Desenvolvimento de tecnologia para confecção de eletrodos e conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo (MEA) por impressão à tela para aplicação em módulos de potência de células PEMFC

Significant functions in the Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs) rely on Gas Diffusion Layers (GDLs), such as control the water balance in the membrane electrode assembly (MEA), allow suitable gas permeability and porosity, etc. Aware of the GDL importance in the cell performance and its great demand in scale-up projects, the fuel cell research group at Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) has developed a Sieve Printing method (innovative in Brazil) as a strategic solution for producing GDL and electrodes used in high power PEMFC stacks. The method has shown to be adequate to fabricate low cost electrodes, GDLs of different dimensions and to produce any amount of MEAs for power stacks.

A segunda lei da termodinâmica

Considering intrinsic characteristics of the system exclusively, both statistical and information theory interpretations of the second law are used to provide more comprehensive meanings for the concepts of entropy, temperature, and Helmholtz and Gibbs energies. The coherence of Clausius inequality to these concepts is emphasized. The aim of this work is to re-discuss the second law of thermodynamics in accordance to homogeneous processes thermodynamics, a temporal science which is the very special oversimplification of continuum mechanics for spatially constant intensive properties.

Oxidação eletroquímica do herbicida tebutiuron utilizando eletrodo do tipo DSA

Tebuthiuron (TBH) is a herbicide widely used in different cultures and known for its toxic effects. Electrochemical methods are promising for removing pollutants such as pesticides. This study showed the degradation of TBH using a DSA® anode operated at current densities of 50 to 200 mA cm-2. Removal presented pseudo-first order kinetics while high-pressure liquid chromatography (UV detection) showed two peaks, ascribed to degradation intermediates. The maximum percentage of total organic carbon removed was 12.9%. Ion chromatography revealed that higher concentrations of nitrate and nitrite ions formed with increasing current density.

Eletrodo compósito à base de grafite-Araldite®: aplicações didáticas - parte II

This work proposes the use of a graphite-Araldite® 70% (graphite, m/m) composite electrode in didactic experiments, specifically in the quantitative determination of the neurotransmitter dopamine (DA) in a sample of pharmaceutical formulation. The goal is to demonstrate the possibility of using voltammetric techniques in quality control of medicines, besides covering some concepts such as the influence of pH on the redox process, the differential pulse voltammetry (DPV) technique, the optimization of experiments and comparison with an official method described in the United States Pharmacopoeia.

Construção de eletrodo de grafite retirado de pilha comum: aplicações didáticas

This paper presents a proposal for using recycled graphite electrodes obtained from exhausted commercial 1.5 V batteries and its application in electroanalysis. The electrode could be prepared by the students and applied in the simple didactic experiments suggested, such as determination of active electrode area, cyclic voltammetry and useful potential range (also called "potential window"), demonstration and effect of scan rate on cyclic voltammograms. The possibility of using the graphite electrode in quantitative analysis was also demonstrated using the ferricyanide/ferrocyanide reversible redox couple ([Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-) as an electrochemical probe by the dependence of peak current with the analyte concentration and flow injection analysis with amperometric detection.

Determinação voltamétrica de amitriptilina em formulações farmacêuticas com eletrodo de diamante dopado com boro explorando medidas em meio ácido

A simple and reliable voltammetric method is presented for the determination of amitriptyline using a boron-doped diamond electrode in 0.1 mol L-1 sulfuric acid solution as the support electrolyte. Under optimized differential pulse voltammetry conditions (modulation time 5 ms, scan rate 70 mV s-1, and pulse amplitude 120 mV), the electrode provides linear responses to amitriptyline in the concentration range 1.05 to 92.60 µmol L-1 and at a detection limit of 0.52 µmol L-1. The proposed method was successfully applied in pharmaceutical formulations, with results similar to those obtained using UV-vis spectrophotometric method as reference (at 95% confidence level), as recommended by the Brazilian Pharmacopoeia.

INVESTIGAÇÃO DO USO DE ELETRODO DE CARBONO VÍTREO MODIFICADO COM HEXACIANOFERRATO DE RUTÊNIO PARA DETECÇÃO DE PROCAÍNA

A glassy carbon electrode modified with ruthenium hexacyanoferrate (RuOHCF) was investigated as an electrocatalyst for the detection of procaine with the aim of quantification in pharmaceutical and forensic samples. The RuOHCF films were prepared by electrochemical deposition, and the parameters used in this process (concentration of RuCl3, K3Fe(CN)6, temperature, and number of cyclic voltammograms recorded in the modification step) were carefully optimized. Based on the optimal conditions achieved, the RuOHCF modified electrode allows the determination of procaine at 0.0 V with a detection limit of 11 nmol L-1using square wave voltammetry.

VALIDAÇÃO INTRALABORATORIAL DA DETERMINAÇÃO DE METILTESTOSTERONA EM ÁGUAS NATURAIS POR VOLTAMETRIA USANDO ELETRODO DE GOTA PENDENTE DE MERCÚRIO

17α-methyltestosterone (17α-MT) is a hormone used in medicine and aquaculture which can be found in natural waters. It is considered an emerging organic pollutant and its accurate and precise analysis is required. Therefore, this study presents the in-house validation of a new voltammetric methodology for 17α-MT analysis in natural waters. A hanging mercury drop electrode and NaOH 5.0×10-3 mol L-1 solution as the electrolyte were employed in the voltammetric determinations. To confirm the presence of 17α-MT in water samples quantitative analysis was performed by ESI-MS/MS. The methodology exhibited good selectivity, linearity, accuracy (recovery of between 100.4 and 108.8%) and precision (RSDs for repeatability of 2.85% and for intermediate precision of 14.10%, with n = 5, respectively). LOD and LOQ were 3.07 µg L-1 and 10.78 µg L-1, respectively. The methodology was suitable for determination of 17α-MT in natural waters due to low-cost, good performance and no sample pre-treatment required.

Levantamento de fungos associados às podridões do colmo e quantificação de danos em lavouras de milho do Planalto Médio gaúcho e dos Campos Gerais do Paraná

Os danos causados pelas podridões da base do colmo, a incidência de colmos doentes e as espécies de fungos envolvidas foram determinados em amostragem procedida em 29 lavouras de milho (Zea mays) destinadas à produção de grãos e de sementes, localizadas nas regiões do Planalto Médio gaúcho (RS) e dos Campos Gerais do Paraná (PR), nas safras 1997/98 e 1998/99. Os danos na safra 1997/98 variaram de 213 a 3.089 com média de 678 e na safra 1998/99 de 358 a 3.086 com média de 1.151 kg.ha-1. A incidência de colmos doentes no primeiro ano variou de 11,2 a 71,4 com média de 40,9 e no segundo de 21,9 a 79,3 com média de 45,9%. Não foi observada correlação entre os danos e a incidência de colmos doentes provavelmente pela diversidade das lavouras quanto aos fatores como genótipos, sistema de cultivo e forma de semeadura, fertilidade do solo, adubação e condições ambientais. A espécie de fungo que apresentou a maior incidência na primeira safra foi Colletotrichum graminicola e, na segunda, Fusarium graminearum. Além dessas, identificou-se outras espécies, como Diplodia maydis, D. macrospora, Fusarium moniliforme e F. subglutinans.

Estudo voltamétrico de redissolução catódica de cefaloglicina em meio aquoso sobre eletrodo de mercúrio

Voltamogramas de redissolução catódica de cefaloglicina em meio ácido exibem uma única onda de redução em potenciais próximos da descarga do eletrólito (-1.0 V). Entretanto, o fármaco pode ser determinado indiretamente em meio alcalino (pH 10) através do complexo formado entre cefaloglicina e Hg(I) gerado na superfície do eletrodo sob potencial de acúmulo positivo (Eac= +0.20 V). Uma curva de calibração linear no intervalo de 0.122 a 1.22 mg/mL foi obtida para cefaloglicina em tampão B-R pH 10 utilizando-se tempo de acúmulo de 30 seg e potencial de acúmulo de +0.20 V. O método mostra alta reprodutibilidade e sensibilidade com desvio padrão relativo de 1,4 % para 5 determinações de 5x10-7 mol/L de cefaclor e limite de detecção de 5,17 ng/mL.

Eletrodo modificado em filme de paládio para a determinação voltamétrica de fosfito

Os íons fosfito constituem um importante componente inorgânico como fonte de fósforo na fertilização de solos, apresentando incontáveis vantagens em relação ao fosfato. A determinação desse ânion em produtos fertilizantes é usualmente realizada empregando-se método clássico de análise como gravimetria, sob a forma de pirofosfato de magnésio ou pela formação de cloreto mercuroso. Entretanto, existem algumas desvantagens nesta metodologia, como a necessidade de um elevado tempo de digestão e a possível produção de resíduos tóxicos. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo propor uma metodologia eletroquímica alternativa para a determinação de fosfito. A modificação eletroquímica na superfície de eletrodos de platina realizada por eletrodeposição de paládio apresentou efeito catalítico para a oxidação de íons fosfito a fosfato em meio de ácido sulfúrico 1,0 mol.L-1. Uma dependência linear em relação à concentração de fosfito foi obtida no intervalo de 5,0x10-6 a 5,0x10-4 mol.L-1 tendo uma sensibilidade amperométrica de 8,5x10(4) miA.mol-1.L e um limite de detecção de 3.67x10-6 mol.L-1.

Estudo eletroquímico de Fe[Fe(CN)5NO] em eletrodo de pasta de grafite

Nitroprussiato de ferro (FeNP) foi sintetisado e caracterizado por Infravermelho e absorção atômica. FeNP foi incorporado em eletrodo de pasta de grafite empregando-se como técnica de estudo a voltametria cíclica. O comportamento eletroquímico do eletrodo de pasta de grafite contendo FeNP apresenta dois processos eletródicos com potencial médio (Em) de (Em)1 = 0,24 V e (Em)2 = 0,85 V ( KCl =1,0M; v = 20 mV.s-1 vs ECS) atribuídos aos pares redox ( FeII/FeIII ) e FeII(CN)5NO/ FeIII(CN)5NO, respectivamente. A intensidade de corrente dos pares redox aumenta, linearmente com a velocidade de varredura indicando um controle de adsorção. O eletrodo de pasta de grafite modificada com FeNP apresenta estabilidade por vários dias. O estudo eletroquímico do eletrodo de pasta de grafite modificada com FeNP foi examinado em várias soluções de eletrólitos suporte sendo que a natureza do cátion afetam a intensidade de corrente e os potenciais dos pares redox ,deslocando (Em)1 para potenciais mais positivos na sequência: K+ >Na+>Li+ enquanto que a natureza do anion (Cl-, NO3-,SO4=) não afeta os pares redox. Os voltamogramas obtidos em diferentes concentrações de KCl (0,05 - 2,5 M)exibem deslocamentos do (Em)1 para potencial de valores mais positivos. Este deslocamento é linear com a variação da concentração do eletrólito suporte. A inclinação da reta é de 66 mV por década de concentração indicando a ocorrência de um processo quase nernstiano. O potencial médio permanece praticamente constante em pH entre os valores de 3,0 e 8,0. Um outro processo eletródico com (Em)3 = 0,47 V ocorre em pH < 3, sendo este atribuído a formação de novas espécies intermediárias.

Estudo do comportamento eletroquímico do herbicida ametrina utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada

Foi realizado um estudo do comportamento eletroquímico do herbicida ametrina em meio ácido utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada (SWV) combinada com eletrodo de gota suspensa de mercúrio (HMDE). O processo de redução da ametrina envolve a protonação prévia da molécula, seguido da transferência irreversível de dois elétrons com controle de velocidade dado pelo transporte de massa. A corrente de pico apresentou dependência linear com a concentração da espécie, o que permitiu se calcular um limite de detecção de 0,1 mg L-1 (0,1 ppb) em amostras preparadas com água pura de laboratório, valor este que possibilita a aplicação desta metodologia eletroanalítica na análise de traços do herbicida em amostras ambientais.