Caracterização potenciométrica de substâncias húmicas extraídas de solos da Antártica Marítima

Monitoring of soil carbon storage may indicate possible effects of climate change on the terrestrial environment and it is therefore necessary to understand the influence of redox potential and chemical characteristics of humic substances (HS) of Antarctic soil. Five soils from King George Island were used. HS were extracted, quantified and characterized by potentiometry and the content of total carbon and nitrogen determined. HS of these soils had greater aliphatic character, low content of phenolic groups, lower acidity and lower formal standard electrode potential, compared to HS of soils from other regions, suggesting they are more likely to be oxidized.

Redox index of soil carbon stability

As an alternative to the relatively complex and expensive spectroscopic methods, the redox properties of humic acids, determined by potentiometric titrations, have been used to evaluate the stability of soil organic C. The objective of the present study was to establish a Redox Index of C Stability (RICS) and to correlate it with some properties of the humic acids extracted from different modal soils in Brazil (distinct weathering stages or management) to facilitate system comparison. The RICS was efficient for soil comparison and variations were comparable to those of the chemical and spectroscopic methods used for humic acid characterization. The values of soil pH, point of zero salt effect, sum of bases, exchangeable Ca content, weathering index, as well as the humic acid O/C ratio, quinone and semiquinone free radical contents, aromatic C and fluorescence intensity were closely related with the RICS. The RICS was higher in less weathered soils, with more active clays and higher fertility. The RICS values of soils under long-term sugarcane management were ranked in decreasing order: unburned, burned with vinasse, burned without vinasse.

Frações da matéria orgânica e propriedades redox de substâncias húmicas em sedimentos de oceanos profundos

Previous studies have verified that free radicals such as quinone moieties in organic matter participate in the redox reactions in natural systems. These functional groups were positively correlated with the increase in aromaticity and hydrophobicity of the humic substances. As an alternative to relatively complex and expensive spectroscopic methods, the redox properties of the humic substances, determined by potentiometric titrations, have been used to evaluate organic carbon stability in soil and sediments. The present study aimed to perform organic matter fractionation and isolation of humic substances from deep oceans in different isobaths (750; 1,050; 1,350; 1,650; 1,950 m) to determine their redox properties by iodimetric titrations under an inert atmosphere and specified conditions of pH and ionic strength. Sediment samples were collected to the North and South of platforms of petroleum exploration located in the North of Rio de Janeiro State, Brazil. Fractions of organic carbon and redox properties of humic substances varied with origin and depth of the samples and with position North and South of the petroleum exploration area.

Desbalanço redox: NADPH oxidase como um alvo terapêutico no manejo cardiovascular

Vários estudos destacam as espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (ERONs) como importantes contribuintes na patogênese de numerosas doenças cardiovasculares, incluindo hipertensão, aterosclerose e falência cardíaca. Tais espécies são moléculas altamente bioativas e com vida curta derivadas, principalmente, da redução do oxigênio molecular. O complexo enzimático da NADPH oxidase é a maior fonte dessas espécies reativas na vasculatura. Sob condições fisiológicas, a formação e eliminação destas substâncias aparecem balanceadas na parede vascular. Durante o desbalanço redox, entretanto, há um aumento na atividade da NADPH oxidase e predomínio de agentes pró-oxidantes, superando a capacidade de defesa orgânica antioxidante. Além disso, tal hiperatividade enzimática reduz a biodisponibilidade do óxido nítrico, crucial para a vasodilatação e a manutenção da função vascular normal. Apesar de a NADPH oxidase relacionar-se diretamente à disfunção endotelial, foi primeiramente descrita por sua expressão em fagócitos, onde sua atividade determina a eficácia dos mecanismos de defesa orgânica contra patógenos. As sutis diferenças existentes entre as unidades estruturais das NADPH oxidases, a depender do tipo celular que as expressa, podem ter implicações terapêuticas, permitindo a inibição seletiva do desequilíbrio redox induzido pela NADPH oxidase, sem comprometer, entretanto, sua participação nas vias fisiológicas de sinalização celular que garantem a proteção contra microorganismos.

Marcadores de desequilíbrio redox em sangue de pacientes hipertensos de uma comunidade no Nordeste do Brasil

FUNDAMENTO: Estudos recentes descrevem a participação de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio na hipertensão. OBJETIVO: Identificar o desbalanço redox em sangue de hipertensos. MÉTODOS: Superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx), glutationa (GSH), vitamina C, transferrina, ceruloplasmina, malondialdeído (MDA) e o grupo carbonila, foram quantificados no sangue de 20 hipertensos e 21 controles. Os indivíduos tinham um Índice de Massa Corporal de > 18,5 e < 30 kg/m², glicemia < 100 mg/dL, colesterol sérico < 200 mg/dL, e eram mulheres não fumantes, não grávidas e não lactantes, não usuárias de alopurinol e probucol, e hipertensos em medicação anti-hipertensiva. Todos os indivíduos foram submetidos a um período preparatório de quatro semanas sem álcool, suplementos vitamínicos, dexametasona e paracetamol. RESULTADOS: Níveis reduzidos de CAT (p = 0,013), GSH ( p = 0,003) e MDA (p = 0,014), e altos níveis de GPx (p = 0,001) e ceruloplasmina (p = 0,015) foram obtidos no grupo de hipertensos, em comparação com os controles. Foi verificada uma correlação positiva entre a pressão sistólica e o MDA nos hipertensos e diastólica e CAT nos controles. CONCLUSÃO: Os dados obtidos são sugestivos de que os hipertensos apresentavam desequilíbrio em reações redox, a despeito do possível efeito atenuante de sua medicação anti-hipertensiva.

The redox potential interferes with the expression of laminin binding molecules in Bacteroides fragilis

The Bacteroides fragilis ATCC strain was grown in a synthetic media with contrasting redox potential (Eh) levels [reduced (-60 mV) or oxidised (+100mV)] and their adhesion capacity to extracellular matrix components was evaluated. The strain was capable of adhering to laminin, fibronectin, fibronectin + heparan sulphate and heparan sulphate. A stronger adherence to laminin after growing the strain under oxidising conditions was verified. Electron microscopy using ruthenium red showed a heterogeneous population under this condition. Dot-blotting analyses confirmed stronger laminin recognition by outer membrane proteins of cells cultured at a higher Eh. Using a laminin affinity column, several putative laminin binding proteins obtained from the cultures kept under oxidising (60 kDa, 36 kDa, 25 kDa and 15 kDa) and reducing (60 kDa) conditions could be detected. Our results show that the expression of B. fragilis surface components that recognise laminin are influenced by Eh variations.

Propriedades redox e grupos funcionais de ácidos húmicos isolados de adubos orgânicos

Dependendo das condições do sistema, os ácidos húmicos podem atuar como oxidantes ou redutores. Nos sistemas naturais, o fluxo de elétrons está diretamente associado à quantidade e à qualidade do húmus. O potencial do eletrodo e a capacidade de oxidação informam sobre os fatores intensidade e capacidade dos sistemas redox, respectivamente. Estudos prévios têm aventado a hipótese de que radicais livres nos ácidos húmicos participam dessas reações redox. No presente estudo, seis ácidos húmicos isolados de adubos orgânicos foram titulados com um oxidante (I2) em atmosfera inerte e condições especificadas. Os ácidos húmicos apresentaram valores do potencial formal-padrão do eletrodo semelhantes: entre 0,773 e 0,794 V a 25 ºC. A capacidade de oxidação dos ácidos húmicos variou de 3,88 a 4,39 mol c kg-1 a pH 5,0 e de 5,35 a 7,89 mol c kg-1 a pH 7,0. Foi observada correlação positiva e significativa entre a capacidade de oxidação dos ácidos húmicos e as suas concentrações de grupos funcionais fenólicos, quinonas e semiquinonas.

Propriedades redox de ácidos húmicos isolados de um solo cultivado com cana-de-açúcar por longo tempo

A matéria orgânica do solo é o maior reservatório de C nos sistemas naturais. Em tais sistemas a qualidade e a estabilidade do C podem ser estimadas pelo aumento da concentração das frações humificadas que, dentre outros fatores, está condicionada ao balanço entre as perdas e os ganhos que envolvem as reações de oxidação e de redução da matéria orgânica do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar a eletroquímica, usando titulações redox iodimétricas, de ácidos húmicos isolados de solos cultivados continuamente com cana-de-açúcar submetida ou não à queima da palha para a colheita ou à adição anual de vinhaça. Os ácidos húmicos apresentaram valores do potencial formal padrão do eletrodo entre 0,760 e 0,779 V a 25 ºC. A capacidade de oxidação dos ácidos húmicos variou de 1,01 a 3,44 mol c kg-1 a pH 5,0 e de 1,64 a 6,44 molc kg-1 a pH 7,0. Observou-se correlação positiva e significativa entre a capacidade de oxidação dos ácidos húmicos e suas concentrações de grupos funcionais fenólicos, quinonas e semiquinonas.

Monitoramento contínuo do potencial redox e de variáveis complementares em ambiente hipersazonal no Pantanal Norte

A análise conjunta do potencial redox com outras variáveis pode ser útil para o entendimento da dinâmica dos solos hidromórficos, ao longo de todo o ciclo hidrológico a que o Pantanal está submetido. Neste trabalho, foram estudados o potencial redox e algumas variáveis do solo (CO2, O2, temperatura, umidade e potencial matricial) pelo monitoramento contínuo e ininterrupto. Para isso, foram realizadas determinações nas profundidades de 10 e 30 cm num Planossolo Háplico alítico gleissólico, na fitofisionomia Cerrado sensu stricto. O trabalho foi realizado de fevereiro de 2010 a julho de 2011 na RPPN (Reserva Particular do Patrimônio Natural/Sistema Nacional de Unidades de Conservação - SNUC), Estância Ecológica SESC (Serviço Social do Comércio) Pantanal, município de Barão de Melgaço, nordeste do Pantanal de Mato Grosso. Os valores do potencial redox variaram de 636 mV (enchente) a -341 mV (cheia), caracterizando ambiente anaeróbico na estação da cheia e ambiente oxidado nas demais estações do ciclo hidrológico, o que indica que o potencial redox é ferramenta versátil para compreender as reações de oxirredução nos solos hidromórficos do Pantanal mato-grossense, pois os valores diminuíram quando o teor de umidade era elevado. Além disto, o estudo evidenciou também que o monitoramento contínuo de variáveis complementares pode ser importante por permitir análise mais aprofundada das condições de hipersazonalidade, em que esses solos estão submetidos. Neste contexto, o potencial matricial e a umidade foram as variáveis de maior importância para explicar a variação do conjunto de dados obtidos ao longo do ciclo hidrológico, o que indica que esses parâmetros físicos são determinantes nos processos biológicos desse solo tropical com hipersazonalidade hídrica.

Potencialidades do dióxido de chumbo eletrodepositado como sensor potenciométrico

This paper proposes an experiment to be performed in both instrumental analysis and experimental physical-chemistry curricular disciplines in order to open options to develop challenging basic research activities. Thus the experimental procedures and the results obtained in the preparation of electrodeposited lead dioxide onto graphite and its evaluation as potentiometric sensor for H3O+ and Pb2+ ions, are presented. The data obtained in acid-base titrations were compared with those of the traditional combination glass electrode at the same conditions. Although a linear sub-Nernstian response to free hydrogen ions was observed for the electrodeposited PbO2 electrode, a good agreement was obtained between them. Working as lead(II) sensing electrode, the PbO2 showed a linear sub-Nernstian behavior at total Pb2+ concentrations ranging from 3,5 x 10-4 to 3,0 x 10-2 mol/L in nitrate media. For the redox couple PbO2/Pb(II) the operational slope converges to the theoretical one, as the acidity of the working solution increases.

Influência da acidez do meio sobre a síntese e o comportamento redox do polipirrol

The influence of acidity on the synthesis and redox behavior of polypyrrole films was studied using galvanostatic and potentiodynamic techniques employing aqueous solutions formed by H2SO4/Na2SO4 , HCl/NaCl and HCl/CsCl. The chemical structure of the films were investigated using the FTIR technique. The polymer behavior as a function of the pH used in the cyclic voltammetric measurements is explained in terms of the mechanism responsible for the charge compensation formed during the polymer chain oxidation. From the FTIR measurements, it is seen that the water nucleophilic attack during the synthesis, does not occur under the experimental conditions employed in this work.

Antioxidantes na manutenção do equilíbrio redox cutâneo: uso e avaliação de sua eficácia

The skin is a very complex organ, continuously exposed to physical, chemical and microbiological agents. Enzymes as well as low-molecular weight antioxidants are present in the cutaneous tissue to counterbalance the deleterious effect caused by an oxidative stress and thus maintain homeostasis. Antioxidants such as vitamins C and E, carotenoids, and extracts with these properties have been extensively used for treatment of pathologies and skin aging prevention. We review here different mechanisms that can interfere in the redox equilibrium of the skin, as well as the chemical reactions involved in these processes. Moreover, we discuss the importance of endogenous or exogenous antioxidants that can be acquired from the diet or from oral or topical administration, and methodologies that have been developed to evaluate their efficacy.

Especiação redox de cromo em solo acidentalmente contaminado com solução sulfocrômica

Determination of Cr(VI) and Cr(III) was studied in soil samples accidentally contaminated with sulphochromic solution. Molecular absorption spectrophotometry based on the diphenylcarbazide method was used for the determination of Cr(VI) after its alkaline extraction. The total chromium concentration was determined using ICP OES. The quantification of Cr(III) was accomplished by subtracting the Cr(VI) concentration from the total chromium concentration. Regardless of the known contamination of the soil samples by sulphochromic solution, concentrations of Cr(VI) were below the detection limit. Addition and recovery experiments for Cr(VI) in soil samples with and without organic matter indicated its influence on the reduction of Cr(VI) to Cr(III).

Propriedades redox da matéria orgânica isolada de material ultrafiltrado das águas do rio Paraíba do Sul

Previous studies indicated that free radicals control organic matter redox activities. In the present study, organic matter of an ultra-filtrated material collected from seven samples taken seasonally from the Paraiba do Sul River for two years were titrated with an oxidizer (I2) in an inert atmosphere. Standard formal potential values for the electrode MO Ox, MO Red ranged from 0.754 to 0.786 V at a 25 ºC temperature. Organic matter oxidation capacity (COx) per carbon mass varied according to pH values, and changes in COx were related to rainfall and river flow intensities.

Descoloração redutiva de corantes azo e o efeito de mediadores redox na presença do aceptor de elétrons sulfato

We investigated the impact of sulphate and the redox mediator Anthraquinone-2,6-disulfonate (AQDS) on the decolorization of the azo dyes Congo Red (CR) and Reactive Black 5 (RB5). In anaerobic reactors free of extra sulphate dosage, the color removal efficiency decreased drastically when the external electron donor ethanol was removed. In presence of an extra dosage of sulphate, CR decolourisations were 47.8% (free of AQDS) and 96.5% (supplemented with AQDS). The decolourisations achieved in both reactors with RB5 were lower than the ones found with CR. Finally, the biogenic sulphide contribution on azo dye reduction was negligiable.