Autores
Fumagalli, A.C.C. (IBILCE-UNESP) ; Marchiori, R.N. (IBILCE-UNESP) ; Silva, K.J. (IBILCE-UNESP) ; Ribeiro, L.M.A. (USP-SP) ; Fertonani, F.L. (IBILCE-UNESP)
Resumo
Este trabalho, considerando a problemática do tratamento de águas, referente a
presença de microrganismos, fungos e bactérias, propôs a modificação de sistemas
microestruturados de argila (SWY-1) pela inserção de Ag(metálica), devido a sua
ação bactericida. Para o estudo do processo de inserção de Ag(nanopartícula) na
matriz SWY-1 utilizou-se da técnica de voltametria cíclica (VC). A técnica foi
aplicada sobre o eletrodo carbono/SPE, modificado com filme fino de argila
mecanicamente depositada sobre eletrodo. O processo anódico é adsortivo, para n=1
elétron, mecanismo eletroquímico químico (EC) para a redução da Ag(I), seguida de
adsorção à SWY-1 e no ramo catódico o processo é adsortivo com a oxidação da Ag
metálica (Ep1/2= 87 mV).
Palavras chaves
SWY-1; Ag; Voltametria cíclica
Introdução
O processo convencional de tratamento de água está escasso e, por isso, tem se
tornado indispensável à busca por alternativas inovadoras frente a problemática.
Uma das possibilidades de aperfeiçoamento/miniaturização do processo está na
modificação de materiais argilosos, alterando os espaços interlamelares pela
inserção de “inorgânicos”, para melhorar as suas características físico-
químicas. Considerando que a problemática do tratamento de águas é a presença de
microrganismos, fungos e bactérias, uma possibilidade de modificação é a
inserção de Ag(metálica), devido a sua ação bactericida. O objetivo deste
trabalho foi o de estudar o processo voltamétrico de eletrodeposição de
nanopartículas de Ag em argila montmorilonita (SWY-1) microestruturada,
mecanicamente depositada sobre eletrodo de carbono/SPE.
Material e métodos
Suspensão de argila, 11g/L, foi agitada por 24 h, e posteriormente transferida
para a superfície do eletrodo C/SPE e levada à estufa por 30 min a 80oC; foram
efetuadas 4 deposições, consecutivas. Os voltamogramas cíclicos foram obtidos no
intervalo de Einicial=Efinal=-0,4 V; Einversão=0,3 V; para velocidade de
varredura (5 ≤v≤ 150) mV/s; em ausência e na presença de íons Ag(I); eletrólito
de suporte KNO3 0,1mol/L. T=(24±2)oC.
Resultado e discussão
O perfil dos voltamogramas cíclicos obtidos para o processo de eletrodeposição e
redissolução dos íons Ag(I) a Ag(nanopartícula), na região interlamelar da
argila/C-SCE, são característicos de sistema adsortivo com o incremento da
irreversibilidade do processo catódico [Arvia, 1981], e permitiu evidenciar, a
partir dos critérios de diagnóstico para o mecanismo das reações eletroquímicas
[Greef, 1985] a partir das relações: 1- ipa vs. v;2- ipc vs. v; 3- [ipa/ipc] vs.
v; 4- [ipc/v1/2] vs. v; 5- log(ipc) vs. log(v1/2); e 6- Epc vs. v; que as
intensidades de correntes: anódica, ipa, independem de v; que a catódica, ipc,
varia linearmente com v; e que a relação logarítmica relação 5- [Nabil,2017]
apresentar coeficiente angular 0,5, o que reforça que o processo transferência
de massa dos íons Ag(I) é controlado por difusão. Neste contexto, o perfil da
relação 3- (Fig.1) atende perfeitamente ao diagnóstico apontando para um
mecanismo eletroquímico-químico (EC), sendo de início próximo de 1, diminuindo
lentamente com o aumento de v, e retornando a 1. Corrobora com a proposição do
mecanismo EC a relação 4-, que revela a diminuição lenta da função corrente
([ipc/v1/2]) com o aumento de v, Fig.2. O potencial de redução (Epc) varia
negativamente com v, atendendo a outro diagnóstico para o mecanismo EC,
sugerindo a diminuição da reversibilidade do processo, ao passo que o Epa=-16 mV
independe de v e apresenta o valor de Ep/2= (94 ± 3) mV (n=5), o que é
concordante com a literatura (90 mV) [Greef, 1985].
Mecanismo eletroquímico-químico (EC), com início próximo à 1, diminuindo lentamente com o aumento da velocidade, e aumentando para 1 em sequência.
Diminuição lenta da função corrente ([ipc/v1/2]) com o aumento da velocidade.
Conclusões
O mecanismo de redox da Ag(I) no eletrodo de argila/C-SCE ocorrer em acordo com
os processos: 1- difusão da Ag(I) à superfície da argila/C-SCE; 2- eletroquímico
(E) de redução da Ag(I) à Ag(nanopartícula); 3- químico de adsorção (C) da
Ag(nanopartícula) à argila/C-SCE; e 4- oxidação da Ag(nanopartícula) adsorvida à
Ag(I). Deve ser observado que a proposta do mecanismo EC, onde a redução da Ag(I)
a Ag(metálica), ocorre anterior a adsorção na argila, considerou a facilidade com
que os íons Ag(I) são reduzidos à Ag(metálica); inclusive por parte da luz UV.
Agradecimentos
À SPR soluções metrológicas pela cessão de reagentes e calibração da
instumentação de medição e ao CNPq-UNESP programa PIBIC pela bolsa de estudos.
Referências
1- A.J. Arvia y M.C. Giordano. Electroacatalisis: Aspectos básicos y sus aplicaciones. Fundación para la Educación, la Ciencia y la Cultura, 1981, pág.160-165, Buenos Aires, Argentina.
2- R. Greef, at all. Instrumental Methods in Eletrochemistry. Ellis Horwood Limited, 1985, pg 178-197,Chichester, England.
3- Nabil A. Alhemiary and Moustfa A. Rizk. Asian Journal of Chemistry. Vol. 29, No. 12 (2017), 2627-2633
