ÁREA: Tecnologia
TÍTULO: PREPARAÇÃO DE ELETRODO DE REFERÊNCIA COMPÓSITO Ag/AgCl-EPÓXI-GRAFITE A PARTIR DE PRATA RECUPERADA DE REJEITO DE LABORATÓRIO DE QUÍMICA ANALÍTICA
AUTORES: CASARTELLI, E.A. (UFRRJ) ; RIO, G.F. (UFRRJ) ; MAXIMIANO, D.H.S. (UFRRJ) ; SOBRAL, W.S. (UFRRJ)
RESUMO: Este trabalho trata da construção de um eletrodo de referência de estado sólido baseado na formação do compósito Ag/AgCl-epóxi-grafite e de sua avaliação como possível eletrodo indicador para a determinação de cloreto em água, e de seu uso como eletrodo de referência em titulações de oxi-redução. A resposta de potencial para íons cloreto mostrou-se linear na faixa de 1x10-3 a 0,5 mol.L-1 . O eletrodo mostrou-se ineficiente para ser usado diretamente como eletrodo de referência em uma titulação de Ce(IV) com Fe(II), contudo o uso de uma ponte salina de KCl saturado, normalizou seu comportamento, qualificando-o para uso frente aos eletrodos indicadores inertes, Pt, Au, e compósito de grafite, usados neste trabalho.
PALAVRAS CHAVES: potenciometria, compósitos, epóxi
INTRODUÇÃO: Em eletroanálise, os eletrodos de referência são semi celas que possuem um potencial de redução conhecido e estável, e que é independente da concentração do analito ou de quaisquer outros íons na solução sob estudo. Estes eletrodos devem ser robustos e de fácil construção. Frente aos eletrodos de referência mais comuns, baseados em calomelano ou em sulfatos, o eletrodo de Ag/AgCl, é o mais comum e o que exibe qualidades superiores pois presta-se a possibilidade de ser miniaturizado. O eletrodo é constituído de um fio de prata recoberto com cloreto de prata, imerso em uma solução de cloreto de potássio, exibindo um potencial de redução constante de 0,199V caso a solução estiver saturada. Embora seja de fácil construção, é necessário a preparação de um fio de prata o que é raro se fazer em um laboratório químico, devendo-se ou comprar o produto pronto ou fazer uso dos serviços de um ourives. Um outro problema e que traz algumas limitações nas configurações deste eletrodo é a necessidade do uso da solução de cloreto de potássio. Apesar de existirem trabalhos envolvendo a miniaturização do compartimento contendo a solução de cloreto de potássio, ou o uso de polímeros que podem imobilizar o sal na forma de um gel, recentemente, Ramírez et al. (2005) [1], utilizaram uma nova abordagem para a construção de um eletrodo de Ag/AgCl. Trata da utilização de resina epóxi (facilmente encontrada no mercado), grafite e pó de prata e de cloreto de prata, com o objetivo de construir um eletrodo de referência de estado sólido.
Neste trabalho, descreve-se o uso de uma técnica alternativa para a produção do compósito com prata finamente pulverizada obtida a partir de rejeito de práticas de laboratório, de grafite em pó usado como lubrificante de engrenagens, e de adesivo epóxi industrial.
MATERIAL E MÉTODOS: Os reagentes utilizados como HCl, HNO3, Ce(SO4)2.4H2O, Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O, KCl, Ácido Ascórbico, foram de grau analítico, Merck.
A mistura para confecção do eletrodo foi feita na proporção: 44,22 % grafite – 5,78% Ag – 5,78% AgCl – 44,31% EPÓXI, formando uma pasta. O eletrodo foi preparado colocando-se a pasta no canal central de 5,8 mm de diâmetro, de um cilindro de 30 mm de comprimento e diâmetro externo de 10 mm, de polipropileno. O conjunto foi colocado em estufa a 60oC por 24h. O cilindro compósito foi usinado em um torno mecânico MR301, Manrod, de modo a formar um pequeno cilindro de 10 mm de comprimento com um pequeno furo central de 1,5 mm de diâmetro e 5 mm de profundidade para a conexão de um fio de cobre de 1 mm de diâmetro utilizando o mesmo adesivo epóxi agora, com prata, formando um adesivo condutivo. A resistência do eletrodo foi medida com o auxílio de um multímetro ET2510, Minipa.
Os testes foram realizados em duas etapas:
1. Verificação da resposta frente a soluções de cloreto. Soluções de cloreto de potássio nas concentrações de 5x10-4 - 1x10-3 – 2x10-3 – 5x10-3 - 1x10-2 - 2x10-2 – 1x10-2 - 0,100 – 0,200 – 0,500 mol.L-1. Utilizou-se um eletrodo tipo seringa de Ag/AgCl com KCl saturado (Eref=0,199V). O potencial do eletrodo indicador foi determinado em função do potencial medido para a cela (Eind = Ecela + Eref) e graficado frente a log (1/[Cl-]), ou simplesmente pCl.
2. Titulação de Ce(IV). Um volume de 10,00 mL de uma solução de sulfato cérico na concentração de 6,7x10-2 mol.L-1 foi titulado com uma solução de Fe(II) de concentração 0,033 mol.L-1, utilizando-se várias combinações de eletrodos de referência (Ag/AgCl seringa e Ag/AgCl compósito) e indicadores (Pt, Au, grafite compósito.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A resistência do eletrodo produzido foi medida com o auxílio de um multímetro ET2510, Minipa, exibindo uma resistência de 32 .
A Figura 1 apresenta o gráfico de resposta do eletrodo funcionando como indicador para íons cloreto. Observa-se que a resposta do eletrodo foi próxima à Nernstiana, com uma inclinação de 0,04996 mV. Os pontos de concentração igual a 1 mol.L-1 e 5x10-4 mol.L-1 não foram colocados no gráfico por mostrarem resposta não linear. Pelo gráfico de titulação, estimou-se em 340 mV o potencial de redução do eletrodo de referência compósito imerso em KCl saturado.
CONCLUSÕES: A construção de eletrodos compósitos representa uma alternativa viável quando se trata do uso da prata reaproveitada dos experimentos em laboratório de Química Analítica. Os experimentos apresentados demonstram que o eletrodo pode ser utilizado como eletrodo indicador do tipo II, com uma faixa de resposta linear razoável, exibindo um comportamento próximo ao Nernstiano. Contudo, para uso como eletrodo de referência, faz-se necessário o uso de uma ponte salina, de modo a ser obter uma resposta estável frente à condução de uma titulação de oxi-redução.
AGRADECIMENTOS: Ao SINTEEG - UFRRJ pelo estágio concedido ao aluno Daniel Maximiano.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] Ramírez, G.V., Romero, G.A.A., Vidal, C.A.G., Rodríguez, P.R.H. and Silva, M.T.R., 2005. Composites: A novel alternative to construct solid state Ag/AgCl reference electrodes. Sensors and Actuators B, 110, 264-270.
[2] Songping, W. and Shuyuan, M., 2005. Preparation of ultrafine silver powder using ascorbic acid as reducing agent and its application in MLCI. Materials Chemistry and Phusics, 89, 423-427.
