Desenvolvimento de sensores electroquímicos para a determinação de vestígios de iões metálicos tóxicos em eléctrodos de filme de bismuto

Abstract

Este trabalho tem como objectivo principal a determinação de traços de catiões metálicos biotóxicos em separado e em misturas, com ênfase em Tl(I), utilizando um eléctrodo de carbono - carbono vítreo ou de filme de carbono - modificados com filme de bismuto, através de técnicas electroquímicas de pré-concentração. Os eléctrodos de filme de bismuto, BiF, têm sido objecto de estudo durante a última década de forma a serem substitutos dos eléctrodos de mercúrio. Os métodos electroquímicos de pré-concentração usados foram a voltametria de redissolução anódica (ASV) e a voltametria de redissolução adsortiva (AdSV), utilizando o facto que a maioria dos metais pesados podem ser facilmente depositados ou adsorvidos na superfície de um eléctrodo sólido por aplicação de um potencial e depois re-oxidados ou reduzidos por voltametria de onda quadrada (SW) ou impulso diferencial (DP). Foram desenvolvidos sensores para a determinação de alguns iões metálicos em separado e simultaneamente. O filme de bismuto foi depositado em carbono vítreo ou filme de carbono de forma a aumentar a sensibilidade do sensor. Os iões metálicos Zn(II), Cd(II), Tl(I) e Pb(II) podem ser determinados por SWASV em eléctrodos de carbono vítreo e de filme de carbono modificados com BiF produzidos in situ em solução de tampão acetato pH 3,74. As condições experimentais, tais como potencial de deposição, tempo de deposição foram optimizadas. A determinação do Ni(II) e Co(II) foi efectuada no BiF depositado ex situ por SWAdSV e DPAdSV. Como agente complexante utilizou-se a nioxima em tampão HEPES pH 7,4 com a adição de perclorato de sódio. O processo que ocorre no eléctrodo durante a deposição do filme de bismuto e dos iões metálicos aos seus potenciais de redissolução foi investigado por espectroscopia de impedância electroquímica. Aplicou-se o sensor obtido para a análise de amostras de água de rede pública e sumo de frutas comercial de forma a verificar a existência de efeitos de matriz na determinação dos metais pesados. Palavras-chave: Iões de metais pesados, voltametria de redissolução anódica de onda quadrada, voltametria de redissolução adsortiva de onda quadrada e de impulso diferencial, filmes de bismuto, espectroscopia de impedância electroquímica, deposição in situ, deposição ex situ