DETERMINAÇÃO DE ÁCIDO GLIOXÍLICO UTILIZANDO MICROELETRODO DE COBRE

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Iniciação Científica

Autores

Pessoa A., M. (UFMA) ; Veloso B., W. (UFMA) ; Dantas M.f., L. (UFMA) ; Júnior G. M., F. (UFMA)

Resumo

No presente trabalho foi estudada a eletro-oxidação do ácido glioxílico no microeletrodo de cobre. Foi realizada a construção e avaliação dos microeletrodos. Executou-se o estudo do comportamento do eletrodo de cobre em meio alcalino, realizando voltamogramas cíclicos em solução de NaOH, analisando as espécies formadas. Por último, realizou-se estudo comparativo entre a sensibilidade na determinação do analito utilizando diferentes técnica eletroquímicas (voltametria cíclica, amperometria e voltametria de onda quadrada). A partir desse estudo observou-se que a técnica mais sensível foi a amperométrica. Assim, após otimização dos parâmetros analíticos dessa técnica obteve-se um limite de detecção de 37,5 µmol L-1, em uma faixa linear de 0,05 a 25,20 mmol L-1.

Palavras chaves

Microeletrodo de cobre; Ácido glioxílico; Sensores

Introdução

O ácido glioxílico é uma substância extensivamente utilizada na indústria química fina, fazendo parte da composição de produtos como: cosméticos, farmacêuticos e de perfumaria [1]. Sua utilização em cosméticos tem por finalidade mascarar a presença do formaldeído, substância permitida pela ANVISA apenas em concentrações inferiores a 0,2% [2]. Muitos são os métodos analíticos usados atualmente na detecção do ácido glioxílico, dentre os quais destacam-se: métodos espectroscópicos [3], colorimétricos [4] e cromatográficos [5]. Porém esses não apresentam resultados tão satisfatórios, por tratarem-se de métodos que exigem um pré- tratamento da amostra, tempo na realização das análises e custo relativamente alto. Dessa forma as técnicas eletroquímicas apresentam-se com uma boa alternativa, por se tratarem de métodos simples onde quase sempre não há necessidade de tratamento prévio da amostra, possui custo moderado, rapidez nos resultados, versatilidade dentre outras vantagens [6]. Em técnicas eletroanalíticas é comum o uso de eletrodos de cobre por apresentar poder catalítico em muitas reações [7]. Uma das suas principais características é a capacidade que esse metal possui de formar uma camada superficial de óxidos e hidróxidos de cobre quando submetido a um potencial elétrico em solução com pH>8. [8]. A utilização de microeletrodos como sensores aumentam as vantagens das técnicas eletroquímicas, por possuírem algumas propriedades específicas como: velocidades de varredura mais elevados, limites de detecção menores, miniaturização, respostas em meios de maior resistência dentre outras [9].

Material e métodos

Os experimentos eletroquímicos foram realizados utilizando o Potenciostato µAutolab tipo II e o Ivium-n-Stat, empregando-se um sistema de três eletrodos: eletrodo de trabalho (microeletrodo de cobre), eletrodo de referência (Ag/AgCl/KClsat) e o eletrodo auxiliar (fio de platina). As medidas de pH foram realizadas utilizando Metrohm 827 pH Lab. Todos os valores experimentais foram obtidos à temperatura ambiente. Para realização deste trabalho todos os eletrodos utilizados (microeletrodos de cobre, eletrodo de referência de Ag/AgCl/KClsat e o eletrodo auxiliar de platina) foram construídos no próprio laboratório de pesquisa.

Resultado e discussão

A construção dos microeletrodos de cobre, utilizando-se um método tradicional, consiste no encapsulamento da microfibra em vidro/ou ponteiras de pipetas descartáveis. Para a avaliação do funcionamento e cálculo do raio dos microeletrodo de cobre construídos foi necessário registrar um voltamograma cíclico em solução contendo uma espécie eletroativa com comportamento reversível. Dessa forma, para analisar o bom funcionamento do eletrodo de cobre, a escolha do mediador redox é essencial, pois o potencial de redução do cobre permite a oxidação do metal por várias substâncias químicas. Sendo assim, uma alternativa foi à utilização do metil viologênio (Mv2+) como mediador redox, o qual possui um potencial de redução inferior ao do cobre, -0,45V, e portanto, não provoca a sua oxidação [10]. Iniciou-se o estudo com eletrodo de cobre, onde foi avaliado seu comportamento em meio alcalino. A partir desse estudo, observou-se o aparecimento de três picos anódicos e dois catódicos, correspondentes à oxidação do cobre metálico em Cu(I), Cu(II) e Cu(III), respectivamente. Em seguida, realizou-se o estudo da oxidação do ácido glioxílico no eletrodo de cobre, onde percebeu-se que no potencial de 0,55V, além da oxidação do cobre, o ácido glioxílico é oxidado formando o ácido oxálico. Por último, executou-se um estudo comparativo entre a sensibilidade na determinação do analito utilizando três técnicas eletroquímicas, voltametria cíclica, amperometria e voltametria de onda quadrada. A partir desse estudo observou-se que a técnica mais sensível foi a amperométrica. Assim, após otimização dos parâmetros analíticos dessa técnica obteve-se um limite de detecção de 37,5 µmol L-1, em uma faixa linear de 0,05 a 25,20 mmol L-1.

Conclusões

O perfil voltamétrico do eletrodo de cobre foi igual ao reportado na literatura, o qual apresenta um comportamento eletroquímico dependente do pH e do eletrólito suporte. Em solução de hidróxido, formam-se espécies solúveis, o Cu(I), Cu(II) e dependendo do pH e da velocidade de varredura, o Cu(III). A metodologia utilizada para a determinação do ácido glioxílico com microeletrodo de cobre, mostrou-se como uma alternativa viável para a sua quantificação, obtendo-se uma curva linear no intervalo de 50 µmol L-1 a 25,20 mmol L-1 com limite de detecção de 37,5 µmol L-1.

Agradecimentos

Referências

1. PIERRE, G.; KORDI, M. E.; CAUQUIS, G. Electrochemical synthesis of glioxylic acid from glyoxal. J Electronal Chem, Lausanna, p. 167 - 177, 1985.
2. PORTAL Anvisa. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Disponivel em: <http://www.anvisa.gov.br/cosmeticos/alisantes/escova_progressiva.htm>. Acesso em: 14 Abril 2016.
3. CHEN, S. P.; HUANG, T.; SUN, S. G. A new method of ion chromatography technology for speedy determination and analysis in organic electrosynthesis of glyoxylic acid. Jounal of Chromatography A, p. 142-147, 2005.
4. FEIGL, F. Spot tests, Elsevier, New York, 1954. Vol. II, p.255.
5. PETRARULO, M. et al. J Chromatogr, p. 432: 37-46, 1988.
6. PAIXÃO, T. R. L. C.; BERTOTTI., M. Química Nova, 2009. 1306-1314.
7. COUTINHO, C. F. B.; COUTINHO, L. F. M.; MAZO, L. H. Estudo do comportamento eletroquímico de substâncias complexantes utilizando eletrdo de cobre. Universidade de São Paulo, v. 32, p. 228-233, 2009.
8. DANTAS, L. M. F. Uso de eletrodos de cobre e eletrodos modificados como sensores eletroquímicos. Tese(Doutorado). Programa de Pós - Graduação em Ciência (Química).Instituto de Química, Universidade de São Paulo. São Paulo, p. 143. 2014.
9. HARRIS, D.C. Análise Química Quantitativa, 6ª ed., LTC Editora, Rio de Janeiro, 2005, pag. 362-372.
10. PEDROTTI, J. J.; ANGNES, L.; GUTZ, I. G. R. Miniaturized reference electrodes microporous polymer junctions. Electroanalysis, p. 673-675, 1996.