ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Físico-Química
Autores
Maximiano, E.M. (UEMS) ; Siara, L.R. (UEMS) ; Arruda, G.J. (UEMS)
Resumo
O presente trabalho apresenta o estudo do efeito da zeólita na resposta eletroquímica do pesticida Carbendazim utilizando como método eletroquímico a voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Pode-se observar na voltametria cíclica um aumento de 135% na intensidade da corrente de pico utilizando o eletrodo de pasta de carbono modificado com 1 grama de Zeólita quando comparado com o eletrodo de pasta de carbono sem modificação, sendo este resultado relacionado com a resistência da solução e com a constante de velocidade heterogênea padrão, sendo que esta apresenta um valor 255 vezes maior para o eletrodo com zeólita em comparação com o eletrodo de pasta de carbono.
Palavras chaves
Impedância Eletroquímica; Zeólita; Carbendazim
Introdução
O fungicida Carbendazin (MBC) pertence ao grupo dos compostos carbamatos benzimidazol sendo captado pelas plantas através das raízes, sementes ou folhas depois é transferido para a planta inteira(GONZÁLEZ; et. al, 2000.). As zeólitas são aluminossilicatos cristalinos de larga aplicação industrial. As razões de seu êxito são sua alta área superficial, capacidade de adsorção (XU; et. al, 2007.). A voltametria cíclica (VC) é considerada uma ferramenta poderosa e versátil para estudar reações eletroquímicas, sendo muito útil na prospecção de informações qualitativas sobre a termodinâmica dos processos redox envolvidos, além disso, possibilita avaliar a reversibilidade de processos eletroquímicos, favorecendo a realização de estudos exploratórios quando não se tem informações sobre a eletroatividade do analito em estudo (SOUZA; et. al, 2004.). A espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) envolve a aplicação de uma perturbação de potencial ou de corrente no sistema sob investigação. Este método de aplicação do potencial possibilita que o sistema seja perturbado empregando poucos milivolts, de forma a tornar possível a investigação de fenômenos eletroquímicos próximos ao estado de equilíbrio. Além disto, é possível perturbar o sistema usando diferentes valores de freqüência. Uma vez que a perturbação no sistema sob investigação é de pequena amplitude é possível empregar a técnica para a análise de etapas de um mecanismo reacional (BARD; et. al, 1994). O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da zeólita sobre a resposta eletroquímica do MBC utilizando o eletrodo de pasta de carbono(CPE) e o eletrodo de pasta de carbono modificado com 1 grama de Zeólita(ZMCPE) como eletrodos de trabalho, e como método CV e EIE.
Material e métodos
As medidas eletroquímicas foram realizadas em um Potenciostato/Galvanostato AUTOLAB PGSTAT 128N interfaciado a um computador e gerenciado pelo software NOVA 1.10 para aquisição e tratamento dos dados. Foi utilizada uma célula de vidro de compartimento único com três eletrodos: eletrodo de prata/cloreto de prata (Ag/AgCl) como referência; eletrodo de fio de platina como eletrodo auxiliar e como eletrodos de trabalho foram utilizados CPE (grafite 3,5 gramas + Nujol 1,5 gramas) e ZMCPE (grafite 3,5 + Nujol 1,5 + Zeólita 1.0 grama), utilizando o tampão BR 0,2 mol L-1 em pH 5. As análises voltamétricas foram analisadas a um potencial de 1,1 a 0,25 V, ν = 100 mVs-1. A solução de estoque do MBC foi obtida pela dissolução em 90:10 (acetonitrila:acido sulfúrico) do padrão de MBC da Riedel-deHaën® com pureza de 99,1%, sendo que a solução de trabalho encontrava-se na concentração de 11 ppm. Para as medidas de impedância foram utilizados os mesmos eletrodos anteriormente citados, e como solução de trabalho utilizou-se uma solução de K3 [Fe(CN)6] 1 mmolL-1 em tampão BR 0,2 mol L-1 pH 5. Os espectros foram registrados na faixa de frequências de 100 mHz a 10kHz com um potencial de amplitude alternada de 25 mV em potencial de circuito aberto.
Resultado e discussão
A Figura 1 apresenta os voltamogramas cíclicos para o tampão BR utilizando
CPE(Curva 1)e para uma solução de MBC 11 ppm utilizando CPE(Curva 2)e
ZMCPE(Curva 3). Pode-se observar a ausência de pico de oxidação e redução no
primeiro voltamograma caracterizando que nessa janela de varredura de potencial
não existe interferência do tampão. A eletroatividade do MBC é comprovada com a
presença de 1 pico de oxidação (Ip 2,53µA/Ep 0,88V) e 1 de redução (Ip
-0,67µA/Ep 0,84V) utilizando-se CPE, e para o ZMCPE ocorrem 2 picos de
oxidação (Ip 5,93µA/Ep 088V e Ip 0,32µA/Ep 0,49V) e 2 de redução (Ip -1,75µA/Ep
0,84V e Ip -0,21µA/ Ep 0,45V). A presença dos quatro picos no ZMCPE se deve a
formação de um dímero que é reversivelmente reduzido para o álcool
correspondente (HERNANDEZ et. al, 1996). Levando-
se em consideração apenas o pico de oxidação de maior intensidade para os dois
eletrodos observa-se um aumento de 135% na corrente de pico Ip sem que houvesse
deslocamento no potencial de pico Ep quando comparado ZMCPE com CPE. A Figura 2
apresenta o diagrama de Nyquist e o circuito [Rs(Cdc[RtcW])], onde Rs
resistência da solução, Cdc capacitância da dupla camada e Rtc resistência de
transferência de carga. Os valores de Rtc foram de 305Ω e 290Ω, em CPE e ZMCPE
respectivamente. A constante de velocidade heterogênea padrão foi estimada
através da equação: k0 = (RT)/(n2F2 A Rtc C),
onde R constante universal dos gases, T temperatura em K, F constante de
Faraday, A área do eletrodo, e C concentração de K3[Fe(CN)
6] na célula, obtendo valores de 0,0068 e 1,74 cm s-1 em
CPE e ZMCPE respectivamente. A zeólita provoca o aumento de
k0 favorecendo a transferência de carga e aumentando o Ip.
Voltamogramas cíclicos obtidos para: Curva 1) Tampão BR utilizando CPE; Curva 2) 11ppm de MBC utilizando CPE; Curva 3) 11ppm de MBC utilizando ZMCPE.
Espectros de Impedância obtidos para uma solução de K3[Fe(CN)6] 1mmoL/L em tampão BR 0,2 mol/L. Circuito [Rs(Cdc[RtcW])].
Conclusões
Através dos resultados que foram obtidos pode-se concluir que a zeólita influencia positivamente na resposta eletroquímica do MBC. Isso foi comprovado por VC onde o aumento da corrente de pico é de 135% para ZMCPE em relação ao CPE, e por EIE onde a zeólita provoca o aumento de 255 vezes da constante de velocidade heterogênea padrão favorecendo a transferência de carga.
Agradecimentos
UEMS, CNPq e FUNDECT.
Referências
Bard, A. J.; Faulkner, L. R.; Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, Wiley: New York, 1980.
González dela Huebra MJ, Hernández P, Nieto O, Ballesteros Y,Hernández L (2000) Fresenius J Anal Chem 367:474–478
HERNANDEZ, P.; BALLESTEROS, Y.; GALAN, F.; HERNANDEZ, L. Determination of carbendazim with a graphite electrode modified with silicone OV-17. Electroanalysis, 8:941, 1996.
SOUZA, D. de; CODOGNOTO, L.; MALAGUTTI, A. R.; TOLEDO, R. A.; PEDROSA, V. A.; OLIVEIRA, R. T. S.; MAZO, L. H.; AVACA, L. A.; MACHADO, S. A. S. Voltametria de onda quadrada. Segunda parte: Aplicações, Química Nova, 27: 790, 2004.
XU, R.; PANG, W.; YU, J.; HUO, Q.; CHEN, J. Chemistry of zeolite and related porous materials. Wiley – Interscience: Weinheim, 2007.
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