Desenvolvimento e validação de um método de extração sustentável para quantificação de compostos nitrogenados em amostras de combustíveis comercializados no Brasil
cromatografia, quimiometria, combustíveis fósseis
Os compostos nitrogenados (N-compostos) básicos (piridinas, acridinas e quinolinas) e neutros (indóis e carbazóis) embora presentes em baixas concentrações nos combustíveis, podem formar depósitos causando efeitos adversos a estabilidade durante o armazenamento. Além disso, contribuem para a poluição do ar pois eles são os precursores de óxidos de nitrogênio (NOX) liberados após combustão. A determinação de N-compostos em combustíveis representa um desafio analítico devido à complexidade dessas matrizes. Procedimentos laboriosos com grandes quantidades de solventes e reagentes para a separação de compostos básicos e neutros e etapas adicionais de limpeza são empregados. Portanto, há uma deficiência de métodos analíticos simples, com boa seletividade e sensibilidade que estejam de acordo com os princípios da química analítica verde. O objetivo deste estudo foi desenvolver e validar um método de extração líquido-líquido miniaturizado (LLME) associado a um procedimento de cleanup empregando microextração sólido-líquido dispersiva (DSLME) para a determinação por cromatografia a gás acoplada a espectrometria de massas de 23 N-compostos em combustíveis comercializados no Brasil. Um planejamento fatorial fracionário (24-1) foi aplicado para otimizar a LLME e separar o extrato orgânico e um planejamento fatorial completo (23) foi usado para otimizar a DSLME. Os resultados obtidos através do gráfico de Pareto e da matriz de Doehlert indicaram as melhores condições de LLME (1000 mg da amostra, 4,5 mL solvente e 1 mL de ácido) e da DSLME (100 mg de adsorvente, 3 minutos de agitação e 1,2 mL de solvente). O método foi validado e os valores de LOD e LOQ variaram de 2,6 µg L-1 (carbazol) 34,6 µg L-1 (1-metilcarbazol) e de 8,7 a 115 µg L-1 para os mesmos compostos, respectivamente. Coeficientes de determinação (R2) ≥0,99 foram obtidos para todos os compostos dentro da região linear (1,0 a 1000 µg L-1). As recuperações médias para PANHs variaram de 62,8 a 126%, com desvio padrão relativo (RSD) intradiário (n=7) e interdiário (n=21) <20%. O perfil verde e a sustentabilidade do método foram avaliadas por 10 ferramentas métricas e todas indicaram o potencial verde e sustentável do método desenvolvido. Finalmente, o método proposto foi aplicado em 10 amostras de combustíveis (diesel S10, diesel S500, diesel marítimo, gasolina e querosene) coletadas em diferentes postos de gasolina. As classes carbazol e indol foram detectadas com concentrações na faixa de 72,97 µg L-1 (carbazol) a 871,72 µg L-1 (1,4,8-trimetilcarbazol). As maiores concentrações entre os N-compostos foram observadas no diesel marítimo para 1,4-dimetilcarbazol (802,86 µg L-1) e 1,4,8-trimetilcarbazol (871,72 µg L-1). O método LLME-DSLME foi considerado preciso, exato e sustentável. Portanto, tem potencial para ser aplicado em diferentes tipos de combustíveis para extrair N-compostos minimizando tempo de extração e consumo de solventes.