Aplicação de alguns modelos quimiométricos à espectroscopia de fluorescência de raios-X de energia dispersiva

Abstract

Recebido em 21/8/01; aceito em 27/2/02 APPLICATION OF SOME CHEMOMETRIC METHODS TO ENERGY DISPERSIVE X-RAY FLUORESCENCE SPECTROMETRY. The objective of this work was to accomplish the simultaneous determination of some chemical elements by Energy Dispersive X-ray Fluorescence (EDXRF) Spectroscopy through multivariate calibration in several sample types. The multivariate calibration models were: Back Propagation neural network, Levemberg-Marquardt neural network and Radial Basis Function neural network, fuzzy modeling and Partial Least Squares Regression. The samples were soil standards, plant standards, and mixtures of lead and sulfur salts diluted in silica. The smallest Root Mean Square errors (RMS) were obtained with Back Propagation neural networks, which solved main EDXRF problems in a better way.keywords: chemometrics; multivariate calibration; X-ray fluorescence. INTRODUÇÃOA fluorescência de raios-X é uma técnica espectroscópica de análise multielementar muito versátil, podendo ser aplicada a amostras sólidas e líquidas, sem a necessidade de uma preparação complexa. Nesta técnica, o tratamento de dados é usualmente feito através de curvas de calibração univariadas 1,2 , onde se integram determinadas linhas espectrais correspondentes às concentrações dos elementos de interesse. Quando se deseja relacionar mais de uma linha espectral ao mesmo tempo é, então, necessária a utilização de outros métodos matemáticos mais sofisticados, como por exemplo, modelos quimiométricos 3 .As intensidades medidas em fluorescência de raios-X geralmente não são proporcionais às concentrações das espécies presentes em uma amostra, devido aos efeitos de matriz 1,2 . Sem considerar as amostras não-homogêneas e as particuladas, isto ocorre quando a emissão de raios-X do analito é significativamente afetada pelas variações de concentração dos outros elementos na amostra. Estes efeitos são denominados interelementares e dependem das frações de massa dos elementos na amostra e da relação entre seus coeficientes de absorção para radiação primária e secundária, sendo que neste último caso, ocorre o aparecimento da fluorescência secundária 1,2 (Figura 1). Neste caso, considerando-se uma amostra homogênea que contenha dois elementos químicos A e B na mesma proporção e com coeficientes de absorção de massa semelhantes, ocorre a fluorescência secundá-ria quando o elemento B recebe fótons de raios-X simultaneamente da fonte e do elemento A, sendo que o espectro desta amostra terá a linha espectral de B bem maior do que a de A 4 .Um outro grande problema em análise multielementar por EDXRF é a sobreposição de linhas espectrais dos elementos, característica comum a elementos vizinhos na Tabela Periódica, em função das proximidades das energias de excitação dos elétrons. Todos estes efeitos dificultam muito a modelagem de espectros, tornando necessária a utilização de métodos matemáticos mais complexos para a sua resolução 1-3 . Redes neuraisRecentes avanços em neurofisiologia e novas técnicas experimentais têm proporcionado um aumento do conhe...

Análise exploratória rápida e não destrutiva (screening) da presença de elementos químicos tóxicos em material escolar por fluorescência de raios x

“…14 Assim, a XRF pode ser aplicada na resolução de vários problemas analíticos, seja em medicina, 15 geologia, 16 biologia, 17 arqueologia 18 ou monitoramento ambiental.…”

Determination of the chemical properties of water and sediments in agricultural land use by using energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry

“…No que se refere ao monitoramento de elementos inorgânicos, em especial os metais, este trabalho aplica a técnica de espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDXRF). Trata-se de uma técnica não destrutiva, que pode ser aplicada diretamente em amostras líquidas e sólidas, sem exigir preparações complexas (Schimidt et al, 2002). A técnica possui baixo custo de análise, baixo consumo de reagentes e vidrarias e resulta na geração de pouco ou nenhum resíduo, além de apresentar simplicidade e segurança atreladas ao seu uso, sendo desta forma ideal para se trabalhar em análises de rotina (Pataca et al, 2005;Schimidt et al, 2002).…”

Fast direct determination of titanium dioxide in toothpastes by X-Ray fluorescence and multivariate calibration

“…It can be used to analyze inorganic and organic compositions. 20 These several positive features, besides being essentially non-destructive, render to XRF a large number of applications in chemistry, and also in studies involving medicine, 21 geology, 22 biology, 23 archeology, 24 food, 25 drugs 26 and environmental issues. 27 X-ray fluorescence is susceptible to interferences, the interelement effects being the most severe, caused by concomitant signal absorption and intensification.…”