Modificação do eletrodo de carbono vítreo com ftalocianina de cobalto para detecção da trifluralina

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Físico-Química

Autores

Ferro, E.C. (UEMS) ; Arruda, G.J. (UEMS)

Resumo

Este trabalho apresenta uma avaliação do efeito da quantidade de ftalocianina de cobalto (CoPc) sobre a corrente e potencial de pico de redução da trifluralina, utilizando como método eletroquímico a voltametria de onda quadrada (SWV), em eletrólito de suporte H₂SO₄ 0,02 mol L^-1 e eletrodo de carbono vítreo (CV) como eletrodo de trabalho. Os resultados obtidos mostraram que a melhor quantidade de CoPc na superfície do eletrodo foi de 8,85 µg cm^-2, resultando em um aumento de mais de 149% na intensidade da corrente de pico de redução da trifluralina.

Palavras chaves

Ftalocianina de Cobalto; Carbono Vítreo; Trifluralina

Introdução

A ftalocianina de cobalto (CoPc) é conhecida como catalisador homogêneo e heterogêneo para uma grande variedade de reações químicas. Ela funciona como catalisador redox, no qual o estado de oxidação do complexo metálico varia durante o ciclo catalítico (FERNÁNDEZ, C. et al., 1995). Em eletrocatálise, as ftalocianinas possuem larga aplicação na modificação de superfícies de eletrodos, por apresentarem singular atividade eletrocatalítica frente a diferentes reações e na determinação eletrocatalítica de muitos compostos, como pesticidas, carboidratos, fenóis, entre outros. A trifluralina (TRF) é um herbicida seletivo pré-emergente, de derivados benzênicos pertencentes à família das dinitroanilinas, de nome químico α,α,α-trifluoro-2,6-dinitro-N,N-dipropil-p-toluidina, indicado para o controle de ervas daninhas em culturas agrícolas, sendo considerado mediamente tóxico (ANVISA, 2010). Em meio ácido (pH < 2), ambos os grupos nitro presentes na estrutura molecular da TRF são quase simultaneamente reduzidos, onde observa-se o aparecimento de um único pico de redução, resultante da forte redução da densidade eletrônica nos grupos nitro (KOTOUCEK, M. et al., 1996). O objetivo deste trabalho, foi avaliar a influência da quantidade de CoPc sobre a corrente e potencial de pico da TRF, utilizando eletrodo de carbono vítreo (CV) como eletrodo de trabalho e como método eletroquímico a voltametria SWV.

Material e métodos

As medidas eletroquímicas foram realizadas em um Potenciostato/Galvanostato AUTOLAB PGSTAT 12 interfaciado a um computador e gerenciado pelo software NOVA 1.10 para aquisição e tratamento dos dados. O eletrodo de carbono vítreo foi previamente limpo em feltro umedecido com solução de alumina 0,3 µM em uma politriz e levado em banho ultrassônico em etanol absoluto (99,8%), água destilada e ácido nítrico (HNO₃) 0,1% respectivamente, durante 3 minutos em cada etapa, em lavadora ultrassônica L-100 (SCHUSTER). Para as medidas, foi utilizada uma célula eletroquímica com 3 eletrodos e capacidade para 25 mL. Os eletrodos de fio de platina, (Ag/AgCl) e eletrodo de carbono vítreo com área geométrica de 0,0804 cm², foram utilizados como eletrodo auxiliar, referência e de trabalho, respectivamente. Os voltamogramas foram obtidos após 10 minutos de purga de nitrogênio com pureza de 99,999%. Reagentes: A solução estoque de TRF foi preparada através da diluição do padrão analítico (Sigma-Aldrich com pureza de 99,1%) em etanol absoluto (99,8%). Para as medidas eletroquímicas, foram adicionados em 5 mL do eletrólito de suporte (H₂SO₄ 0,02 mol L^-1), 0,1 mL de uma solução de TRF à 4,772 x 10^-3 mol L^-1, obtendo assim uma concentração de 93,57 x 10^-6 mol L^-1 de TRF na célula. A solução estoque de Ftalocianina de Cobalto (II), foi preparada a partir de um padrão analítico (ALDRICH com pureza de 97%), dissolvendo-se 11,8 mg do padrão em 10 mL de isopropanol (VETEC com pureza de 99,5%), obtendo-se uma concentração de 1,18 g L^-1. Com o auxílio de uma micropipeta, foram adicionados sobre a superfície do eletrodo previamente tratado 0,6 µL, 1,0 µL e 1,4 µL da solução de CoPc.

Resultado e discussão

A influência da quantidade de CoPc na superfície do eletrodo, foram avaliadas utilizando SWV como método eletroquímico e os dados obtidos estão apresentados na Figura 1 e Tabela 1. Pode-se observar ausência de pico no voltamograma do eletrólito, por este não apresentar atividade eletroativa neste intervalo de potencial (0 V à -1 V). A presença de TRF na célula eletroquímica, apresentou um pico de redução em Ep= -0,594 V / Ip= -8,79 µA. A presença de CoPc na superfície do eletrodo, desloca o potencial de pico para valores mais positivos, isso ocorre devido as propriedades eletrocatalíticas do CoPc (DO NASCIMENTO et al., 2013). De acordo com os dados da Tabela 1, pode-se observar que as quantidades de 14,75 µg cm^-2 e 20,25 µg cm^-2 não influenciam significativamente na intensidade da corrente de pico. A quantidade de CoPc que apresentou um melhor resultado, foi de 8,85 µg cm^-2, resultando em um aumento de 149,15% na intensidade da corrente de pico de redução de grupos nitro da TRF.

SWVs em H2SO4 0,02 mol L-1, [TRF]= 93,57 µmol L-1, frequência = 80 Hz, amplitude = 150 mV e step = 12 mV.


Influência da quantidade de CoPc na superfície do eletrodo de CV.

Conclusões

De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que a presença de 8,85 µg cm-2 de ftalocianina de cobalto na superfície do eletrodo de carbono vítreo, influencia no processo de redução de grupos nitro da trifluralina, deslocando o potencial de pico para valores mais positivos e aumentando significativamente a intensidade da corrente de pico.

Agradecimentos

UEMS, CNPq e Fundect

Referências

ANVISA, Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução RE nº 159 de 19/01/10 índice monográfico T 24. Disponível em: http://portal.anvisa.gov.br/wps/wcm/connect/cf3ae9804745896f93a5d73fbc4c6735/T24++Trifluralina.pdf?MOD=AJPERES.
FERNÁNDEZ, C.; REVIEJO, A. J. & PINGARRÓN, J. M. “Voltammetric determination of the herbicides thiram and disulfiram with a cobalt phthalocyanine modified carbon past electrode”. Analusis, 23: 319, 1995.
KOTOUCEK, M.; OPRAVILOVA, M. 1996. Voltammetric behaviour of some nitropesticides at the mercury drop electrode. Analytica Chimica Acta. 329: 73-81 MOSES, P. R., Wier, L., Murray R. W. "Chemically Modified tin oxide Eletrocde" Anal. Chem.1975 (47), 1822.
DO NASCIMENTO, R. F. et al. Flow-injection electrochemical determination of citric acid using a cobalt(II)–phthalocyanine modified carbon paste electrode. Talanta, v. 105, p. 354–359, 15 fev. 2013.