ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: UTILIZAÇÃO DO NANOCOMPÓSITO AMINOPROPIL/SÍLICA NA CONFECÇÃO DE SENSORES ELETROQUÍMICOS PARA DETERMINAÇÃO DE ÍONS Cu2+ EM SOLUÇÃO AQUOSA.
AUTORES: Barbosa dos Santos, V. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO-UEMA) ; da Silva Cardoso, W. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO-UEMA)
RESUMO: A utilização de nanocompósitos híbridos como modificadores em eletrodos
quimicamente modificados tem apresentado grande impulso em sistemas
eletroquímicos, uma vez que são materiais que possuem em sua constituição uma
mistura de compostos orgânicos e inorgânicos distintos que apresentam espécies
ativas, aumentando a seletividade e sensibilidade dos sensores. Desta forma o
presente trabalho consiste em testes e análises do nanocompósito híbrido a base
de sílica Aminopropil sílica (APSil), utilizado como modificador na confecção
dos sensores eletroquímicos de pasta de carbono com aplicação na determinação de
íons Cu2+ em solução aquosa, por meio da medida eletroquímica voltametria linear
de redissolução anódica. Obteve-se resultados significativos e favoráveis à
utilização do APSil
PALAVRAS CHAVES: Nanocompósitos ; Sensor eletroquímico; Voltametria
INTRODUÇÃO: O desenvolvimento de sensores eletroquímicos modificados com nanocompósitos tem
sido um estudo crescente, devido ao bom desempenho das nanopartículas em
sistemas eletroquímicos (TAKEUCHI, et al., 2007), que os tornam mais sensíveis e
seletivos, possibilitando a determinação qualitativa e quantitativa de analitos
químicos (FRANCISCO, et al., 2005). Os nanocompósitos a base de sílica ou sílica
funcionalizada com grupos terminais contendo átomos de Nitrogênio ou Oxigênio
são muito eficientes para a promoção de pré-concentração de íons metálicos, pois
possuem alta área superficial, porosidade controlada e estabilidade química
(CARDOSO,et al., 2004). O uso desses modificadores orgânicos/inorgânicos na
confecção de sensores eletroquímicos a base de pasta de carbono, apresenta alta
eficiência, uma vez que sua elevada área superficial contribui
significativamente para o aumento da área condutora nos eletrodos, propiciando a
ocorrência da pré-concentração de íons metálicos em sua superfície,
possibilitando sinais de corrente elevados e respostas voltamétricas rápidas,
além de serem de fácil preparo e baixo custo (FRANCISCO, et al., 2005). Desta
forma, o presente trabalho consiste em testes e análises com a utilização do
nanocompósito híbrido Aminopropil Sílica (APSil) na confecção de eletrodos de
pasta de carbono com vistas a serem aplicados na determinação de íons Cu2+ em
solução aquosa.
MATERIAL E MÉTODOS: As análises foram realizados com o nanocompósito híbrido orgânico/inorgânico a
base de sílica: Aminopropil Sílica (APSil) como modificador da pasta de carbono
no desenvolvimento de sensores eletroquímicos. Para tanto, fez-se estudos com
variações percentuais (%m/m): 2; 3; 5; 10; 20; 30; 40; 50 e 60 do modificador
do total de 0.0200g da pasta de carbono. A confecção dos eletrodos de trabalho
se deu com o preparo da pasta a partir da mistura (APSil - grafite - gota de
óleo mineral (nujol)) finalizada com o processo de homogeneização. Para as
medidas eletroquímicas foi utilizada a voltametria de varredura linear de
redissolução anódica na determinação de íons Cu2+ numa solução 1,0 x 10-4 mol L-
1 usando HNO3 0,1 mol L-1 como eletrólito. Todos os ensaios foram realizados em
um aparelho Autolab PGSTAT 30 potenciostato galvanostato, interfaceado a um
microcomputador e controlado pelo software GPES, para aquisição e tratamento de
dados. Durante as medidas usou-se uma cela eletroquímica com capacidade de 10 mL
e um sistema de três eletrodos, sendo um eletrodo de pasta de carbono modificada
como eletrodo de trabalho com área de 0,249 cm2; um eletrodo de Ag/AgCl como
referência e um eletrodo de platina como contra eletrodo. Foi analisada a
influência do pH na etapa de pré-concentração do metal, numa faixa de pH 2 a 6.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Figura 1 mostra que o melhor resultado de utilização do APSil se deu na
composição de 5% do modificador na pasta de carbono, onde foi verificado o
máximo de corrente obtida, sendo que composições com menor ou maior concentração
que 5% do modificador resultaram na diminuição do sinal de corrente de pico.
Tais comportamentos ocorreram devido à quantidade do modificador na pasta de
carbono, uma vez que quantidade inferior a 5% não possuiu agregado suficiente
que possibilitasse a pré-concentração dos íons na superfície do eletrodo, o que
resultou em menor corrente de pico, e quantidades maiores do modificador na
pasta de carbono tornaram o eletrodo mais resistivo devido a maior quantidade de
sílica (isolante) na composição, interferindo significativamente no bom
desempenho do eletrodo. Além disso, o pH também é um fator de grande influência
na pré-concentração dos íons na superfície do eletrodo, uma vez que o íons Cu2+
é detectável em meio ácido. O estudo da variação do pH mostrou que os melhores
resultados foram obtidos com maior nível de acidez do sistema, conforme se
observa na Figura 2.
Figura 1
Figura 1. Voltamogramas de redissolução anódica para
eletrodos de pasta de carbono modificada com APSil
em solução 1,0 x 10-4 mol L-1 de íons Cu2+.
Figura 2
Figura 2. Influência do pH nas variações de 2 a 6 na
solução de Cu2+ em teste com o eletrodo modificado
na concentração de 5% do APSil.
CONCLUSÕES: O modificador APSil usado na preparação dos sensores eletroquímicos atuou de forma
eficiente na pré-concentração de íons metálicos, possibilitando o aumento da
sensibilidade do sensor. Observou-se que o uso do nanocompósito na composição da
pasta de carbono melhorou a detecção dos íons Cu2+ em meio aquoso. Verificou-se,
também, que a variação do modificador na pasta de carbono influenciou diretamente
no desempenho do sensor, considerando a presença da sílica que age como
isolante reduzindo o sinal de corrente dos íons Cu2+.
AGRADECIMENTOS: Agradecimentos a:
UEMA;
FAPEMA;
LPQA-UFMA
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: TAKEUCHI,R.M.; SANTOS,A.L.; PADILHA,P.M.; STRADIOTTO,N.R.; Talanta 71 (2007) 771.
FRANCISCO,M.S.P.; CARDOSO,W.S.; GUSHIKEM,Y.; J. Electroanal. Chem. 574 (2005) 291.
W. S. Cardoso, M. S. P. Francisco, A. M. S. Lucho, Y. Gushikem, Solid State Ionics, 167 (2004) 165.
CARDOSO,W. S.; FRANCISCO,M.S.P.; LANDERS,R.; GUSHIKEM,Y.; Electrochimica Acta, 50, (2005), 4378.
