Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31289
ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-9414-1522
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Desenvolvimento de plataforma portátil e de baixo custo para determinação de sulfeto em águas utilizando smartphones e impressão 3D
Alternate title (s): Development of portable and low cost platform for determining sulphide in water using smartphones and 3D printing
Author: Leal, Vanderli Garcia
First Advisor: Petruci, João Flavio da Silveira
First member of the Committee: Alves, Vanessa Nunes
Second member of the Committee: Sequinel, Rodrigo
Summary: A presença do ânion sulfeto (S2-) em diversos tipos de águas é indesejável devido a sua alta toxicidade e poder corrosivo. Além disso, seu odor desagradável característico – devido a formação de H2S – pode ser percebido pelo olfato a partir da concentração de 0,05 mg L-1 e, acima de100 mg L-1, não é mais perceptivo devido a fadiga do sistema olfatório. Diversos métodos analíticos têm sido desenvolvidos para quantificação de sulfeto em amostras na fase líquida (S2-), porém devido a sua alta reatividade é preferível que métodos portáteis e de baixo custo sejam utilizados para permitir a quantificação in situ, diminuindo erros analíticos relativos a etapas de amostragem e transporte ao laboratório. Dessa forma, foi desenvolvido nesse trabalho uma plataforma modular construída com impressão 3D para determinação in situ de sulfeto em águas utilizando o fenômeno da fluorescência e tratamento de imagens digitais. O método analítico se baseia na geração de H2S gasoso por meio da adição de H3PO4 na solução contendo sulfeto seguido pela difusão do gás por uma membrana porosa e coleta pelo reagente Acetato de fluoresceína de Mercúrio (AFM). A reação entre AFM e sulfeto provoca supressão da fluorescência com emissão máxima em 535 nm (cor verde) quando excitada em 470 nm (região de cor azul). Um LED com emissão máxima em 470 nm foi utilizado como fonte de radiação e um smartphone foi posicionado adequadamente para aquisição de imagens digitais do reagente fluorescente. As condições otimizadas resultaram em uma relação linear para sulfeto na faixa de 0,5 a 5,0 µmol L-1 com tempo de análise de 20 minutos e 25ºC (temperatura ambiente) e 10 mL de amostra. Recuperações entre 98,0 e 107,4% foram obtidas. Embora a AFM já tenha sido usada para determinação de sulfeto a combinação da abordagem de geração de vapor com uma quantidade reduzida de reagente e com o procedimento de tratamento de imagem digital foi demonstrada pela primeira vez.
Abstract: The presence of the sulfide anion (S2-) in several types of water is undesirable due to its high toxicity and corrosive proprieties. Besides, its characteristic unpleasant odor - due to the formation of H2S - can be perceived in a concentration of 0.05 mg L-1 and when reaching the concentration of 100 mg L-1 is no longer perceptible due to fatigue of the olfactory system sensitive. Several analytical methods have been developed to quantify sulfide in solutions (S2-), however due to its high reactivity it is preferable that portable and low-cost methods are used to enable quantification in situ, reducing analytical errors related to sampling steps and transport to the laboratory. Here, a modular platform built with 3D printing was developed for in situ determination of sulfide in waters using the phenomenon of fluorescence and treatment of digital images. The analytical method is based on the generation of gaseous H2S through the addition of H3PO4 in the solution containing sulfide followed by the diffusion of the gas through a porous membrane and collected by the reagent Mercury fluorescein acetate (FMA). The reaction between FMA and sulfide causes suppression of fluorescence with maximum emission at 535 nm (green color) when excited at 470 nm (blue region). LED with maximum emission at 470 nm was used as a radiation source and a smartphone was properly positioned to acquire digital images of the fluorescent reagent. The optimized conditions resulted in a linear relationship for sulfide in the range of 0.5 to 5.0 µmol L-1 with an analysis time of 20 minutes and 25ºC (room temperature) and 10 mL of sample. Recoveries between 98.0 and 107.4% were obtained. Although AFM has already been used for sulfide determination, the combination of the vapor generation approach with a reduced amount of reagent and digital imaging has been demonstrated for the first time.
Keywords: Sulfeto
Fluorescência
Imagens digitais
Analises de água
Extração de vapor
Sulfide
Fluorescence
Digital images
Water analysis
Steam extraction
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA
Subject: Sulfetos
Impressão digital (Computação)
Água - Análise
Fluorescência
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Quote: LEAL, Vanderli Garcia. Desenvolvimento de plataforma portátil e de baixo custo para determinação de sulfeto em águas utilizando smartphones e impressão 3D. 2020. 64 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.6007
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.6007
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31289
Date of defense: 14-Dec-2020
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