Sensor eletroquímico a base do compósito Mn(Salen)Cl e nanotubos de carbono oxidado para determinação de hidroquinona em amostra ambiental

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Iniciação Científica

Autores

Gomes dos Santos Neto, A. (UFMA) ; Silva de Sousa, C. (UFMA) ; de Cássia Silva Luz, R. (UFMA) ; da Silva Freires, A. (UFMA)

Resumo

A presença de compostos fenólicos residuais em ambientes aquáticos, como a Hidroquinona (HQ) tem despertado o interesse de um grande número de pesquisadores em virtude desses compostos apresentarem danos à saúde humana e animal, uma vez que os mesmos são capazes de desencadear diversas consequências, como câncer, problemas genéticos, entre outros. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma eletroquímica à base nanotubo de carbono oxidado (NTCPMO) e o complexo de manganês, Mn(Salen)Cl, suportados em eletrodo de carbono vítreo, visando sua aplicação em amostra ambiental. O sensor mostrou excelente atividade catalítica para determinação de HQ, com faixa de concentração linear de 0,04 a 1,94 µmol L-1 e sensibilidade 4,79 µmol L-1, bem como recuperação em torno de 100%.

Palavras chaves

Sensor ; nanotubos; hidroquinona

Introdução

Há algum tempo, a presença de compostos fenólicos em ambientes aquáticos vem despertando a atenção de pesquisadores. Os compostos utilizados por indústrias tais como as farmacêuticas, que acabam tendo como destino o ambiente. Estas substâncias apresentam danos à saúde humana e animal, pois se mostram capazes de desencadear diversas consequências, como cânceres, problemas genéticos, mutações entre outros [1,2,3,4]. Neste contexto, é de extrema importância o descarte apropriado, bem como a existência de um tratamento de esgoto eficaz para remoção desses poluentes. A Hidroquinona (HQ) é um difenol, substância eminente redutora, a qual é conhecida por se tratar de um composto fenólico amplamente utilizado em produtos farmacêuticos, borracha, corantes, fotografia e cosméticos, e, comumente utilizada no tratamento de despigmentação de manchas dermatológicas devido sua capacidade de atuar como um substrato da enzima tirosinase [5,6,7,8,9,10,11,12]. A partir do exposto é visível a grande importância do desenvolvimento de métodos que possam detectar e quantificar espécies como a HQ visando o monitoramento desta espécie em ambientes aquáticos devido a mesma se apresentar como fonte prejudicial ao meio ambiente, bem como os seres que precisam de um ecossistema mais “verde” para sua existência. Por isso, os métodos eletroanalíticos mostram-se promissoras ferramentas para determinação de compostos fenólicos, já que apresentam custo reduzido, considerável rapidez aliadas a uma boa seletividade, sensibilidade e simplicidade no tratamento das amostras [13,14,15,16,17]. Portanto, este estudo tem como objetivo o desenvolvimento de um sensor formado por nanotubos de carbono oxidado, modificado com complexo de manganês Mn(Salen)Cl para a determinação de HQ em amostras ambientais.

Material e métodos

Os reagentes utilizados no presente trabalho foram de grau analítico, reagentes como Complexo de manganês, Nanotubos de carbono com óxido de grafeno, Hidroquinona, Catecol, Ácido bórico, Ácido cítrico, Ácido fosfórico (H3PO4), Dissódico (Na2HPO4) (adquiridos na Sigma), Ácido bórico, Ácido cítrico, Ácido fosfórico (H3PO4), Dissódico (Na2HPO4) (adquiridos na Synth). As medidas eletroquímicas foram realizadas com um potenciostato/galvanostato Autolab®; acoplado a um microcomputador com o software GPES 4.9 para controle de potencial, aquisição e tratamento de dados. Para ajuste do pH das soluções tampão, utilizou-se soluções NaOH 0,2 mol L-1 ou HCl 0,1 mol L- 1 e um pHmetro Corning pH/Ion Analyser 350. CARACTERIZAÇÃO ELETROQUÍMICA POR VOLTAMETRIA CÍCLICA E VOLTAMETRIA DE ONDA QUADRADA (VOQ) Inicialmente, realizou-se a limpeza do eletrodo de carbono vítreo (ECV) com alumina e em seguida lavado com água deionizada. Voltamogramas cíclicos foram obtidos com o eletrodo não modificado e com o eletrodo modificado com 10uL de NTCPMO/Mn(Salen)Cl, na ausência e presença da Hidroquinona. A determinação voltamétrica de HQ, foi realizada através da construção da curva analítica pela técnica de voltametria de onda quadrada utilizando o eletrodo modificado com NTCPMO/Mn(Salen)Cl, em diferentes concentrações do fármaco (0,04 a 1,94 µmol L-1). Com a obtenção das correntes de pico para as concentrações do analito também foi possível obter os gráficos Ip vs. [HQ].

Resultado e discussão

A hidroquinona é oxidada a quinona e à redução da quinona reverte à reação levando a formação novamente de hidroquinona, este processo caracterizado por envolver a perda de dois prótons e dois elétrons. Neste contexto, o par redox observado no voltamograma (a) da Figura 1 refere-se ao processo redox da hidroquinona sobre o ECV modificado com o complexo Mn(salen)Cl. De acordo com esse resultado pode-se inferir que apenas o complexo de manganês dificulta a oxidação/redução do analito em solução. De acordo com os voltamogramas desta figura pode-se concluir que o ECV não modificado apresenta melhor resposta que o ECV modificado com o Mn(salen)Cl, entretanto, quando comparado com o ECV modificado apenas com os NTCPMO observa-se que o ECV não modificado apresenta correntes anódica e catódica bem menores para a hidroquinoa, entretanto potenciais redox bem mais baixos. Este resultado mostra que o sensor à base desses materiais é uma excelente alternativa para a detecção de hidroquinona em meios aquosos com grande sensibilidade. A determinação do analito foi realizada pela construção da curva analítica, utilizando a técnica de VOQ, Figrua 2A, pois considera-se a mesma como uma técnica mais sensível para a obtenção dos limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) para a espécie. Pode-se observar que há o aumento da corrente de pico à medida que a concentração de hidroquinona aumenta na solução eletrolítica. Obtendo-se uma faixa concentração linear entre 0,04 a 1,94 µmol L-1 e sensibilidade 4,79 µmol L-1. O sensor foi aplicado para a determinação de hidroquinona em amostras de águas naturais e os estudos de adição e recuperação do analito mostraram uma percentagem de recuperação em torno de 100%.

Voltamogramas cíclicos para o ECV modificado com: (a) Mn(salen)Cl; (b) NTCPMO e (c) NTCPMO/Mn(salen)Cl, e (d) ECV. Em 0,1 mol L-1 PBS pH 7.


A: Onda quadrada para a redução de HQ nas concentrações de 0,04 a 1,94 µmol L-1. B: Curva analítica obtida a partir dos voltamogramas de onda quadrada

Conclusões

Pelo exposto, pode-se concluir que foi possível o desenvolvimento de um sensor à base de nanotubos de carbono oxidado modificado com o complexo Mn(salen)Cl para detecção de hidroquinona. Considerando os resultados obtidos, foi possível classificar o sensor desenvolvido como satisfatório para a determinação desse analito em amostras ambientais, sendo esse utilizado em uma metodologia de baixo custo, fácil execução, exata, e seletiva para essa análise.

Agradecimentos

A Deus pоr tеr mе dado saúde е força pаrа superar аs dificuldades. A professora Rita de Cássia, pela orientação, apoio е confiança. Aos meus familiares e amigos pelo

Referências

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