Modificação eletroquímica de eletrodos de pasta de carbono para detecção do antioxidante t-butilhidroquinona.

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Físico-Química

Autores

Silva Alves, T. (UEMS) ; José de Arruda, G. (UEMS)

Resumo

Este trabalho apresenta estudos da ativação eletroquímica em eletrodos de pasta de carbono em meio ácido, H₂SO₄ para detectar eletroquimicamente o antioxidante t-butillhidroquinina. Os resultados obtidos mostraram que a modificação eletroquímica, utilizando ciclagens voltamétrica na região anódica de potencial, aumenta em aproximadamente 80% a corrente de pico de oxidação do t-butilhidroquinona.

Palavras chaves

t-butilhidroquinona; ativação ácida; voltametria cíclica

Introdução

O antioxidante t-butilhidroquinona (TBHQ), está entre os antioxidantes sintéticos mais usados, com o objetivo de inibir ou retardar a oxidação de lipídeos em óleos, alimentos e biocombustíveis (RAMALHO et. al, 2006). As estruturas fenólicas dos antioxidantes sintéticos permitem a doação de um próton a um radical livre, regenerando a molécula do acilglicerol e interrompendo o mecanismo de oxidação por radicais livres. O estudo sobre a atividade eletroquímica desses compostos vem se tornando cada vem mais importante, o mesmo pode ser feito através das técnicas eletroquímicas, devido a sua rapidez, alta sensibilidade e baixo custo, utilizando os mais diversos tipos de eletrodos, podendo estes serem ou não modificados (MEDEIROS et. al, 2010). A modificação da superfície do eletrodo é considerada uma forma de impor e controlar sua reatividade e seletividade. A modificação pode ser feita de diversas maneiras, uma delas é a modificação eletroquímica, que ocorre pela ativação dos grupos funcionais presente na superfície do eletrodo, através de uma solução ácida (SOUZA et. al, 1997). O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da ativação ácida sobre a superfície de eletrodo de pasta de carbono (CPE) na atividade eletroquímica do antioxidante TBHQ, utilizando a voltametria cíclica.

Material e métodos

Foi utilizado uma célula de 25 ml com capacidade para comportar três eletrodos, sendo estes eletrodos fios de platina (Ag/AgCl) e eletrodo de pasta de carbono (CPE), utilizados como eletrodo auxiliar, referência e de trabalho, respectivamente. Após dez minutos de purga de nitrogênio com 99,999% de pureza. Todas as medidas eletroquímicas foram feitas em Potenciostato/Galvanostato AUTOLAB PGSTAT 12 interfaciado a um computador e gerenciado pelo software NOVA 1.10 para obtenção e tratamento dos dados. O eletrodo de pasta de carbono foi preparado pela mistura dos componentes, 75% grafite em pó e 25% nujol (líquido) como aglutinante. A pasta foi obtida pela mistura dos constituintes individuais, em um cadinho de vidro, com auxilio de um pistilo, os constituintes foram macerados por um período de 40 minutos. A solução estoque de TBHQ foi obtida através da diluição do padrão analítico SIGMA-ALDRICH com pureza de 97% em álcool etílico. Para as medidas eletroquímicas em voltametria cíclica (VC), foi adicionado 5 mL de eletrólito suporte Na₂SO₄ 0,002 mol L^-1, com concentração de 2,55 x 10 ^-4 mol L-1 de TBHQ na célula, realizado em um intervalo de potencial de 0 a 1 V, com velocidade de varredura de 50 mVs^-1 . A modificação eletroquímica também foi realizada pelo método de VC, com 10 varreduras sucessivas, no intervalo de potencial 0 a 1.3 V, com velocidade de 50 mVs^-1, utilizando como eletrólito suporte 5 mL de H₂SO₄ 0,5 mol Lˉ¹, obtendo o eletrodo CPE/FUNC.

Resultado e discussão

A Figura 1 apresenta os voltamogramas cíclicos para o eletrólito de suporte Na₂SO₄ 0,002 mol L^-1 utilizando CPE (voltamograma 1) e para uma solução de TBHQ 2,55 x 10 ^-4 mol L ^-1 utilizado CPE (voltamograma 2) e CPE/ FUNC. (voltamograma 3). A eletroatividade do TBHQ é comprovada com a presença de 1 pico de oxidação e redução (Tabela 1) utilizando CPE e CPE/FUNC . A presença de um pico se deve a oxidação do grupo hidroquinona presente no antioxidante, o mesmo forma um derivado quinona (TBQ). O pico de redução é devido a redução do composto TBQ, formado durante a oxidação eletroquímica de TBHQ, ambos os processos podem ser representados por dois elétrons e dois prótons (FUENT et al, 1999). O aumento de aproximadamente 80 % na corrente de pico se deve ao método de ativação ácida que modifica a superfície do eletrodo obtendo-se CPE/FUNC. A solução de H2SO4 proporciona a oxidação da superfície do eletrodo CPE, no qual se encontram presentes grupos óxidos funcionais, tais como álcoois (fenóis), ácidos carboxílicos, cetonas e anidridos. A concentração desses grupos pode ser aumentada na superfície do eletrodo através de reações de oxidação a partir de soluções ácidas, aumentando ainda mais reatividade do eletrodo (SOUZA et. al, 1997).

Eletrólito suporte Na2SO4, 0,002mol L-1 (1). Eletrodos CPE (2), CPE/FUNC. (3) em uma solução de TBHQ 2, 55 x 10 -4 mol L-1 = 50 mVs-1


Valores de corrente de pico (Ip) e potencial de pico (Ep) em relação à velocidade de 50 mVs-1, em eletrólito suporte Na2SO4 0,002 mol L-1 com 2,55 x 10 -4 mol L-1 TBHQ na célula.

Conclusões

De acordo com os resultados apresentados, a presença da ativação eletroquímica influencia na resposta eletroquímica do antioxidante TBHQ de forma positiva, aumentando a corrente de pico em aproximadamente 80 % para CPE/FUNC. em relação à CPE. Desta maneira conclui-se que a ativação eletroquímica em eletrodos de pasta de carbono pode ser usada para melhorar a determinação e avaliação de antioxidantes a partir métodos eletroquímicos.

Agradecimentos

UEMS e FUNDECT

Referências

FUENTE, C.; ACUÑA, J. A.; VÁZQUEZ, M. D.; TASCÓN, M. L.; BATANERO P. S. Voltammetric determination of the phenolic antioxidants 3-tert-butyl-4-hydroxyanisole and tert-butylhydroquinone at a polypyrrole electrode modified with a nickel phthalocyanine complex. Talanta. v. 49, p. 441-452, 1999.
GALVAN, D.; ORIVES, J.R.; COPPO, R.L.; RODRIGUES, C.H.F.; SPACINO, K.R.; PINTO, J.P.; BORSATO, D. Estudo da cinética de oxidação de biodiesel B100 obtido de óleo de soja e gordura de porco : determinação da energia de ativação. Química Nova, v.37, n. 2, p. 244-248, 2014.
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SOUZA, M. F. B.; Eletrodos quimicamente modificados aplicados à eletroanálise: uma breve abordagem. Química Nova, v. 20, n. 2, p. 191-195, 1997.