básico
-0,25 -0,2 -0,15 -0,1 -0,05 0 0,05 0,1 350 450 550 650 750 Comprimento de onda (nm) Absorvância AAVN-Co(II) AAVN-Ni(II)
Fig. 7.2 - Espectros dos complexos AAVN-Co(II) e AAVN-Ni(II) em meio amoniacal, na presença de tensoativos, contra um branco do reagente.
Esse fenômeno parece ser comum aos complexos dos reagentes
o,o’-di-hidroxiarilazo, quando estes se formam em pH básico, como pode
ser observado no trabalho feito por Amin e colaboradores (63) onde era medido o sinal de absorvância do consumo do reagente negro de eriocromo A, para a formação do seu quelato com o Co. Esse fenômeno pode ser observado também para o complexo formado entre o Azul de Hidroxinaftol (HNB) e o alumínio, em meio básico, como pode ser observado na figura 7.3.
Espectro do complexo HNB-Al(III), em meio básico, na presença de tensoativos
-1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 350 450 550 650 750 Comprimento de onda (nm) Absorvância
Fig. 7.3 - Espectro do sistema HNB-Al(III) em meio amoniacal. Al(III)=1µg/mL, em
presença de HNB 1,3x10-4M, tampão amoniacal pH 9,4 0,6M, EDTA 1,1x10-3M e de
Triton-X100 0,04% / CTAB 0,004%, contra um branco do reagente.
Espectros dos complexos do Al(III) com o HNB e o AAVN em pH 4,8 -0,25 -0,15 -0,05 0,05 0,15 0,25 0,35 0,45 350 450 550 650 750 Comprimento de onda (nm) Absorvância HNB-Al(III) AAVN-Al(III)
Fig. 7.4 - Espectros do sistema AAVN-Al(III) e HNB-Al(III) em meio ácido.
Al(III)=1µg/mL, em presença de AAVN 1,3x10-4
M (ou HNB 1,3x10-4M), tampão
amoniacal pH 9,4 0,6M, EDTA 1,1x10-3M e de Triton-X100 0,04% / CTAB 0,004%,
O sistema HNB-Al(III) foi inicialmente estudado em meio ácido (52) e, como o HNB e o AAVN pertencem à mesma família de reagentes, provavelmente o AAVN se comportaria de maneira semelhante ao HNB em meio ácido. Porém, ao observarmos os espectros da figura 7.4 para o sistema HNB-Al(III) e AAVN-Al(III) em pH 4,8, na presença de Triton- X100/CTAB, observa-se que o HNB leva a uma absorvância cerca de 2,5 vezes maior que o AAVN, ou seja, é cerca de 2,5 vezes mais sensível que o AAVN em meio ácido.
Espectros do sistema AAVN-Al(III)
-1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 350 450 550 650 750 Comprimento de onda (nm) Absorvância AAVN-Al(III)-pH 9,4 AAVN-Al(III)-pH 4,8
Fig. 7.5 - Espectros do sistema AAVN-Al(III) em pH 9,4 e pH 4,8. Al(III)=1µg/mL,
em presença de AAVN 1,3x10-4M, tampão amoniacal 0,6M ( ou acetato 0,4M),
EDTA 1,1x10-3M e de Triton-X100 0,04% / CTAB 0,004%, contra um branco do
reagente.
Essa baixa sensibilidade do AAVN-Al(III) em meio ácido é também observada quando comparamos com o espectro do sistema em meio básico, como na figura 7.5, onde o sinal de absorvância, em valores absolutos, do meio básico é cerca de 4,5 vezes maior que o meio ácido.
Embora o sistema em meio básico seja menos seletivo, a sua alta sensibilidade nos fez optar por ele.
Os complexos do AAVN apresentam uma alta estabilidade. O sistema AAVN-Al(III) é estável por cerca de 24 horas, mesmo na presença de ácidos poliaminocarboxílicos, como EDTA e CDTA, para 10µg de Al(III). A figura 7.6 mostra o efeito da variação do sinal com o tempo para as primeiras 2 horas, na presença de EDTA. Apesar de Pribil e Veselý (46) afirmarem que o CDTA forma complexos com o alumínio mais rapidamente que o EDTA, a estabilidade do AAVN-Al(III) na presença de CDTA 1,1x10-3M foi testada e observou-se que para as primeiras 2 horas, a variação da absorvância é inferior a 3%.
Efeito do tempo sobre absorvância do sistema AAVN-Al(III) -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 Tempo (min) Absorvância
Fig. 7.6 - Efeito do tempo sobre a estabilidade do sistema AAVN-Al(III).
Al(III)=0,4µg/mL, em presença de AAVN 1,3x10-4
M, tampão amoniacal pH 9,4
0,6M, EDTA 5,4x10-3M e de Triton-X100 0,04% / CTAB 0,004%, contra um branco
7.2.2 - EFEITO DO pH
O efeito da variação do pH sobre a absorvância do complexo AAVN-Al(III) foi estudado e os resultados demonstraram que o sistema é muito influenciado pela variação do pH, o que levou ao uso de uma concentração alta (3M) do tampão, para evitar grandes flutuações de pH. Os testes foram realizados com tampão amônia/cloreto de amônia 3M, nas proporções de 1:10 até 10:1. A seguir, na figura 7.7, apresenta-se a variação da absorvância com o pH para o sistema AAVN-Al(III). Admitindo-se uma flutuação de 5%, a faixa de pH que leva à maior sensibilidade é de 9,2 a 9,8. Optou-se pelo pH 9,4 para o procedimento geral.
Efeito da variação do pH sobre a absorvância do sistema AAVN-Al(III) -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 7,8 8,2 8,6 9 9,4 9,8 10,2 pH Absorvância
Fig. 7.7 - Efeito da variação do pH sobre a absorvância do sistema AAVN-Al(III).
Al(III)=0,4µg/mL, em presença de AAVN 1,3x10-4
M, tampão amoniacal 0,6M (pH
7,8 a 10,2), EDTA 5,4x10-3M e de Triton-X100 0,04% / CTAB 0,004%, contra um