Microeletrodos: I. Construção e caracterização

Estudou-se e discutiu-se os diferentes métodos de preparação de microfios de Pt pura, Pt-Ir (20%, m/m) e Pt-Rh (10%, m/m) a serem empregados na construção dos respectivos microeletrodos. Os fios de Pt e suas ligas foram obtidos empregando fieiras com diferentes diâmetros. Em seguida foi utilizado o procedimento de desgaste eletroquímico em sal fundido (mistura NaNO3/ NaCl 14: a 320oC) para a Pt e em solução 6 molL-1 NaCN + 2 mol L-1 NaOH para a liga de Pt-Ir. Para a caracterização da interface metal-vidro e determinação dos raios geométrico e efetivo foram empregadas as microscopias óptica e eletrônica de varredura, a voltametria cíclica e a cronoamperometria. A condição de selagem foi verificada através dos gráficos da capacitância aparente Cd, corrigida considerando-se a área dos microeletrodos, e a velocidade de varredura, v.

Microeletrodos: II. Caracterização eletroquímica

Estudou-se o comportamento eletroquímico de microeletrodos de Pt e de suas ligas (Pt-Rh (10%, m/m; Pt-Ir(20%, m/m)), com geometria em forma de disco, explorando diferentes dimesões para os microeletrodos: r e = 30 a 150 mm. Os estudos foram realizados em solução aquosa de KCl 1 mol L-1 contendo [K4Fe(CN)6] 6,00 x 10-3 mol L-1. Foram aplicadas diferentes equações descritas na literatura para a condição de estado estacionário e quase-estacionário. A condição de estado estacionário não foi obtida para nenhum dos eletrodos estudados. A curva média, comumente empregada como representativa da corrente de estado estacionário, somente representou tal condição até a meia-altura das curvas I/E, e ainda para valores de r e 70 mm. O aumento do r e evidenciou uma transição de comportamento de micro para semi-micro eletrodo. Apesar disso, as equações que permitem avaliar a contribuição da corrente difusional e radial para a corrente total do voltamograma aplicaram-se perfeitamente em todo o intervalo de raios utilizado neste trabalho.

Determinação da demanda química de oxigênio em águas por espectrofotometria simultânea dos íons crômio(III) e dicromato

Propõe-se metodologia analítica para a determinação da demanda química de oxigênio(DQO) em águas e efluentes pouco poluídos, pela espectrofotometria simultânea dos íons crômio(III) e dicromato, após a clássica oxidação sulfocrômica das amostras, à quente e catalisada por íons Ag+. Demonstra-se que a inter-relação entre as concentrações de DQO, de crômio(III) formado e de dicromato residual permite simplificar a resolução numérica do sistema - de multicomponente, envolvendo as concentrações desses dois íons, e medidas de absorbância em pelo menos dois comprimentos de onda para monocomponente, envolvendo diretamente a concentração em DQO, e medida de absorbância num único comprimento de onda.

Estudo da utilização do extrato aquoso de barbatimão (Stryphnodendron barbatimão, M.) no ensino de química

No presente trabalho , foi investigado o comportamento do extrato aquoso da casca de barbatimão (Stryphnodendron barbatimão, M.), como indicador em titulação ácido-base. No controle do pH utilizou-se soluções-tampão de Clark e Lubs preparadas de acordo com Ohlweiler.9 Os espectros de absorção molecular na região do visível foram obtidos para a determinação do comprimento de onda dos máximos de absorção. Efetuou-se vários tipos de titulações envolvendo ácidos e bases de diferentes forças. Os pontos de equivalência foram determinados com o indicador natural, e tiveram concordância com os obtidos pelo método potenciométrico. Os resultados indicam que o extrato aquoso da casca de barbatimão, apresenta potenciabilidade didática aos conceitos básicos de equilíbrio químico para estudantes de 2o grau e para cursos de Química Geral. Verificou-se, ainda , a aplicabilidade do extrato na avaliação do cumprimento da lei de Lambert-Beer, bem como o uso de espectros de absorção molecular para cursos de Química Analítica Instrumental.

Microeletrodos: III. arranjos de microeletrodos, construção e caracterização

Neste trabalho procurou-se descrever detalhadamente o procedimento de preparo de um arranjo de eletrodos com geometria em forma de microdiscos (20,2 < r e < 25,7 mim) e estudar o comportamento eletroquímico desse conjunto de microeletrodos. Foram aplicadas diferentes equações descritas na literatura para a condição de estado estacionário e quase-estacionário e equações para a simulação de voltamogramas em regime estacionário. Para baixas velocidades, v <= 0,1 mV s-1, observou-se uma excelente sobreposição dos voltamogramas cíclicos experimental e simulado, entretanto, velocidades desta ordem de grandeza são pouco práticas do ponto de vista experimental. Observou-se, também para todos os microeletrodos estudados, uma transição da condição de corrente estacionária para quase-estacionária, com o aumento dos valores de v. Equações que permitem avaliar a contribuição das correntes radial e difusional, para a corrente total, ajustam-se perfeitamente as curvas I/E em todo o intervalo de raios dos eletrodos e valores de v empregados. Os voltamogramas obtidos para o arranjo de eletrodos operando na condição de curto circuito apresentou um fator de amplificação de 19 vezes, referente ao sinal obtido a partir de um único microeletrodo. Tal fator confirma a condição de ausência de sobreposição das camadas de difusão dos eletrodos e, portanto, reflete a contribuição individual de cada eletrodo para a corrente total.

Utilização do extrato bruto de frutos de solanum nigrum L no ensino de química

As antocianinas, pigmentos da classe dos flavonóides, são os principais substâncias cromogênicas encontrados nas flores vermelhas, azuis e púrpuras. Uma das principais características das antocianinas, com aproveitamento didático é a sua mudança de coloração em função do pH do meio. Este trabalho se insere em um projeto mais amplo, que visa propor experimentos simples e de baixo custo para ensino, utilizando-se de vegetais facilmente encontrados no Brasil. Os corantes utilizados se prestam ao ensino desde conceitos básicos de equilíbrio químico para estudantes de ensino médio, de indicadores em titulação para cursos de química geral e até da Lei de Lambert-Beer e de Espectros de Absorção, para cursos de instrumentação. A espécie utilizada foi Solanum nigrum L (maria-preta), cujo extrato bruto foi utilizado como agente cromóforo. Usando o extrato bruto como indicador em titulações ácido-base, observaram-se erro relativos da ordem de 0,11-1,0%, quando comparado com os resultados potenciométricos. A mudança de cor observada foi de vermelho para amarelo, entre pH 4 e 10. Espectros de absorção na região do UV e do visível foram obtidos em diferentes pH, para determinação dos comprimentos de onda dos máximos de absorção, bem como para demonstração da mudança da forma destes espectros em função da acidez do meio.

Investigação eletroquímica de alguns compostos organopaládio (ll): Determinação dos processos de redução do centro metálico em ciclopaladados

Investigou-se o comportamento eletroquímico dos dímeros ciclopaladados [Pd(dmba)(mi-X)]2 [X = Cl (1), NCO (2), NCS (3), CN (4)] (dmba = N,N-dimetilbenzilamina) e do monômero [Pd(dmba)(MeCN)2][NO3] (MeCN = acetonitrila). Os resultados experimentais mostraram redução de Pd(II) para Pd(I) para os compostos 1-3, enquanto que somente para 1 observou-se a redução de Pd(I) para Pd(0) em uma única etapa. O complexo 5 mostrou redução de Pd(II) para Pd(0). Observou-se que a estabilidade eletroquímica destes compostos diminuem na seguinte ordem: [Pd(dmba)(mi-CN)]2 (4) > [Pd(dmba)(mi-NCO)]2 (2) > [Pd(dmba)(mi-SCN)]2 (3) > [Pd(dmba)(MeCN)2][NO3] (5) > [Pd(dmba)(mi-Cl)]2 (1).

Comportamento voltamétrico da redução de 2-furfuraldeído em etanol utilizando eletrodo de carbono vítreo

Este estudo descreve o comportamento voltamétrico da redução de 2-furfuraldeído em etanol utilizando-se eletrodo de carbono vítreo, visando estabelecer condições experimentais adequadas para a determinação de 2-furfuraldeído em álcool combustível. Os voltamogramas obtidos para o 2-furfuraldeído em uma velocidade de varredura (v) de 100mV.s-1 apresentaram uma corrente de pico catódica (i pc) definida em um potencial de -1,45V (vs. ECS) para o meio aquoso e -1,71V (vs. ECS) para o meio alcoólico, não sendo observadas correntes de pico anódicas nestes meios reacionais. A relação entre i pc e v½ apresentou-se linear em ambos os meios, exibindo um transporte de massa controlado por difusão. A análise dos parâmetros eletroquímicos obtidos neste estudo revelou que o processo eletródico apresenta um comportamento irreversível. A dependência de i pc com a concentração da espécie reacional apresentou-se linear no intervalo de concentração estudado, de 9,5x10-4 a 5,8x10-3 mol L-1 para ambos os meios. A sensibilidade do método em meio aquoso e alcoólico foi de 13,4 e 13,0 (x 10-3) mA mol-1 L respectivamente. Os limites de detecção (L.D.) referentes à determinação de 2-furfuraldeído, em meio aquoso e alcoólico situam-se entre 0,70 e 0,80 (x 10-3) mol L-1 respectivamente.

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 espectro eletroquímico de sistemas estruturados argila-corante

O comportamento eletroquímico e espectroeletroquímico do sistema montmorilonita-azul de metileno (MM-AM)/AMsolução foi investigado empregando-se a técnica de voltametria cíclica e de transiente, I x t (corrente versus tempo) sobre eletrodo de vidro ITO modificado pela deposição mecânica de filmes do compósito MM-AM. Os filmes foram preparados empregando três procedimentos: 1- na ausência de CTACl (surfactante, cloreto de cetiltrimetilamônio); 2- com incorporação do CTACl à região interlamelar; e 3- na presença do CTACl, porém, não incorporado à região interlamelar. A técnica espectrofotométrica foi empregada para a caracterização e para o estudo eletrocrômico dos filmes formados. Os resultados experimentais permitiram observar que: i- os filmes preparados com a incorporação prévia do AM a região interlamelar fornecem uma resposta eletroquímica mais eficiente com o aparecimento de um par de picos bem definido; ii- a adição do CTACl, de forma geral permite a obtenção de filmes mecanicamente mais estáveis; iii- com a inclusão prévia do CTACl na região interlamelar não ocorre o aparecimento da forma protonada do AM (AMH+); iv- na ausência da forma protonada o compósito não apresenta comportamento eletrocrômico.

Determinação voltamétrica de Cd e Pb usando eletrodo modificado com polianilina sulfonada

A co-polimerização eletroquímica de misturas de anilina e ácido 3-aminobenzenosulfônico foi realizada por voltametria cíclica em solução de ácido sulfúrico.O grau de polimerização aumentou com o crescimento da acidez e da concentração de anilina em solução. Os eletrodos cobertos com filme de mercúrio e polianilina sulfonada foram avaliados para a análise de metais traço por voltametria de redissolução anódica. Os limites de detecção para o chumbo e cádmio foram 6,96 e 15,3 nmol L-1, respectivamente. O eletrodo modificado foi usado para determinar os metais em amostras ambientais reais.

Atividade eletrocatalítica de eletrodos compostos por Pt, RuO2 e SnO2 para a eletrooxidação de formaldeído e ácido fórmico

A atividade eletrocatalítica para a oxidação de ácido fórmico e formaldeído em eletrodos binários de Pt e SnO2 e ternários de Pt, RuO2 e SnO2 em diferentes composições, foi investigada através das técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria. Os materiais foram preparados por decomposição térmica de precursores poliméricos na temperatura de 400&deg;C. Os experimentos de voltametria cíclica mostraram que os eletrodos mistos proporcionaram uma diminuição de ~100 mV (ERH) no potencial de pico de oxidação das moléculas orgânicas em relação ao eletrodo contendo somente Pt e indicaram que a composição Pt0,6Ru0,2Sn0,2Oy possui maior densidade de corrente de oxidação em potenciais inferiores ao potencial de pico. Os experimentos de cronoamperometria confirmam a contribuição da adição de SnO2 e RuO2 para o aumento da atividade catalítica em menores valores de potencial.

Análise voltamétrica do corante têxtil do tipo antraquinona empregando eletrodos de carbono impresso

O corante reativo Reactive Blue (RB4), que possui como grupo cromóforo uma antraquinona e um grupo diclorotriazina como grupo reativo, foi determinado em níveis de micromol utilizando eletrodos de carbono impresso empregando a técnica de voltametria de pulso diferencial. Foram obtidas respostas lineares entre a corrente de pico e a concentração do corante entre 3,4 x 10-6 e 3,0 x 10-4 mol L-1 em solução de KCl pH 1,0. Empregando as condições otimizadas para a analise do corante, foi estudada a influência da temperatura de aquecimento na hidrólise do grupo reativo, monitorando um pico de redução em -1,1 V (vs. carbono impresso).

Eletro-oxidação de etanol sobre eletrocatalisadores PtRh/C, PtSn/C e PtSnRh/C preparados pelo método da redução por álcool

Os eletrocatalisadores PtRh/C, PtSn/C e PtSnRh/C foram preparados pelo método da redução por álcool e caracterizados pelas técnicas de EDX, difração de raios X e voltametria cíclica. A eletro-oxidação direta de etanol foi estudada por voltametria cíclica utilizando a técnica do eletrodo de camada fina porosa. Na região de interesse para aplicações em células a combustível a etanol direto (0,3 a 0,4 V) os eletrocatalisadores PtSn/C e PtSnRh/C se mostraram mais ativos que os eletrocatalisadores PtRh/C.