Palavras- chave: análise de superfície de resposta, Cobalto (II), sistema ternário

Introdução

O cobalto participa como cofator de enzimas importantes ao metabolismo do Nitrogênio, em plantas dependentes da fixação biológica do N₂, como o caso da soja. A quantidade de Co²⁺ exigido pelas plantas é diminuta, a sua quantificação analítica exige métodos sensíveis e de baixo limite de detecção, que é o caso da extração por sistema ternário de solventes, (VIDOR, 1998).

Na extração por fase única, o Cobalto é extraído com PAN (quelante), no processo de formação de uma fase líquida (FU) formada por água – etanol – clorofórmio, pelo excesso do solvente aquoso ocorre a separação em uma fase aquosa (FA) e uma fase orgânica (FO), rompendo-se o equilíbrio e extraindo o complexo formado, que fica na fase orgânica, que é em seguida , quantificado por espectrofotometria no visível (l=580 nm), (SILVA, 1992).

Condições ótimas de extração e/ou determinação de íons Co(II) com PAN no sistema água-etanol-clorofórmio para fins de estudos em alimentos podem ser obtidas empiricamente. Uma generalização da metodologia obtida só poderá ser alcançada se conhecermos quimicamente o sistema; tendo-se por finalidade a obtenção das condições ótimas para a quantificação de Co(II) em folhas de soja nesse sistema ternário, usando um planejamento centróide simplex, (BARROS NETO, 2001; SPENDLEY, 1962).

O mapeamento de três variáveis de concentração em função do pH e a metodologia de analise de superfície de resposta pode ser feito por modelo cúbico especial para a otimização e uma maior extração do íon Co(II), (STARY, 1964).

Material e Método

Preparou-se soluções aquosas para as concentrações de CoSO₄ à 1,5 e 10 mg/L nos pHs 2-3, 6 e 8-9,5.

Em seguida fez-se sete experimentos, utilizando o planejamento centróide simplex (Tabela 1) nos pHs 2-3, 6 e 8-9,5 para as concentrações de CoSO₄ à 1,5 e 10 mg/L.

Tabela 1- planejamento centróide simplex para o sistema ternário: água, etanol e clorofórmio
Ponto (i)	Solução CoSO₄ (x₁)	Etanol (x₂)	Clorofórmio-PAN (x₃)
1	1	0	0
2	½	½	0
3	0	1	0
4	0	½	½
5	0	0	1
6	½	0	½
7	1/3	1/3	1/3

A partir das absorvâncias das misturas obtidas à 580nm , utilizou-se o modelo cúbico especial (equação 1) para a obtenção da superfície de resposta da extração de íons Co²⁺ em função das composições dos solventes.

(Equação 1),

Onde representa as absorvâncias encontradas; e são os parâmetros do modelo, e e as composições dos componentes 1, 2 e 3 ( no caso: solução de CoSO₄ , etanol e clorofórmio-PAN, respectivamente), com a restrição .

Resultados e Discussão

A leitura das absorções referentes as misturas nos pHs 2-3, 6, 8-9,5 nas concentrações de CoSO₄ de 1, 5 e 10 mg/L encontram- se Tabela 2.

Tabela 2- absorvâncias médias das misturas do planejamento centróide simplex à 580nm nas concentrações de CoSO₄ à 1, 5 e 10mg/L
ponto	pH 2-3			pH 6			PH 8-9.5
ponto	Abs¹	Abs²	Abs³	Abs¹	Abs²	Abs³	Abs¹	Abs²
1	0,0000	0,0000	0,0000	0,0465	0,0020	0,00945	0,0000	0,0000
2	0,0015	0,0005	0,0020	0,0105	0,0035	0,0115	0,0005	0,0005
3	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000
4	0,0575	0,0575	0,0575	0,0575	0,0575	0,0575	0,0575	0,0575
5	0,0505	0,0505	0,0505	0,0505	0,0505	0,0505	0,0505	0,0505
6	0,0255	0,0605	0,0290	0,1245	0,0996	0,1455	0,0285	0,0195
7	0,0510	0,0570	0,0470	0,2050	0,1250	0,2455	0,0485	0,1015

1- Quando utilizada solução de CoSO₄ na concentração de 5mg/L

2- Quando utilizada solução de CoSO₄ na concentração de 10mg/L

3- Quando utilizada solução de CoSO₄ na concentração de 1mg/L

A partir desses resultados foram obtidas curvas para as superfícies de resposta. As curvas em pH 6 nas concentrações de 1 e 5 mg//L de CoSO₄, constam nas figuras 1 e 2.

Com base nas superfícies de resposta obtidas, verifica-se que em pH ácido, ou básico, ocorre um deslocamento do pico de maior absorção. Observa-se também que ocorre um decréscimo significativo dos valores de absorvância referentes ao complexo Co(II)-PAN quando se muda tanto a faixa de pH, quanto a quantidade do analito a ser extraído. Desse modo, a condição ótima de análise ocorre quando os três solventes apresentam a mesma proporção na mistura, ou seja 1:1:1, em pH neutro, como pode ser verificado na Figura 1, acima.

A condição ótima para a extração de Co(II) é diferente da encontrada na literatura. Essa última caracteriza-se pela análise em uma região acima da curva binodal (fase única), o que, de acordo com a superfície apresentada, não representava o valor real do analito.

Conclusões

Por meio de um planejamento estatístico do modelo cúbico especial, a condição ótima para a determinação de íons Co(II) em sistema ternário (água-etanol-clorofórmio) ocorre quando os três solventes apresentam a mesma proporção na mistura, ou seja, 1:1:1, em pH neutro; diferentemente do proposto na literatura.

Referências Bibliográficas

BARROS NETO, B.; SCARMINIO, I. S., BRUNS, R. E.Como fazer experimentos: pesquisa e desenvolvimento na ciência e na indústria, Editora da Unicamp, 2001.

SILVA, J. F. da, MARTINS, J. W.; Talanta, 39,1307, 1992.

SPENDLEY, W., HEXT, G. R. Chemometrics 4, p 441-461,1962.

STARY, J.; The Extraction of Metals Chetales; Pergamon Press; Oxford, P 88,1964.

VIDOR, C.; PERES, J. R. R.; In Enxofre e Micronutrientes na Agricultura Brasileira; XVIII Reunião Brasileira de Fertilidade do Solo; Londrina, p. 38, 1998.

APOIO: FUNAPE, CNPq