ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: ESTUDO DA ELETROPOLIMERIZAÇÃO DE 2-AMINOFENOL UTILIZANDO MICROBALANÇA ELETROQUÍMICA DE CRISTAL DE QUARTZO
AUTORES: FELIPE, A.C. (IQ-UFU) ; FRANCO, D.L. (IQ-UFU) ; BRITO-MADURRO, A.G. (IQ-UFU) ; MADURRO, J.M. (IQ-UFU)
RESUMO: RESUMO:A utilização da microbalança eletroquímica de cristal de quartzo (MECQ) possibilita realizar medidas de variações de massa na escala de nanogramas, baseada na alteração da freqüência de ressonância de um eletrodo de cristal de quartzo. O estudo da eletropolimerização de 2-aminofenol em diferentes valores de pH, por meio da MECQ pode fornecer dados sobre a formação desse polímero. Todos os estudos foram realizados em solução aquosa contendo H2SO4. O valor de pH das soluções foi modificado utilizando-se uma solução aquosa de NaOH diluída. Observou-se a formação de filmes poliméricos derivados de 2-aminofenol em todo o intervalo de pH. A elevação dos valores de pH resultou em um aumento no ganho global de massa com incorporação de quantidades de solvente e íons ao polímero em formação.
PALAVRAS CHAVES: 2-aminofenol, eletropolimerização, microbalança eletroquímica de cristal de quartzo
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: A microbalança eletroquímica de cristal de quartzo (MECQ) é usada em estudos eletroquímicos para medir as variações de freqüência de oscilação de um cristal de quartzo [YUNLONG et al, 2006]. Uma mudança na espessura do cristal, promove uma alteração na freqüência de forma inversamente proporcional. Em 1959, Sauerbrey elucidou uma equação que relacionasse essas alterações [Sauerbrey, G, 1959].
A MECQ tornou-se uma ferramenta importante para a formação, caracterização e aplicação de filmes poliméricos, como a construção de sensores biológicos [LUCARELLI et al, 2008].
O 2-aminofenol é um monômero que apresenta dois grupos que podem ser oxidados (-OH e-NH2). A geração de filmes poliméricos derivados desse monômero em estudos eletroquímicos é importante para o desenvolvimento de novos materiais. O estudo da formação e caracterização deste polímero e polímeros derivados dos isômeros 3-aminofenol e 4-aminofenol foram realizados por membros do grupo de pesquisa [FERREIRA et al, 2008; FRANCO et al, 2008a; FRANCO et al, 2008b; MADURRO et al, 2007],sobre eletrodos de grafite. A formação do poli-2-aminofenol sobre eletrodos de ouro já foi estudada por MECQ [TAO et al, 2004] com caracterização feita através de espectro de condutância, IR e UV-visível [SERENO et al, 1988; TUCCERI et al, 1997].
Estudos [HORACIO et al, 2004; GÉNIES et al, 1990] mostram que a eletropolimerização é normalmente realizada em meio ácido. Mas a alteração do pH do meio é viável gerando estruturas com diferentes propriedades eletroquímicas [FRANCO et al, 2008a; COTARELO et al, 2005]. Os estudos da formação de filmes derivados do 2-aminofenol em diferentes valores de pH formam polímeros com características diferentes e que podem vir a se encaixar à construção de biossensores.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAL E MÉTODOS: Para as medidas eletroquímicas foi utilizado um potenciostato da CH Instruments, modelo 420A. Os experimentos foram realizados em uma célula eletroquímica de três compartimentos feita de Teflon. O eletrodo de trabalho utilizado foi um eletrodo de cristal de quartzo com corte AT, 8MHz, coberto em ambas as faces com ouro. Um fio de platina foi utilizado como contra-eletrodo. Como eletrodo referência foi utilizado um Ag / AgCl / KCl (3mol.L-1).
O eletrodo de trabalho foi limpo com éter de petróleo, acetona e água deionizada, respectivamente, e secos com nitrogênio ultra-puro. Um tratamento eletroquímico foi realizado em uma solução de H2SO4, através de voltametria cíclica, varrendo o potencial entre -0,25 e +1,25 V para promover a limpeza do ouro.
A solução de 2-aminofenol foi preparada em H2SO4 e o pH foi ajustado com uma solução aquosa diluída de NaOH, utilizando-se um pHmetro Digital PG1800 da Gehaka. As medidas da freqüência versus potencial foram realizadas concomitantes à voltametria cíclica. Foram realizados 20 ciclos para cada ensaio.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: A figura 1A mostra a primeira voltametria cíclica do eletrodo em solução contendo 2-aminofenol nos diferentes valores de pH. Observa-se um deslocamento da onda de oxidação do monômero para potenciais mais catódicos com o aumento do pH. Isso se deve ao fato de que, em meios básicos a espécie predominante é o fenóxido,tornando o monômero mais eletroativo,mais fácil de ser eletropolimerizado.
A figura 1B mostra os valores de densidade de massa ao final de cada um dos 20 ciclos realizados. Observou-se que os valores de massa depositada aumentam com o aumento do pH da solução de eletropolimerização. As diferenças entre o experimento realizado a pH 0,7 e o realizado a pH 7,0 não são tão evidentes quanto o realizado em meio básico (pH 12,0). Em meio ácido, as ondas responsáveis pela formação do polímero aparecem com valores de corrente muito baixos, devido à concentração do eletrólito e o número de varreduras reduzido, fazendo com que o aumento global de massa seja menor. Porém os parâmetros utilizados são necessários para não promover o surgimento de cromo na superfície do eletrodo que quartzo, inutilizando o eletrodo. Com a diminuição da acidez do meio há um aumento global de massa devido ao acompanhamento de solvente ao filme em formação. Em meio básico, o aumento é mais evidente devido ao fato de ocorrer uma eletropolimerização facilitada pelos íons fenóxido, como já descrito e a presença, além de solvente, de íons que podem ser incorporados durante a formação do polímero.
Figura 1. Em (A) voltamograma cíclico e em (B) Densidade de massa depositada versus número de ciclos, do eletrodo de quartzo recoberto com ouro em solução aquosa contendo 2-aminofenol (2,5x10-3 mol.L-1) em meio de H2SO4 (0,2mol.L-1) pHs: 0,7 (verde); 7,0 (preto)e 12 (vermelho).
CONCLUSÕES: CONCLUSÕES: Foi possível a eletropolimerização de 2-aminofenol sobre eletrodo de quartzo recoberto com ouro, em diferentes valores de pH. Com o aumento desses valores, foi observada maior facilidade para oxidação do monômero, bem como aumento global na massa depositada com a participação de solvente e íons durante o processo.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPq, FAPEMIG e CAPES pelo suporte financeiro..
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