VialTweeter – Sonoreactor para Extração de Minerais do Solo

Para monitorar a saúde e a poluição do solo, poluentes como minerais devem ser extraídos e medidos. O VialTweeter facilita significativamente a extração pré-analítica em fluxos de trabalho de laboratório. A extração de minerais de amostras de solo é um ótimo exemplo que mostra a eficiência e confiabilidade do VialTweeter para melhores resultados de extração.

Extração de Traços de Minerais de Amostras de Solo

A extração de minerais do solo é uma etapa analítica crucial no monitoramento ambiental, estudos geoquímicos e avaliações agrícolas. Os métodos tradicionais, incluindo digestão ácida, microextração e extração assistida por micro-ondas, costumam ser demorados, intensivos em reagentes e/ou perigosos para o meio ambiente.
O VialTweeter, um sonorreator ultrassônico de alta potência, é uma alternativa superior, oferecendo maior eficiência de extração, tempo de processamento reduzido e consumo mínimo de reagente. Essa nova abordagem melhora significativamente a recuperação de oligoelementos das matrizes do solo, garantindo resultados mais precisos e reprodutíveis, ao mesmo tempo em que adere aos princípios da química analítica verde.

Extração de traços minerais do solo com o Sonicator Multi-Tube VialTweeter

Carretero-Peña et al. (2021) realizaram um estudo demonstrando que o VialTweeter é uma ferramenta altamente eficiente para extrair minerais do solo. Os principais detalhes e descobertas de sua pesquisa são descritos abaixo.

Extração ultrassônica com o VialTweeter:
4,0 a 7,5 mg de solo são pesados em tubos Eppendorf de 1,5 mL. Um volume específico de solução de HNO₃ (0,60–1,5 mL) é adicionado e os tubos são selados antes de serem colocados em um sonorreator VialTweeter. As amostras são submetidas a extração ultrassônica em temperatura ambiente por 450 segundos. Após a sonicação, eles são centrifugados a 3500 rpm por 10 minutos. Uma porção do sobrenadante é transferida via micropipeta para um frasco de 10 mL, onde é diluída com 5,0% de HNO₃. Um padrão interno de germânio (Ge IV) é adicionado para atingir uma concentração final de 10 ng/mL antes da análise.
Duração com VialTweeter: 450 segundos
 

Digestão ácida de amostras de solo:
50 mg de solo são tratados com 2,5 mL de HNO₃ e 5,0 mL de HF em recipientes fechados de digestão de Teflon a 90 ° C por 8 horas. Os recipientes são então abertos e 2,5 mL de HClO₄ são adicionados antes de evaporar a mistura até a secura a 200 ° C em uma placa quente. Depois disso, 1,0 mL de HNO₃ é introduzido e evaporado novamente. A etapa final envolve a dissolução do resíduo em 2,5 mL de HNO₃, a transferência da solução para um balão volumétrico de 50 mL e a conclusão do volume com água ultrapura. Padrões internos de índio (In III) e ítrio (Y III) (50 μL de uma solução de 10 mg/L) são adicionados para garantir a precisão na análise elementar subsequente.
Duração da digestão ácida: 8 horas
 

Otimização das condições de extração

Os pesquisadores testaram várias condições de extração para obter a quantidade máxima de minerais traços das amostras de solo. Essas condições maximizam a recuperação de oligoelementos, minimizando o uso de ácidos e reduzindo o tempo geral de extração em comparação com os métodos tradicionais de digestão.

Eficiência de extração de comparação: VialTweeter vs digestão ácida

A avaliação comparativa dos rendimentos de extração mineral com amostras de referência extraídas por digestão ácida destaca a excelente eficiência e confiabilidade do sonicador multitubo VialTweeter.

Uma eficiência de extração superior a 100% significa que a quantidade de um determinado elemento extraído de uma amostra excede o valor esperado ou de referência.

Com o VialTweeter, a extração eficiente de substâncias de amostras de alto rendimento facilita o fluxo de trabalho diário em laboratórios analíticos.

1. Extração mais rápida – Reduz drasticamente o tempo de horas para minutos.
2. Contaminação mínima da amostra – O design do frasco selado evita a contaminação pelo ar ou cruzada.
3. Alta reprodutibilidade – A distribuição uniforme de energia entre os frascos elimina a variabilidade.
4. ecológico – Reduz o consumo de ácido e resíduos perigosos.
5. Escalável e de alto rendimento – Adequado para programas de monitoramento ambiental rápido.

O Sonoreactor VialTweeter

Mecanismo de extração assistida por ultrassom (EAU)

O princípio de funcionamento do sonorreator VialTweeter é a poderosa cavitação ultrassônica, um fenômeno físico que gera altas forças de cisalhamento localizadas e diferenciais de pressão dentro de um meio líquido. Esse fenômeno facilita a quebra das partículas do solo e aumenta a eficiência de lixiviação de íons metálicos em um solvente de extração.

Principais vantagens da cavitação ultrassônica na extração do solo:

• Ruptura aprimorada da matriz: Os microjatos induzidos por cavitação aumentam a penetração do solvente nas partículas do solo.
• Tamanho de partícula reduzido: As forças mecânicas quebram os agregados, expondo mais área de superfície para extração mineral.
• Aumento da cinética da reação: Dessorção acelerada e dissolução de traços de metais na solução.
• Uso minimizado de reagentes: A redução da concentração de ácido reduz o impacto ambiental sem comprometer a eficiência da extração.

Configuração e design do VialTweeter

O sistema VialTweeter consiste em um bloco de titânio com 10 slots de frasco, garantindo uma distribuição uniforme de energia ultrassônica. Ele é alimentado por um gerador ultrassônico de 200 watts a uma frequência de 26 kHz e transmite energia igual para cada amostra, garantindo extrações consistentes e reprodutíveis em vários frascos simultaneamente.

Características principais:

• Sonicação uniforme de alta potência para processamento em lote.
• Eliminação da contaminação cruzada devido ao isolamento do frasco.
• Perda mínima de amostra em recipientes de reação selados.
• Escalabilidade para monitoramento ambiental de alto rendimento.

O VialTweeter também está disponível como um modelo de sonicador de tubo único para a preparação confiável de amostras de tubos Falcon. Leia mais sobre o modelo de tubo único personalizado para a sonicação estéril de tubos Falcon!

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