MÉTODO ELETROANALÍTICO PARA DETERMINAÇÃO DE COBRE (II) EM MICROEMULSÃO DE BIODIESEL

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Ferreira Borges, M.D. (UFMA) ; Silva Costa, D.K. (UFMA) ; Frazão Conceição, C.A. (UFMA) ; Viana de Carvalho, P.A. (UFMA) ; Yotsumoto Neto, S. (UFMA) ; Trindade Fernandes, R.M. (UFMA) ; Silva Ferreira, M. (UFMA) ; Lopes Brandes Marques, A. (UFMA)

Resumo

Este trabalho propõe um método voltametrico utilizando microemulsões como meio de análise para a determinação de cobre em biodiesel pela técnica de voltametria de redissolução no modo onda quadrada, utilizando eletrodo compósito de grafite modificado SBA-15 (GPUSBA) como eletrodo de trabalho. A técnica foi escolhida devido ao baixo custo, alta sensibilidade e considerável seletividade. Visando eliminar a etapa de pré-tratamento na amostra, uma microemulsão de biodiesel foi avaliada de forma satisfatória como meio alternativo para estudo de cobre no biodiesel pela técnica de voltametria, apresentando boa precisão e exatidão, foi possível determinar concentrações de Cu (II) na faixa de 10-9 mol L -1.

Palavras chaves

Microemulsão de Biodiesel; Cobre; Voltametria

Introdução

Em perspectivas atuais, é crescente a preocupação com questões ambientais, principalmente no que se refere à introdução de matrizes energéticas com menores potencias ofensivos ao meio ambiente. Fontes viáveis para a substituição deste combustível e seus derivados vêm sendo discutidas. Os biocombustíveis se deslancharam como uma alternativa a substituição do diesel de petróleo. Faz-se necessário estabelecer padrões de qualidade no biodiesel, objetivando fixar teores limites dos contaminantes que não venham prejudicar a qualidade das emissões da queima, bem como o desempenho, a integridade do motor e a segurança no transporte e manuseio. O cobre, mesmo em pequenas concentrações, pode levar a uma redução no desempenho do combustível (SOUZA, 2008). A busca de novas tecnologias a exemplo da técnica de voltametria, vem tomando um espaço gradativo no cenário da química analítica. Com o amplo desenvolvimento nas pesquisas nesta área, abre espaço para novos estudos que possam constantemente auxiliar o desempenho dessas novas ferramentas de análise, os sensores eletroquímicos são exemplos clássicos dessas novas ferramentas. Em matrizes muito complexas, no caso do biodiesel faz-se necessário o pré- tratamento da amostra, que geralmente envolvem a digestão da amostra. Um método caro e com grandes de risco de contaminação, além da potencial perda de analito. Microemulsões dispensam a digestão da amostra e viabilizam sua aplicação nas técnicas voltamétricas. As microemulsões vêm se destacando em pesquisas, devido à sua importância científica e tecnológica, pois estas apresentam características muito importantes como: tensão superficial muito baixa, grande área superficial, estabilidade termodinâmica e capacidade de solubilizar substâncias inicialmente imiscíveis (PAUL e MOULIK, 2001).

Material e métodos

Preparo de Microemulsão de Biodiesel: Nas concentrações dos constituintes utilizou-se o Biodiesel Metílico de Babaçu puro (BMB-X-100), ácido nítrico, álcool etílico e surfactante. Para o surfactante utilizou-se um não iônico (Triton X-100™) na razão etanol/surfactante: 2:1 (C/T). Equipamentos, Materiais, Reagentes e Acessórios: Todos os reagentes químicos utilizados foram de pureza analítica P.A. A água foi deionizada em um purificador Nanopure Barnstead atrelado a um sistema de água Quimis. Utilizando a solução padrão concentrada do metal Cu (II) 1000 mg L- 1, foram preparadas duas soluções estoque; uma com concentração 1,00 x 10-4 mol L-1 e a outra 1,00 x 10-6 mol L-1, ambas em meio aquoso. Os experimentos eletroquímicos foram realizados em células de vidro pirex. O eletrodo compósito degrafite modificado SBA-15 (GPUSBA), foi utilizado como eletrodo de trabalho, um fio de platina e Ag/AgCl como eletrodo auxiliar e referência respectivamente assim ilustrado na Figura 1. Experimentos Voltamétricos: As medidas voltamétricas foram realizadas em um analisador voltamétrico Autolab (Metron) PGSTAT 302, interfaceado a um computador para registro dos dados. A técnica utilizada para determinação do metal Cu (II) foi a Voltametria de redissolução Anódica, no modo onda quadrada. Alguns parâmetros usuais referentes à técnica como amplitude de pulso e velocidade de varredura, estes foram ajustados mediante estudos prévios.

Resultado e discussão

A resposta voltamétrica obtida na análise Cu (II) em amostras microemulcionadas de biodiesel de metílico babaçu puro (BMB-100), foram analisadas em termos de corrente de pico anódica, onde fixou-se os parâmetros previamente otimizados. Os voltamogramas expresso na Figura 1 (a), são referentes à determinação do metal em estudo obtidos através das adições sucessivas de padrões de 3 x 10-9 Cu2+ na amostra microemulsionada. Obtendo os resultados voltamétricos das adições sucessivas da solução padrão de Cu (II) pode-se então traçar uma curva de adição padrão (Figur 1b), obtendo então a recuperação, que é um dos métodos utilizados para validar a técnica utilizada. Através da interpolação do gráfico obteve a concentração de 3,2290 x 10-9 mol L-1 de Cu (II) encontrada na amostra microemulsionada contaminada, obtendo uma recuperação de 107,1%. A técnica, juntamente com o sensor utilizado se mostram excelentes para a determinação de Cu2+ em amostras microemulcionadas, obtendo uma ótima recuperação, levando em consideração que a margem de aceitação da técnica é de até 25% acima ou a baixo. O excesso de 7,1% apresentados na recuperação se deve, pois os reagentes utilizados apresentam traços de metais, dentre eles está o Cu (II). Os valores estatísticos obtidos a partir da curva de adições padrão, mostram-se satisfatórios para análises de Cu (II) em biodiesel, apresentando um limite de detecção (LD) de 1,0008 x 10 9 mol L-1. Além disso, pode-se observar que houve um crescimento da corrente de pico proporcionalmente ao aumento da concentração do íon metálico em estudo na Figura 2, ficando evidente a dependência da corrente, com relação à concentração do Cu (II).

(a)Voltamogramas referentes à análise de Cu2+ em amostra de biodiesel de babaçu microemulsionada. (b)Curva de Adição Padrão.

Conclusões

A microemulsão estudada é um meio propício e viável para a determinação de espécies Cu (II) no biodiesel pela técnica de Voltametria de Redissolução Anódica no modo Onda Quadrada, usando o eletrodo compósito de grafite modificado SBA-15 (GPUSBA), já que houve linearidade satisfatória entre as correntes de pico e as concentrações do íon metálico.

Agradecimentos

UFMA, LPQA, PIBIC, PRH-39/ANP, FUNDAÇÃO SOUSÂNDRADE.

Referências

SOUSA, J. K. C.; DANTAS, A. N. S.; MARQUES, A. L. B.; LOPES, G. S. Experimental design applied to the development of a copper direct determination method in gasoline samples by graphite furnace atomic absorption spectrometry. Fuel, 2008.

PAUL, B. K.; MOULIK, S. P. Uses and Applications of Microemulsions. Cuffent Sci., special issue 80, 8, 2001.